Comment choisir le bon remplacement de garniture de frein pour semi

Ce qui suit a été publié dans le CCJ's Air Brake Book, 11e édition, parrainé par SilverbackHD. Le manuel de freins à air du CCJ est une ressource complémentaire de l'industrie, grâce à notre partenariat avec SilverbackHD, le Technology and Maintenance Council et la Commercial Vehicle Safety Alliance. Vous pouvez télécharger l'intégralité du livre sur les freins à air ici.

Dans les applications de camionnage, la friction est la force qui ralentit le véhicule. Le système de freinage est le moyen par lequel cette force est appliquée, mais la garniture de frein est en fait le composant qui supporte le poids de toute la chaleur, du poids, de l'énergie et de la force créée lors du freinage.

Les fabricants de freins effectuent des tests approfondis en laboratoire pour établir des références de performance pour les nouvelles garnitures. "Ensuite, nous effectuons des tests sur le terrain en plus de cela pour nous assurer qu'ils fonctionnent comme prévu, et que les tests sur le terrain peuvent durer plusieurs années", a déclaré Scott Corbett, directeur du service technique et de la garantie chez Haldex. "Certaines des doublures doivent passer jusqu'à 11 tests différents, évaluant des facteurs tels que la décoloration, les caractéristiques d'usure, les performances globales des composants et des matériaux et les performances à haute température."

"… la règle d'or des pièces de camion est que vous en avez pour votre argent… Dans tout, il y a des ordures bon marché, il y a une fiabilité intermédiaire et il y a des performances élevées." – Keith Roth, vice-président des opérations de SilverbackHD

De plus, a déclaré Corbett, des tests sont effectués sur des caractéristiques périphériques telles que le grincement de la doublure et les vibrations. Au total, a-t-il noté, il n'est pas rare que les revêtements subissent plus de cinq ans de tests approfondis avant d'être mis sur le marché. « Que vous travailliez sur une moto ou sur un véhicule tout-terrain à usage intensif, les concepts sont fondamentalement les mêmes », a déclaré John Hawker, un ingénieur-conseil à la retraite qui a déjà travaillé avec Bendix et Dana. "Vous transférez de l'énergie et du mouvement - de l'énergie cinétique - et vous les convertissez en chaleur. C'est ce que fait le matériau de friction d'une plaquette ou d'une chaussure de frein."

Pour comprendre exactement comment une garniture de frein accomplit cela, considérez le processus d'application d'une pédale de frein comme une combustion contrôlée. "Tout comme vous brûlez du carburant pour faire avancer le véhicule, vous portez un matériau de friction pour ralentir le véhicule", a expliqué Hawker.

Étant donné que les garnitures de frein sont conçues pour s'user au fur et à mesure de leur travail, il est logique que les fabricants conçoivent des garnitures qui durent le plus longtemps possible afin de réduire les coûts de maintenance et d'assurer des performances de freinage solides, même dans des conditions de fonctionnement abrasives ou sévères.

Chaque fabricant garde la liste des composés pour ses matériaux de garniture de frein exclusifs avec le même genre de zèle que Coca-Cola et KFC gardent les ingrédients de leurs produits. "Les garnitures de frein sont fabriquées à partir de nombreux matériaux différents", a noté Corbett. "Vous trouverez du carbone et de la fibre de verre. Et il y avait de l'amiante jusqu'à ce que nous l'enlevions. Mais tous les fabricants de doublures ont des matériaux spéciaux qu'ils mettent dans la doublure, et plus la doublure est de qualité supérieure ou plus chère, plus il y a de matériaux de première qualité dans cette doublure. " La plupart des garnitures de frein sont constituées de différentes quantités de matériaux mélangés de manière à maximiser le rejet de chaleur et la durée de vie des composants. Ceux-ci comprennent, mais sans s'y limiter : • Les matériaux fibreux, généralement constitués d'acier, de carbone, de fibre de verre, de matière synthétique ou de céramique. • Abrasifs tels que l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de zinc et le carbure de silicium. • Modificateurs de friction. • Charges, y compris les matériaux inorganiques, métalliques et organiques. • Liants, généralement des résines phénoliques et des composés de caoutchouc. • Composés carbonés tels que le coke, le carbone et le graphite. Chaque fabricant mélange ces composés en différentes quantités sous contrôle informatique. Le mélange est durci sous pression en longues dalles, puis cuit, coupé et façonné. Des trous de rivet sont percés et la doublure est fixée à une chaussure ou à un coussinet. Des échantillons sont prélevés et vérifiés pour garantir la qualité et la durabilité, y compris l'analyse de la teneur en humidité, de l'acidité, de la taille des fibres et de la teneur en cendres, entre autres tests.

