Qu’est-ce qu’un disque de frein ?
Un disque de frein est un composant en forme de disque utilisé dans un système de freinage pour ralentir ou arrêter un véhicule.
Il existe plusieurs types de dispositifs de freinage (freins) utilisés dans les véhicules, le frein à disque étant l’un des plus courants, avec le frein à tambour. Ils se composent d’un disque de frein, d’un étrier et d’un piston.
Le disque de frein, également appelé “rotor”, a la forme d’un disque et tourne avec la roue. Lors du freinage, la force transmise par le piston fait que les plaquettes de frein dans les étriers serrent fortement les deux côtés du disque pour fournir la force de freinage.
Utilisations des disques de frein
Les disques de frein sont montés sur les essieux en tant que composants des freins à disque. Ils sont ainsi utilisés pour le freinage des véhicules. Dans les freins à disque, la chaleur générée lors du freinage peut être dissipée vers l’extérieur via le disque de frein, car celui-ci est exposé à l’extérieur.
Grâce à cette caractéristique, les freins à disque sont moins sujets à l’évanouissement. Cela peut être un problème lors d’un freinage brusque à grande vitesse ou lors d’une utilisation continue, en raison de la chaleur générée par les plaquettes de frein. De plus, même si la surface du disque de frein est mouillée par la pluie, les gouttes d’eau rebondissent sur celui-ci lorsqu’il tourne. Cela rend donc difficile la réduction de la puissance de freinage sous la pluie.
Les disques de frein ont d’abord été utilisés dans les avions, puis dans les voitures, les motos et les trains. Aujourd’hui, ils sont aussi utilisés dans de nombreux véhicules.
Principe du disque de frein
Le disque de frein, principal composant d’un frein à disque, est un disque rotatif fixé à l’essieu et qui tourne à l’unisson avec la roue. Ces disques sont aujourd’hui principalement fabriqués en fonte, qui résiste à l’usure et dissipe bien la chaleur.
Lors du freinage, la force appliquée par le piston est utilisée pour pincer les deux côtés du disque de frein entre les plaquettes de frein. Celles-ci exercent une force de frottement entre elles pour fournir la puissance de freinage. Cela permet de freiner les roues qui tournent à l’unisson.
Étant donné que le principe de levier fonctionne sur le disque de frein, plus le diamètre est grand, plus la force de freinage obtenue lorsque le disque de frein est serré à partir de la périphérie est importante. La taille du disque et de l’étrier est toutefois limitée. La raison étant qu’ils doivent être logés dans la roue et dans les limites d’interférence avec d’autres composants tels que la suspension et les passages de roue.
D’une manière générale, plus un véhicule se caractérise par des performances élevées ou une conduite sportive, plus on utilise des disques de frein de grand diamètre.
Types de disques de frein
Selon leur forme, ils sont classés en “disques pleins” ou en “disques ventilés”.
1. Le disque plein
Il s’agit d’un disque de frein constitué d’une seule plaque en forme de disque. Il est léger et présente donc l’avantage d’avoir des performances dynamiques élevées.
En revanche, l’inconvénient par rapport aux disques ventilés est que la température de surface du disque a tendance à augmenter et à se décolorer facilement. C’est pourquoi ils sont utilisés sur des roues considérées comme ayant une charge relativement faible lors du freinage. Par exemple les roues arrière des voitures standard et l’avant des voitures légères.
2. Les disques ventilés
Ce sont des disques de frein ayant la forme de deux disques avec une cavité à l’intérieur pour la dissipation de la chaleur. Ils sont superposés l’un sur l’autre avec un espace entre eux. Bien qu’ils soient plus lourds que les disques pleins, ils ont un meilleur effet de refroidissement. De ce fait, ils sont moins sujets à l’évanouissement, ce qui les rend adaptés à la conduite sportive.
Ils sont utilisés dans les voitures de sport et autres véhicules où la charge sur les freins pendant la conduite est considérée comme élevée. Lors du freinage d’un véhicule, la charge sur les freins est plus importante sur les roues avant que sur les roues arrière en raison du déplacement du centre de gravité.
C’est pourquoi de nombreux véhicules sur le marché utilisent ces disques pour les roues avant et des disques pleins pour les roues arrière.
Autres informations sur les disques de frein
Matériaux des disques de frein
Les disques de frein sont fabriqués aussi bien en carbone-céramique qu’en fonte. Ceux en carbone-céramique sont des produits coûteux, fabriqués selon un processus complexe.
Toutefois, ils commencent à être utilisés dans un nombre limité de véhicules. Par exemple dans les voitures de sport et les voitures de course de luxe. Ils sont légers et ne se dégradent pas facilement, même lorsqu’ils sont utilisés à plein régime.