[CHASSIS] Freinage - Corrélation Efficacité / Chaleur

Si il fallait impérativement refroidir le liquide de frein, il y a longtemps que les étriers seraient dotés d'ailettes, non ?
Je pense que le liquide qui bout est plus un dommage collatéral qu'une cause.
Pour avoir vu des disques ventilés en automobile, il était impératif de faire un tour de circuit supplémentaire sans taper dans les freins pour éviter la casse des disques quelques minutes après les séances (R5 gt turbo et R19 16S)
Le disque est censé évacuer la chaleur plus que les plaquettes.

La dernière phrase de Dan est interessante.
Elle résume le freinage des gros n'avions.
Une floppée de disques solidaire du "moyeu', comprimés par une floppée de disques solidaires de l'essieu (Lequel essieu à des pistons tout autour)
C'est bien comme un embrayage multi-disques......en plus volumineux. Faut quand même arrêter 100 tonnes qui déboulent à 250 km/h

Frein luchier etc ... mais on s'écarte du sujet et de ma conclusion :

Citation :

le facteur qui change, c'est le circuit

sur un grand circuit, quand on freine toutes les 30s - ça a le temps de refroidir, donc on peut utiliser des Z04 qui freinent de la mort.

et sur un circuit plus petit, il faut alors utiliser du plaquettes standard, avec un µ plus faible, pour générer la chaleur sur un temps plus long et éviter des pics trop élevé de température.

Emil', je peux te donner quelques notes sur mes freins que j'ai changé sur ma moto:
D'origine disques brembo acier au carbone (qui rouillent lentement mais trop légers 4,5mm épaisseur)
étriers boulonnés 4pistons 34mm 2plaquettes 2 axes brembo RC tendres(base plaque en cuivre) (conseillées pour temps froid)
Résultat: mordant moyen, puissance bonne mais disques qui ont bleui dès qu'ils ont chauffé par temps chaud(en plus des freinages appuyés sur short track). levier avec garde diminuée mais jamais molle (mc Nissin origine) usure très rapide des plaquettes
J'ai mis des disques de 5,5mm flottants brembo, étriers monoblock 2 plaquettes Z04(surface plus grande, base métallique acier plus épaisse =moins de matériau frotteur)
Même liquide RF600
Résultat: mordant ++, puissance ++(je n'utilise qu'un seul doigt pour la même puissance), disques à peine jaunis, 2,5 jours à Misano+2 jours à Mettet avec les mêmes plaquettes (vu leur prix(x2) c'est rentable), garde inchangée du levier, bruit de frottement plus important  .

Sur ma vieille rsv , j'ai ventilé les pistons des étriers=> moins de chauffe du liquide (garde +stable), passage calorique par conduction limité aussi.

Par experience, les disques de 4,5mm d'épaisseur devraient être interdits de piste sur les motos très rapides, car il y a saturation vers l'élément le plus faible du système=le liquide.

Dans les courses de camions , l'air ne suffit plus à refroidir(+vitesse de rotation faible), ils sprayent de l'eau!

On a bien compris tes Pbs Emil', en ce qui concerne les disques fonte contre les Inox d'origine, j'ignore si les coefs de conductibilité thermique sont différents, recherches à faire. Vu leur forme, je suis presque persuadé ( sans preuve malgré tout) que les disques auto y compris les très performants ventilés sont en fonte et non en acier et encore moins en inox. Brembo a fait du fonte performant ( vus tout rouges sur les bancs d'essais avec la durite de liquide qui gonfle et expose). Je pense que la fonte dissipe mieux ( appareils de chauffage, foyers de chaudières....) et reste plus stable en dimensions aux écarts de T°, l'inconvénient: çà rouille à la flotte, pas clean sur une moto.
Dan

Inox sous la pluie et fonte sur le sec, ce n'est pas un problème en moto sur piste si ce n'est qu'il faut changer les plaquettes 
Les métal fritté s'entendent très bien avec les pistes inox alors qu'il vaut mieux monter des organiques pour les fontes ...