Choisir le remplacement approprié et savoir quand remplacer les garnitures de frein est essentiel pour la performance, de sorte que les fabricants et les organisations de l'industrie telles que le Technology and Maintenance Council et la Society of Automotive Engineers se donnent beaucoup de mal pour simplifier le processus de sélection lors de la sélection des garnitures de remplacement.

Les outils courants sont les jauges d'épaisseur de friction ou d'épaisseur de revêtement intégrées dans une chaussure ou un patin pour permettre aux techniciens de déterminer en un coup d'œil la durée de vie utile restante du composant. De nombreuses jauges d'usure des freins ont un contrôle d'épaisseur minimum, mais ont également un point de contrôle de 50 %. Ainsi, non seulement ils vous diront quand ils doivent être remplacés, mais ils peuvent également vous permettre de projeter la durée de vie restante sur la chaussure ou la plaquette et de planifier à l'avance l'entretien des freins pour ce véhicule. Un autre point à noter est que la majorité des mâchoires de frein sont vendues en kits, qui se composent généralement de deux mâchoires avec tout le matériel de fixation de roue applicable dans la boîte afin que les techniciens remplacent tous les composants d'usure associés à cette extrémité de roue - tels que les goupilles d'ancrage, les ressorts, les ressorts de retenue et les bagues - ainsi que la vérification du jeu radial dans l'arbre à cames et d'autres éléments associés à ce frein.

Tous les sabots et plaquettes de frein de qualité seront marqués avec des codes de bord sur le côté du matériau de friction. Ces codes fournissent des données cruciales sur la pièce et aident les techniciens à s'assurer qu'ils la remplacent par une pièce offrant des performances comparables. La plupart des codes de bord commencent généralement par identifier la marque du matériau du tampon. Naturellement, le fabricant sera également noté. Si le matériau de friction est conçu pour un service prolongé, par exemple, d'autres informations telles que l'identification FMSI suivront ainsi que des informations de montage qui vous indiqueront si la chaussure nécessite des goupilles d'ancrage simples ou doubles. Il aura également un coefficient de frottement généré par le matériau - une séquence alphabétique désignant le coefficient de frottement du matériau de revêtement. Le coefficient de frottement peut être identifié comme EE, FF ou GG, par exemple. Plus l'échelle de l'alphabet est élevée, plus le matériau est agressif.

Une dernière donnée sur le code de bord indique le lot - ou les données de fabrication spécifiques - pertinentes pour le composant. Ainsi, s'il y a une défaillance ou un problème de performance avec le matériau, il peut être retracé jusqu'à sa date de fabrication, et même jusqu'à l'heure exacte du processus de fabrication.

Selon Hawker, la chose la plus importante concernant le code de bord de tout matériau de friction est le nom du fabricant. "Vous devez savoir qui a fabriqué cette pièce afin de savoir qu'elle est soutenue par quelqu'un", a-t-il souligné. « Il existe de nombreuses pièces « compatibles », « compatibles », « compatibles », imitées et même contrefaites sur le marché aujourd'hui. Une pièce peut très bien ressembler à celle que vous venez de retirer d'un camion. Mais s'il n'y a pas de nom dessus, je ne le mettrais certainement pas sur un véhicule, parce que je ne voudrais pas avoir la responsabilité d'avoir installé quelque chose de suspect.

Les codes alphabétiques trouvés sur le côté d'une plaquette ou d'une chaussure de frein peuvent également vous aider à sélectionner le mélange de matériaux de revêtement approprié pour l'application en cours, a déclaré Corbett. "Si vous avez une application à cycle de service sévère, comme les bétonnières, vous aurez besoin d'une qualité de matériau différente de celle que vous auriez pour une application de type transport", a-t-il noté. "Mais ne dépendez pas uniquement des codes de périphérie."

Tous les fabricants fournissent des tableaux de poids qui détaillent comment une doublure particulière correspond au poids qu'un véhicule transporte. C'est un moyen facile de s'assurer que vous avez fait vos devoirs et que vous avez choisi la doublure appropriée pour le travail.

