Les ingénieurs de GM amortissent le grincement des freins

Ajout d'une incrustation qui élimine pratiquement le bruit indésirable des freins

•    Les nouveaux freins devraient équiper certains modèles GM d'ici deux à trois ans
•    La nouvelle technologie pourrait permettre l'utilisation de freins plus légers et de plus petite taille mais d'une puissance de freinage supérieure pour plus de protection

Pour les propriétaires de véhicules et les techniciens automobiles, le grincement des freins est une source de frustration. Il s'agit du bruit perçant qu'émet un frein qui, par ailleurs, fonctionne normalement. Les ingénieurs de General Motors sont à mettre au point une nouvelle technologie qui pourrait à peu près éliminer ce problème sempiternel.

La conception brevetée de GM fait appel à une mince bague métallique incrustée dans le disque de frein pour absorber les vibrations et étouffer le grincement. La conception est appelée frein à disque à amortissement par friction Coulomb d'après le mécanisme d'amortissement par frottement élaboré par le physicien du 18e siècle Charles-Augustin de Coulomb.

La technologie de freins plus silencieux s'ajoute à une technologie de freins anticorrosion annoncée précédemment qui se retrouvera sur plus de 80 % des véhicules GM américains d'ici l'année modèle 2016 et qui pourrait permettre aux clients d'économiser plus de 400 $ sur 10 ans.
Le frein plus silencieux fait toujours l'objet d'essais par les ingénieurs de GM mais devrait être offert sur certains camions et voitures d'ici deux à trois ans. Ce qu'il y a de bien dans le frein à amortissement Coulomb c'est qu'il permet au frein de simplement jouer rôle, a déclaré Jim Webster, spécialiste en disque des services techniques de GM.

« Lorsque nous concevons les freins, nous visons à ce qu'ils soient un prolongement du conducteur » de confier M. Webster. « Lorsqu'il appuie sur la pédale de freinage, le client ne devrait avoir à se soucier de bruits indésirables. Le véhicule devrait simplement s'arrêter ou ralentir sur la distance prévue. Le frein à amortissement Coulomb permet au frein de fonctionner silencieusement comme partie intrinsèque et homogène du véhicule. »

Les ingénieurs automobiles sont confrontés au grincement des freins depuis 100 ans.  De par leur nature, les freins fonctionnent par frottement et constituent une importante source possible de bruit. Le bruit indésirable des freins est habituellement produit lorsque les plaquettes de frein sont pressées contre la face plate du disque pour ralentir ou arrêter le véhicule. Le frottement entre les deux surfaces produit des vibrations et du bruit.   

Dans le cas de freins usagés, le bruit peut indiquer que les plaquettes s'amincissent et qu'elles doivent être remplacées. Mais dans de nombreux cas, particulièrement les freins neufs, le grincement est déplaisant mais n'indique pas une défaillance mécanique du système qui les rendrait peu sûrs. Dans les systèmes de freinage d'aujourd'hui, les bruits sont réduits au minimum principalement par l'emploi de matériaux insonorisants dans les plaquettes de freins, ce qui peut sensiblement réduire le grincement des freins mais accélérer l'usure de ces derniers.

Le frein à amortissement Coulomb attaque le problème en ciblant la pièce du système de freinage qui produit le plus de bruit, le disque. Le disque, toutefois, est difficile à assourdir parce qu'il présente de grandes surfaces dégagées qui peuvent vibrer. Pour créer le nouveau frein, les ingénieurs de GM ont mis au point un procédé de fabrication exclusif qui enchâsse une bague métallique à l'intérieur du disque.

L'incrustation est enduite d'un revêtement spécial qui l'empêche de se fusionner avec le reste du disque lors du moulage de ce dernier. L'incrustation peut ainsi absorber les vibrations et servir d'amortisseur. C'est comme appuyer un objet contre une cloche qui sonne.

« Le frein à amortissement Coulomb crée essentiellement une cloche qui ne « veut » pas sonner » d'imager Jim Schroth, chef de groupe au laboratoire de recherche en systèmes de fabrication de GM. « En absorbant les vibrations dans le disque par le biais de l'incrustation spéciale, nous réduisons la cloche au silence ». 

À court à terme, le frein à amortissement Coulomb pourrait sensiblement réduire le nombre de plaintes de clients relatives au bruit indésirable des freins qui, autrement, fonctionnent parfaitement. Le frein à amortissement Coulomb avertira tout de même le conducteur, peut-être par le biais de capteurs électronique, que les plaquettes sont usées et qu'elles doivent être remplacées.

À long terme, le frein à amortissement Coulomb ouvre de nouvelles avenues dans la conception de freins. Les systèmes de freinage du futur pourraient utiliser des matériaux offrant un coefficient de frottement même supérieur, pour des serrages plus puissants, étant donné que le frein à amortissement Coulomb peut éliminer les risques accrus de grincement.

« Le frein à amortissement Coulomb crée de nouvelles possibilités car nous n'avons plus à nous soucier autant des bruits indésirables » ajoute M. Webster. « Il pourrait nous permettre de créer des systèmes de freinage plus légers et de plus petite taille plus efficaces que les systèmes de freinage plus imposants de certains véhicules d'aujourd'hui. »

Les perfectionnements de GM en technologie des freins comprennent aussi des travaux récents visant à éliminer la rouille des disque, à doubler la durée de vie des composants et à permettre aux consommateurs d'économiser des centaines de dollars pendant la durée de vie de leur véhicule. Pour en savoir davantage, cliquez ici.

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