Marrant à mon époque (au siècle dernier !) les disques en fonte étaient ( ou me semblaient) mieux sous la pluie (les temps changent)

Ed a écrit:

Dans l'étrier de la METISS les pistons ont une extrémité en créneaux (dans la zone en contact avec la plaquette) pour réduir e le transfert thermique par conduction.

Tiens, je suis étonné car j avais appris d un gars qui bossait dans le sport auto,
que les pistons percés ne servaient qu' à supprimer la pression de l air dilaté emprisonné dans le "creux" du piston
Et qui avait tendance à décoller le piston de la plaquette... ????

Sinon il faut percer le fond du piston pour éviter ça ...

Bonjour à tous,

Je me présente: Pascal, créateur du Challenge des Monos pour lequel j'ai construit ou amélioré quelques motos. A ce titre, je crois que j'ai fait à peu près toutes les bêtises du monde qui, heureusement, n'ont pas prêtées à conséquences!
Alors même si mes expériences datent un peu, les quelques recherches que je viens de faire m'indiquent que certains paramètres n'ont pas plus évolués que ça.
C'est pourquoi je voudrais vous faire part de l'importance d'une part de la qualité du liquide de frein pour garder de la constance dans le freinage et d'autre part, de sa "fraicheur".
J'ai fait l'expérience du levier de frein qui touche le guidon avec également le liquide de frein qui devient marron. C'était aussi à Carole et, heureusement que je l'avais "senti venir". Du coup, pas de bobo.
Je me suis donc renseigné auprès de plus expérimentés que moi (Rachel Nicotte) qui m'a vite expliqué le problème: il existe des liquides de frein pour une utilisation routière et des liquides de frein "racing". En effet, les contraintes de freinage, cela ne vous aura pas échappé, sont quand même très différentes entre le circuit et la route avec en corolaire une élévation de la T° du liquide de frein toute aussi différente. Comparez les T° admissibles sur DOT5 (260°) et DOT4 Racing (325°). Il n'y a pas photo.
Le gros souci avec le DOT 4, c'est qu'il est hydrophile (il absorbe l'humidité) et qu'alors il devient très nettement moins performant (moins qu'un DOT5!) avec le temps. Son usage implique donc, d'une part, de fréquentes vidanges du système de freinage (du genre une fois par mois ou à chaque course pour un compétiteur), d'autre part, une grande attention dans la conservation du liquide lorsque le flacon est entamé. Le liquide sorti du flacon est alors remplacé par de l'air qui contient une certaine quantité de vapeur d'eau qui contamine peu à peu le liquide, lui faisant perdre ses qualités.(J'avais résolu ce problème à l'époque en privilégiant l'achat de DOT 4 racing en flacon plastique ce qui permet de le reboucher après avoir chassé l'air en pressant le flacon)
J'ai fait profité, à l'époque, pas mal de pilotes de cette expérience, pilotes qui ont tous été ravis de l'amélioration de leur freinage, y compris sur des motos bien plus rapides et lourdes que les monos. Je pense à certains pilotes protwin par exemple.
Tout ceci m'a permis de me concentrer davantage sur les feeling obtenus avec différentes plaquettes plutôt que sur les problèmes de dissipation de chaleur pour lesquels je ne puis vous être du coup, d'aucune aide! (mais comme j'aime apprendre, je suis ce post avec attention!)

Même si ça semble une évidence en te lisant, il est bon de rappeler les fondamentaux.

