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Aug 05, 2023

Les choses à faire et à ne pas faire en combinant des freins à disque et à tambour pneumatiques

Alors même que les freins à disque pneumatiques deviennent de plus en plus populaires dans le commerce nord-américain

Même si les freins à disque pneumatiques deviennent de plus en plus populaires dans les flottes de véhicules utilitaires nord-américains, des problèmes d'équilibre du système de freinage - la quantité de travail gérée par chaque frein dans un système - peuvent survenir lorsqu'ils sont installés en combinaison avec des freins à tambour. Bien que ces configurations de freinage hybride offrent des avantages en termes de puissance de freinage et de disponibilité, il est important de comprendre le rôle que joue l'équilibre des freins dans la détermination des performances du système et de la durée de vie de la friction.

Dans ce conseil technique, Bendix se penche sur les systèmes de freinage à disque/tambour combinés, y compris ce à quoi s'attendre sur la route et en atelier, ainsi que des conseils pour introduire des freins à disque pneumatiques dans une flotte.

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Au fur et à mesure qu'un frein à tambour chauffe, en particulier lors d'un freinage intensif, il est sujet à l'évanouissement des freins, une réduction des performances due à l'expansion du tambour loin du frottement du patin de frein. En revanche, la conception d'un frein à disque pneumatique élimine pratiquement la décoloration des freins.

"L'une des choses que Bendix continue de sensibiliser les flottes et les conducteurs est la façon dont cette décoloration affecte l'équilibre des freins sur un véhicule, en particulier les combos tracteur-remorque", a déclaré Joey Campbell, chef de produit des freins à disque pneumatiques chez Bendix Spicer Foundation Brake (BSFB ). « Différentes configurations de véhicules et conditions de fonctionnement, y compris la façon dont le camion est utilisé, pousseront la charge de travail vers différents essieux, ce qui fait une différence non seulement pour le conducteur, mais aussi pour la planification de la maintenance et la détermination du coût total de possession (TCO).

Dans des conditions de freinage typiques, dans un système de freinage pneumatique correctement équilibré, chaque frein d'extrémité de roue d'un véhicule va gérer une quantité appropriée de travail en fonction du poids, qu'il s'agisse d'un disque ou d'un tambour, ou qu'il soit sur le tracteur ou remorque. Dans des conditions de freinage intense où les freins génèrent beaucoup de chaleur - situations associées à des arrêts à vitesse plus élevée, des PTRA plus élevés et/ou des descentes prolongées - à mesure que l'ensemble du système de freinage travaille plus fort, les freins à tambour commenceront à s'estomper. Cela a pour effet de pousser le travail qu'ils ne font plus sur les freins à disque pneumatiques.

"Vous obtiendrez toujours les performances d'arrêt, mais vous pourriez voir une réduction de la durée de vie des plaquettes sur les freins à disque pneumatiques (ADB) car ils compensent le travail supplémentaire effectué lors de l'évanouissement des freins à tambour", a expliqué Campbell. "Cela a conduit à des questions sur le déséquilibre délibéré d'un système de freinage pneumatique pour compenser la décoloration du frein à tambour et empêcher ce travail supplémentaire de se déplacer vers les extrémités de roue ADB afin de prolonger la durée de vie du frottement du disque."

Bendix, a-t-il noté, déconseille fortement cela, car l'évanouissement des freins se produit généralement dans des situations temporaires qui ne représentent qu'un petit pourcentage du temps de fonctionnement d'un véhicule. Étant donné que la plupart des applications de freinage se produisent dans des conditions normales, ces arrêts auraient désormais lieu à l'aide d'un système déséquilibré, entravant les performances normales de freinage dans le but d'optimiser la petite tranche de temps que représentent les situations d'évanouissement des freins.

L'introduction de freins à disque dans une flotte via la plupart des combinaisons tracteur-remorque standard est une proposition simple, et peu importe généralement si une flotte ou un conducteur commence avec des disques sur un tracteur ou sur la remorque. Cependant, lorsque plusieurs bandes-annonces (par exemple, des doubles, des triples, etc.) entrent en jeu, les chariots introduisent une ride qui mérite d'être abordée.

Les tests de Bendix ont montré que sur un tracteur entièrement freiné à tambour et une remorque double, l'équipement du chariot de liaison entre les remorques avec des freins à disque pneumatiques entraînera probablement une usure accélérée des plaquettes jusqu'à ce que la flotte de freins à disque augmente.

