Disques bi-matières : une solution pour réduire le poids et la consommation du véhicule

 
Quelle est la différence entre un disque intégral et un disque bi-matière ?
Les premiers sont en une seule pièce de fonte, tandis que les disques composites sont constitués de deux éléments séparés : la piste de freinage en fonte et le bol en aluminium ou en acier. Ces deux composants peuvent être fixés de différentes manières :
  • au moyen de douilles de fixation, auquel cas on parle de disques flottants
  • au moyen de rivets en acier, auquel cas on parle de disques composites (ex. sur les voitures premium BMW)
  • par fusion, auquel cas on parle de disque co-cast (disque bi-matière composite Co-Cast).
 
Trois disques de frein Brembo : flottants, composites et co-cast
 

Avantages des disques bi-matières : réduction du poids


Le bol en aluminium, ou en acier, contrairement au bol en fonte, permet une réduction de l'ordre de 15 % du poids du disque de frein.
Cette réduction peut paraître insignifiante, mais elle a en fait un très fort impact sur la consommation de carburant, les performances et le comportement du véhicule, car le disque fait partie des masses non suspendues de la voiture.
 
Les masses du véhicule
Quelle est la différence entre les masses non suspendues et les masses suspendues ?
  • Par masses non suspendues, on entend toutes les masses dont la distance par rapport au sol est constante, telles que les roues, les pneus, les freins, les moyeux, les demi-essieux, les ressorts et les amortisseurs.
  • Les masses suspendues sont toutes les masses du véhicule qui se trouvent au-dessus des ressorts de la suspension, comme le châssis, le moteur, la carrosserie, la boîte de vitesses.
 
Le rapport entre masses suspendues et non suspendues peut à lui seul déterminer le comportement d'un véhicule et pour garantir un confort minimum, ce rapport doit être au moins égal à 5 : il est à peine supérieur à 5 pour les petites citadines, alors que pour les véhicules haut de gamme, il peut être supérieur à 7.
Des valeurs élevées entraînent également une plus grande précision et une meilleure stabilité, réduisant ainsi les contrecoups causés par les imperfections du sol.
 
 

Performances et réduction des émissions

 
Les roues et les disques de frein sont des masses qui, en raison de leur mouvement rotatif, nécessitent plus de puissance moteur. En réduisant le poids des masses non suspendues, la puissance disponible augmente et la consommation diminue, ce qui permet d'atteindre une réduction des émissions, un objectif actuellement fondamental pour les constructeurs.
 
Mais il n'y a pas que les performances du véhicule qui peuvent être améliorées. Par exemple, l'utilisation d'un disque flottant contribue à améliorer les performances du système de freinage. Les douilles de fixation entre le bol et la piste de freinage apportent davantage d'élasticité au système, en réduisant les déformations possibles dues aux températures élevées. Dans les disques flottants, la piste de freinage, qui devient très chaude peut se dilater sans se déformer, évitant ainsi des déformations permanentes et des tensions.
 
Les disques composites et flottants sont généralement utilisés sur les voitures les plus puissantes et les sportives, mais peuvent également être adoptés sur les systèmes de freinage de voitures moins performantes, apportant ainsi des améliorations significatives à la capacité de freinage du système, aux performances et aux émissions des véhicules.

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