Un truc observé sur certains étriers Nissin et plaquettes métal:entre les plaquettes et les pistons d'étriers, il est placé un feuillard en inox formé et muni de découpes, peut être un anti-bruit mais surtout à mon humble avis un double inter-face qui doit limiter le transfert de calories entre plaquettes et pistons. Tout contact simple entre pièces est une perte d'efficacité sur le plan électrique et thermique. Sur un jeu de plaquettes récent monté sur une de mes bagnoles, il est livré une plaque adhésive d'isolation en matériau ( indéterminé) à placer entre plaquettes et pistons, çà doit avoir une utilité.
Bien vu le rappel d'influence de l'humidité dans le liquide de frein.
Dan

Salut Bartau,

Tu as totalement raison et c'est pour ça qu'on est beaucoup sur piste à utiliser du Motul RBF600. J'avais des problèmes à Carole (même avec du DOT4 neuf) et depuis que je suis passé sur ce DOT4 "racing" je n'ai plus eu de soucis.

Cependant il me semble qu'Emil' utilise le même liquide de frein (purgé régulièrement) et rencontre toujours un soucis... Je roule en 600 et Emil' en... 1000, ça a une influence car le freinage dure plus longtemps avec un 1000...

Non, je n'ai pas de souci avec le liquide en particulier,
Mais j'en ai avec les plaquettes "haute performance" - qui me diminue le feeling au levier au bout de quelques tours - et qui potentiellement aurait pu être la cause de l'accident - c'était une surchauffe.
J'avais également pensé à l'eau dans le liquide de frein, c'est vrai que mon bidon n'était pas neuf...

et surtout, ma question était, comment un fabricant de frein peut proposer une plaquette plus performante sans que le système surchauffe ?
Le pic de température est nécessairement plus élevé si on freine en moins de distance à iso-vitesse...

Salut !
J'ai moi aussi expérimenté pas mal de choses en terme de freinage . J'ai commencé la piste sur une Buell XB ( monodisque périmétrique et étrier de frein unique 6 pistons ) . C'était un calvaire sur des circuits comme Carole ( une purge entre chaque session ) . la présence d'un bon MC permettait de préserver un peu la garde .
Buell a beaucoup bossé dessus , un kit disque racing ( plus gros ) associé à un kit de fixation ( plus de transfert de chaleur vers la jante) permettait de preserver le disque et atténuer un peu le phénomène .
Quand je suis passé sur une 1125r , avec 40 ch de plus dans les lignes droites , ça ne s'est pas amélioré !
J'ai réussi à préserver la partie "hydraulique" quand j'ai eu l'idée de remettre les toles pare-chaleur des plaquettes d'origine ( toujours en dot5.1 de qualité , récent , et MC radial after market par ailleurs) , disparition du fading et constance de la garde , donc dans l'esprit de la modif des pistons de la Metiss. J'ai pu ensuite éprouver la constance de puissance de nombreuses marques de plaquettes . L'etrier 8 pistons martyrisait celles-ci et bien souvent la puissance d'arret s'évanouissait très vite , avec une usure exponentielle .
Dans mes recherches , la seule marque que j'ai vu communiquer sur la constance de freinage ( tests à l'appui) est EBC ( gamme extrem pro ) qui vantait la reproductibilité du freinage . J'ai essayé , et effectivement les plaquettes freinaient fort , et jusqu'a leur fin de vie .
j'ai acheté une seconde 1125r, ex toptwin celle-ci . Elle était équipée des plaquettes racing buell qui valaient le prix de l'or et que je n'avait jamais osé acheté . J'ai retrouvé un freinage monstrueux comme peut en avoir une ducati dotée des fameuses Z04 .
Ces différentes étapes m'ont permis de faire le distingo entre la partie hydraulique , aux symptomes que l'on connait ( fading , garde qui s'évanouit ) et la partie plaquettes , leur qualité et leur constance ...
Donc Emil' tu as voulu assurer le coup en mettant les top plaquettes , et l'équilibre s'est rompu avec la partie hydro .
Une autre idée : un étrier qui commence à gripper peut continuer à générer de la chaleur dans le circuit et contribuer à porter le liquide au point de non-retour . Non ?

