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Auteur(s)
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Jean-Jacques CARRÉ : Ingénieur de l’École Supérieure des Techniques Aéronautiques et de Construction Automobile - Directeur Études Produits à la société Bendix Europe , Division Technique
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Après avoir rappelé qu’un organe de friction est un transformateur d’énergie mécanique en chaleur (article Théorie du freinage ) et dimensionné les garnitures et contre-matériaux en fonction de la puissance spécifique, le but de cet article est de donner les critères de choix, la conception, les caractéristiques générales, les essais et les nouvelles générations de matériaux de friction (garnitures et contre-matériaux).
Les contre-matériaux de friction à géométrie particulière : frein automatique, frein sur moteur électrique ou frein pour application ferroviaire (par exemple, TGV) seront étudiés dans chaque article relatif aux freins correspondants.
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Fixation des garnitures
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3. Caractéristiques générales des garnitures
3.1 Caractéristiques physiques
Les deux principales caractéristiques physiques sont le frottement et l’usure.
HAUT DE PAGE3.1.1 Frottement des garnitures
Le coefficient de frottement de la garniture doit, d’une part, avoir une valeur appropriée au but poursuivi et, d’autre part, rester constant dans la zone habituelle de fonctionnement des freins ; la valeur habituelle recherchée pour le frottement est comprise entre 0,35 et 0,45, valeur servant normalement de base au calcul de la plupart des freins existants.
Ce coefficient de frottement doit être le plus stable possible malgré de sérieuses difficultés dues à de nombreux facteurs (température, pression, vitesse, présence de poussière, etc.). Celui-ci diminue souvent à chaud et l’efficacité de la garniture baisse, c’est le « fading ».
Le coefficient de frottement a une valeur plus basse sur les garnitures à composants graphités (garnitures dites « grasses »). Une entrée d’eau fait également baisser momentanément ce coefficient.
La formation d’oxyde de fer sur les rotors provoque un coefficient de frottement élevé, et donc un freinage brutal aux premiers coups de frein le matin.
Différents matériaux sont disponibles sur le marché. À titre d’exemple, le tableau du fournisseur Valéo est donné en Annexe 8 ; tous les fabricants de garnitures possèdent ce genre de tableau résumant les cas classiques d’applications.
La garniture doit répondre à des normes de sécurité dont la première décrit un essai d’efficacité sur dynamomètre en fonction des pressions et températures.
La machine d’essai, appelée dynamomètre, reconstitue les conditions rencontrées sur le véhicule. Une masse d’inertie...
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