"Si vous mettez des disques à air sur un seul essieu sur six essieux ou plus, les freins à disque à air sur l'essieu unique vont voir une augmentation de la température car ils prennent le travail supplémentaire lorsque les freins à tambour s'estompent", Campbell a dit. "Les freins à disque peuvent supporter la chaleur, mais l'usure par friction sera accélérée car l'équilibre du travail se déplace vers le chariot ADB. Et encore une fois, nous avons testé cela - en augmentant la pression de fissure sur le chariot et en retardant l'application du frein à disque afin que le tambour - les essieux freinés demanderaient plus de travail, mais cela n'a pas fait de différence significative, donc nous ne le recommandons pas. »

Pour ces raisons, a-t-il noté, Bendix recommande d'introduire d'abord les disques sur les tracteurs ou les remorques, et d'utiliser des chariots à freins à disque uniquement en combinaison avec d'autres équipements à freins à disque.

L'une des questions les plus courantes des flottes et des conducteurs qui envisagent des freins à disque pneumatiques est "Combien de temps la durée de vie des plaquettes est-elle plus longue ?" C'est compréhensible, puisque le coût de remplacement de la friction des freins est un élément clé de la mesure du retour sur investissement dans la technologie ADB. Et les spécifications de l'équipement sont importantes.

D'autres composants contribuent également à la décélération d'un véhicule en dehors des freins de base. Bien que leur intention initiale ne soit pas d'aider au freinage, leur contribution à la décélération globale est en quelque sorte un sous-produit.

Prenez, par exemple, les véhicules qui sont spécifiés sans certains des dispositifs aérodynamiques - tels que les jupes latérales et les pare-chocs aérodynamiques - qui aident l'air à circuler autour du véhicule. Les véhicules sans ces dispositifs ont une traînée aérodynamique plus élevée, ce qui contribue à la décélération, principalement à des vitesses plus élevées. D'autres composants - comme la résistance au roulement des pneus, ainsi que l'impact de la rétrogradation de la transmission - peuvent jouer et joueront un rôle dans la décélération. Lorsque certaines de ces choses sont incluses, elles peuvent avoir un impact supplémentaire sur la durée de vie du frottement d'un véhicule en supprimant une partie de la charge de travail des freins.

Une considération souvent négligée est un frein moteur, également connu sous le nom de ralentisseur moteur. En décélération normale (5 pieds par seconde au carré, soit environ 0,15 g), un poids de 80 000 lb. le véhicule utilise environ 1 000 HP pour s'arrêter à partir de 60 MPH. Un ralentisseur de moteur gère généralement environ 50 % de ce travail, laissant un peu moins de la moitié du travail aux freins de base, le reste étant absorbé par la traînée aérodynamique et la résistance au roulement.

"Prenez ce même véhicule de 80 000 livres : l'arrêter à 60 mph en utilisant une forte décélération (10 pieds par seconde au carré, soit environ 0,3 g) nécessite le double de puissance", a noté Campbell. "Un ralentisseur de moteur maintient le même niveau d'assistance qu'en décélération normale - environ 500 HP - mais comme le besoin global est maintenant de 2 000 HP, les freins de base de ce système prennent environ le triple de la charge qu'ils supportent en décélération normale. Et encore une fois, plus ils travaillent, plus ces plaquettes s'useront rapidement. Imaginez ce que cela serait sans le ralentisseur de moteur.

"Nous avons vu certaines flottes adopter des freins à disque pneumatiques, mais nous avons ensuite pensé qu'elles n'avaient pas besoin d'un ralentisseur de moteur en raison des performances plus élevées des ADB", a déclaré Campbell. "Le problème est que même si les ADB sont plus que capables de dépasser les normes de distance d'arrêt d'aujourd'hui sans aide, cette charge de travail supplémentaire à chaque arrêt va avoir un impact énorme sur la durée de vie de leur friction. En conséquence, ce n'est pas une vraie pomme- comparaison avec des pommes si vous comparez la durée de vie de friction d'un frein à tambour associé à un ralentisseur moteur à un ADB sans ralentisseur."

Campbell a également souligné l'importance du frottement des freins à tambour de remplacement de qualité OEM lors du regarnissage. Un frottement de frein à tambour de rechange avec une plus grande propension à s'estomper n'aura pas seulement un impact sur les performances, il transmettra cet impact aux ADB en leur transférant encore plus de travail. Le frottement ADB est également important car le frottement OEM est conçu pour fournir des performances d'arrêt tout en gérant l'usure.

Cet article a été rédigé par Bendix dans le cadre de la série Bendix Tech Tips.