Certain: un étrier qui grippe ne laisse pas les plaquettes revenir correctement, il s'ensuit une destruction rapide des plaquettes et disque ( constaté en auto, j'ai les pièces à l'atelier, pas beau le disque, mort de chez mort). Une réfection des étriers a été nécessaire. Mais est-ce le cas sur une moto récente bien suivie?
Dan

Emil' a écrit:

Sinon il faut percer le fond du piston pour éviter ça ...

Hum, je suis désolé,  je crois que je n'ai pas été suffisamment explicite... je me permet donc de répéter avec quelque schémas car cela me semble important:

- Un piston sans trous emprisonne un volume d'air lorsqu'une pression est exercée au freinage.
-  Ce volume d'air chauffe et se dilate. Il ya  création de pression
- Au relâchement du frein, la pression d'air repousse un peu plus le piston que normallement
- Au virage suivant, l'écartement des plaquettes étant plus important que prévu, on sent la poignée se ramollir ou voir pire, plus de frein!
- Pour contrer cela, les pistons sont percées afin de supprimer la formation de pression (voir 2eme photos - étrier de motogp)

Voilà pourquoi la réponse de Ed m'étonnait...

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Je suis certain qu'un seul de ces petits trous suffirait à ventiler la chambre.
Leurs multiplication augmente la surface d'échange avec l'air ambiant dans la but de dissiper les calories.

Phytus a écrit:

Je suis certain qu'un seul de ces petits trous suffirait à ventiler la chambre.
Leurs multiplication augmente la surface d'échange avec l'air ambiant dans la but de dissiper les calories.

Et d'évacuer l'eau emprisonnée en cas de pluie peut être?

Un autre facteur peut jouer dans la course de "prise des freins", c'est la déformation éventuelle des disque malmenés ( surchauffés), surtout des grands diamètres minces: voilage, perte de planéité, déformation en assiette, quoi d'autre?, faible mais pouvant jouer sur les retours inégaux des pistons.
Dan

Dan42 a écrit:

Un autre facteur peut jouer dans la course de "prise des freins", c'est la déformation éventuelle des disque malmenés ( surchauffés), surtout des grands diamètres minces: voilage, perte de planéité, déformation en assiette, quoi d'autre?, faible mais pouvant jouer sur les retours inégaux des pistons.
Dan

On peu ajouter a ca, déformation des plaquettes.
j'ai eu le cas, des plaquettes qui ce voilent, et la niveau feeling, c'est un peu naze.
Mais dans le cas d'Emil pas de soucis avec les 4 par étrier

Je relève ton sujet Emilien,

Concernant les étriers :
-les pistons sont percées effectivement pour éviter la pression d'air des fortes températures entre plaquette et piston (valable pour les disques carbones chauffant énormément).
-La forme du piston en "U" est pour avoir un guidage suffisamment long en fin d'usure des plaquettes.
-Ils ne sont pas plein pour le poids mais aussi pour éviter la conduction thermique vers le liquide.
-trop de surface sur les plaquettes --> trop de conduction vers le liquide
-trop fin -->tu materais le piston sur la plaquette ou la plaquette sur le piston (à voir)

Concernant le liquide :
Quand ton liquide commence à monter trop proche de sa température d’ébullition des micros bulles d'air se créés --> le levier devient plus mou car l'air est compressible. Pour compenser tu tires plus le levier pour comprimer l'air.

Concernant les 2 ou 4 plaquettes sur les étriers de la BMW :
Le problème des 4 plaquettes est qu'il y a moins de surface de frottement et donc plus de pression sur la plaquette pour iso freinage et donc plus de température.
N'oublie pas --> PV=nRT --> plus de pression = plus de température

Concernant la température :

-la température est fonction donc de la pression dans le levier
Dans ton cas si P augmente de 30% la température augmente de 30%
-si la plaquette à un coeff' de frottement plus grand tu auras besoin de moins de pression pour un freinage équivalent mais si la plaquette a plus de frottement elle créera du coup plus de température.