Mais augmenter simplement le niveau d'agressivité du matériau de friction pour répondre à des cycles de service plus sévères n'est pas toujours la meilleure ligne de conduite lors de l'optimisation des garnitures de frein. "C'est un exercice d'équilibre", a souligné Hawker. "Vous devez également prendre en compte d'autres facteurs au-delà du matériau de friction."

Ces facteurs comprennent les vannes d'air, les tambours, les régleurs de jeu et la taille de la chambre. Naturellement, un environnement de travail ou des conditions de conduite différents peuvent nécessiter des modifications des freins d'un véhicule. Mais simplement mettre une garniture de frein agressive et supposer que cela résoudra tout est une erreur.

Une dernière pièce du puzzle est le conducteur. Comme l'a noté Corbett, rien n'affecte l'usure de la doublure comme les mauvaises habitudes au volant.

"Freiner excessivement, accélérer les feux rouges et appuyer sur les freins à la dernière minute - tout cela a un impact", a-t-il déclaré.

La chaleur est un autre facteur critique. "Les freins à tambour sont efficaces jusqu'à une certaine température, puis ils commencent à s'estomper", a déclaré Corbett. "Si un conducteur garde ses freins froids et n'en abuse pas, il a toujours cette puissance de freinage maximale en cas d'urgence. Si un conducteur appuie sur les freins ou les surchauffe et se retrouve dans une situation d'urgence, il peut ne pas avoir assez de puissance de freinage pour faire ce dont il a besoin, il est donc important d'encadrer les conducteurs et de les amener à vous aider à tirer le meilleur parti des garnitures de frein de ce véhicule. "

Des pièces de qualité OEM ou équivalentes sont recommandées pour garantir que les flottes installent les mêmes (ou meilleures) composants de haute qualité qui ont été conçus pour le véhicule, mais le vice-président des opérations de SilverbackHD, Keith Roth, a déclaré que les OEM peuvent être dans une situation difficile dans la mesure où la plupart des composants sont conçus pour répondre à certaines caractéristiques de performance minimales spécifiées par le département d'ingénierie d'un fabricant de composants et de véhicules.

"Ces spécifications sont souvent un équilibre entre le respect de certaines réglementations gouvernementales requises, ainsi que des considérations de prix et de cycle de vie", a-t-il déclaré. "Sur le marché des pièces de rechange, vous avez le composant d'origine OEM comme référence, avec diverses alternatives de performances et de coûts en concurrence avec cette référence."

D'un côté se trouvent les options à moindre coût. Les chaussures regarnies, par exemple, fonctionneront bien mais pas aussi bien que les nouvelles chaussures en acier avec le même frottement, car les chaussures regarnies ont généralement une certaine rugosité sur la table en raison de la corrosion précédente. Cela, à son tour, fournit une dissipation de chaleur réduite inégale par rapport à une nouvelle chaussure qui offrira une durée de vie plus longue, selon Roth.

D'un autre côté, un produit plus performant est souvent disponible sur le marché secondaire par rapport au produit OEM d'origine - par exemple, une formule de friction avancée qui peut offrir une durée de vie plus longue par rapport à la conception OEM d'origine, mais l'OEM a choisi de ne pas l'utiliser en raison d'un coût accru dans la production du véhicule.

"Un exemple de cela serait le frein à ressort de type piston qui était soumis à des taux de corrosion élevés sur le piston exposé, que tous les équipementiers de camions nord-américains utilisaient pour la production de véhicules jusqu'au milieu des années 1970, lorsque les flottes ont exigé que les équipementiers de camions commencent à utiliser la conception supérieure à double diaphragme (3030) vendue uniquement par le marché secondaire", a déclaré Roth. "C'est encore la norme aujourd'hui."

Roth a déclaré que la règle d'or des pièces de camion est "que vous obtenez ce pour quoi vous payez, alors faites attention à qui vous choisissez comme fournisseur de pièces partenaires. Dans tout, il y a des ordures bon marché, il y a un milieu de route fiable et il y a de hautes performances", a-t-il ajouté. "Les flottes doivent s'assurer qu'elles achètent des composants de rechange auprès de partenaires fournisseurs de pièces fiables qui s'engagent à réduire leur coût par mile."