Le principe de fonctionnement des plaquettes de frein automobile consiste
essentiellement à convertir l'énergie cinétique du véhicule en énergie thermique par friction , permettant ainsi la décélération ou l'arrêt du véhicule. L'ensemble du processus est réalisé grâce à la structure mécanique du système de freinage et au principe de tribologie en coordination. Plus précisément, il est divisé en les étapes principales suivantes :
1. Transmission du signal de freinage et amplification de la force
Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, la force mécanique de la pédale est transmise au maître-cylindre de frein. Le piston à l’intérieur du maître-cylindre est comprimé, poussant le liquide de frein à s’écouler dans les conduites de frein scellées. Pour un système de freinage hydraulique, le liquide de frein transmet uniformément la pression aux étriers de frein de chaque roue. Pour les systèmes de freinage pneumatique (principalement utilisés dans les véhicules lourds tels que les camions et les bus), l'air comprimé est utilisé pour pousser le piston de l'étrier.
Ce processus exploitera le principe du levier et les caractéristiques de pression des systèmes hydrauliques/pneumatiques pour amplifier la plus petite force de pédale appliquée par le conducteur plusieurs fois afin de répondre à la force puissante requise pour le freinage.
2. Le contact et l'adhérence entre les plaquettes de frein et les disques de frein
Le piston à l'intérieur de l'étrier de frein s'étend vers l'extérieur sous pression, poussant les plaquettes de frein des deux côtés de l'étrier (divisées en plaquettes de frein intérieures et plaquettes de frein extérieures), les faisant adhérer rapidement à la surface du disque de frein qui tourne de manière synchrone avec la roue.
La surface de friction de la plaquette de frein appuiera complètement contre le disque de frein. À ce stade, l’écart entre les deux est éliminé et il entre dans la phase de freinage par friction.
3. La génération de chaleur par friction atteint une consommation d'énergie cinétique
Lorsque le matériau de friction de la plaquette de frein entre en contact avec le disque de frein, cela génère une forte force de friction. Cette force de frottement entravera la rotation du disque de frein, et le disque de frein est relié rigidement à la roue, entravant ainsi la rotation de la roue.
Au cours de ce processus, l'énergie cinétique du mouvement de la voiture est convertie en énergie thermique par friction, et la chaleur est dissipée dans les plaquettes de frein, les disques de frein et l'air ambiant. Lorsque l’énergie cinétique d’un véhicule est continuellement consommée, sa vitesse diminue progressivement jusqu’à son arrêt complet.
4. Desserrage et réinitialisation des freins
Lorsque le conducteur relâche la pédale de frein, la pression dans le maître-cylindre de frein est relâchée et la pression dans les conduites de frein chute. Le ressort de réinitialisation à l'intérieur de l'étrier de frein ramène le piston à sa position d'origine, créant ainsi un nouvel espace entre les plaquettes de frein et les disques de frein. L'effet de friction disparaît et les roues reviennent à un état de rotation libre, complétant ainsi le processus de freinage.
Supplément : Facteurs clés affectant l’effet de freinage
Les performances des matériaux de friction : le coefficient de friction des matériaux de friction des plaquettes de frein détermine directement l'ampleur de la force de freinage. La résistance à haute température peut empêcher le coefficient de frottement de chuter brusquement à haute température (c'est-à-dire « fondu thermique »), garantissant ainsi la stabilité du freinage continu.
L'ajustement entre les plaquettes de frein et les disques de frein : plus la zone d'ajustement est grande et plus la pression est uniforme, plus l'effet de freinage est stable. Par conséquent, la précision du traitement des plaquettes de frein et la conception des étriers sont d’une importance vitale.
Efficacité de dissipation de la chaleur : si la chaleur générée lors du freinage ne peut pas être dissipée à temps, la température des plaquettes et des disques de frein sera trop élevée. Cela réduit non seulement les performances de freinage, mais peut également accélérer l'usure des plaquettes de frein et même entraîner une défaillance du freinage.
Le principe de fonctionnement des plaquettes de frein automobile consiste essentiellement à convertir l'énergie cinétique du véhicule en énergie thermique par friction , permettant ainsi la décélération ou l'arrêt du véhicule. L'ensemble du processus est réalisé grâce à la structure mécanique du système de freinage et au principe de tribologie en coordination. Plus précisément, il est divisé en les étapes principales suivantes :