les caches poussières :
certaines plaquettes font beaucoup de poussière pouvant salir les pistons (encore plus avec la pluie)
c'est le joint carré qui fait le rappel de pistons en relâchant la pression. si le piston est sale sur les caches poussières il peut ne pas bien revenir en position initiale et donc freiner un peu la roue et faire chauffer le système à terme.


le couple de matière entre les disques et les plaquettes :
-si les disques ont vu des matières de plaquettes différentes, ils peuvent donner un coeff de frottement des plaquettes moins bon t’obligeant à mettre plus de pression dans le levier et donc monter la température du liquide. D'un autre coté vu que tu met plus de pression dans le levier la surface de contact des plaquettes voit plus de pression et via le cône de frottement il y aura plus de température aussi.

Conclusion :
-Il faut des plaquettes avec un haut coeff de frottement mais avec une bonne diffusion de la température aussi. --> 2 critères à corréler
-l'épaisseur des plaquettes isole la température de friction du liquide de frein.
-piston propres
-Plus le disque est grand en diamètre plus tu as de la surface de frottement linéaire pour un même tour de roue et donc moins de pression nécessaire (mais moins de feeling)
-Plus les plaquettes sont grandes en surface (HP4) mois tu auras besoin de pression dans le levier.
- refroidir les plaquettes peut permettre de diminuer la température mais risque de les mettre trop basses en température et donc diminuer leurs coeff de frottement (à essayer).

J'espère que mon cerveau n'est pas trop flou sur le papier et que tu vas de mieux en mieux !
Florian BRUNET-LUGARDON

Je crois qu'il y a quelques confusions dans cet énoncée : Le couple de freinage est donné par
Cf= PxfrxR Cf en Nm;P en N; fr= coef de frottement; R= rayon efficace en m. La surface des plaquettes et du disque n'ont pas d'action excepté pour la tenue en température et à l'usure des matériaux.
-Disque plus grand = rayon actif plus grand= couple de freinage plus grand, moins de feeling? çà dépend des goûts! attaque plus franche, moins d'efforts à fournir.
-Des plaquettes plus grandes ne changent pas la pression à appliquer dans le système, elles auront, pour les même effort de freinage appliqué, une pression unitaire plus faible donc moindre usure et moins de chaleur locale.
Un bel exemple se trouve sur les embrayages auto: pour usage normal le disque de friction est un anneau complet (grande surface d'appui), pour usage compétition, rallye, on monte des disques à trois patins ( surface de l'ordre de 1/3) en matériau différent, et çà colle terrible, moins progressifs.
Dan

J'allais le souligner Dan42, il y a des erreurs, sans parler de l'air "emprisonné qui s'échappe"(voir plus haut)... grosse daube aussi.
Je taille mes étriers à la lime pour qu'ils ventilent,pas pour libérer l'air!!
Une plaquette en cuivre(métal support) évacue mieux (AP racing-Brembo Z04 etc etc)

J'ai roulé avec une Buell (frein perimetrique), le feeling n'est pas terrible : refroidissement trop fort du disque>attaque molle qui s'amplifie avec la durée du freinage>mordant qui augmente en entrant en virage >pas glop pour fignoler les entrées...

j'ai vu passer une remarque sur le freinage avion, et ça m'amène à préciser que les pires conditions de test de freinage sont celles correspondant à la manoeuvre d'accélération-arrêt, lorsque le pilote décide d'interrompre le décollage, et doit alors impérativement pouvoir s'arrêter dans les limites de la longueur de piste restante devant l'avion au moment de la décision. A la masse maxi de 377 tonnes, un 747 décolle à 180kts, soit 335km/h. Sa V1 doit être de l'ordre de 150kts (277km/h). En essai, une fois l'avion immobilisé, il doit rester sur place freins serrés pendant plusieurs minutes, qui correspondent au temps d'évacuation de l'avion. J'ai vu une vidéo de ce genre de manip, il faut voir comment ça fume!