Réduction du bruit de frein par contrôle métallurgique

Le défi

Le crissement des freins à disque apparaît lorsque les résonances du rotor se couplent avec les fréquences propres des plaquettes et autres composants de frein. Dans la fonte grise, le module d’élasticité contrôle directement ces fréquences de résonance—et le module varie selon la teneur et la morphologie du graphite dans la pièce coulée. Deux rotors d’une même série de production peuvent avoir des résonances différentes, certains tombant dans des plages de fréquences produisant un bruit gênant.

L’industrie automobile s’attaquait traditionnellement à ce problème par la formulation des plaquettes ou des traitements d’amortissement additionnels, mais ces approches traitent les symptômes plutôt que la cause. La vraie question : pouvait-on contrôler le comportement résonant du rotor directement en fonderie ?

La solution

Cette étude a établi que l’équivalent carbone—un paramètre unique combinant les teneurs en carbone et silicium—est corrélé de manière quasi linéaire avec le module d’élasticité dans les nuances de fonte grise utilisées pour les rotors de frein. Cela signifiait que les fonderies pouvaient prédire les résonances des rotors à partir de la chimie de fusion.

GrindoSonic a fourni le chaînon manquant : un moyen de vérifier le module réel de chaque rotor de manière non destructive avant qu’il ne quitte l’usine. En mesurant la fréquence de résonance et en calculant le module, le contrôle qualité pouvait confirmer que les rotors se situaient dans la plage cible—ou signaler les valeurs aberrantes avant l’assemblage.

Résultats

L’étude de cas a démontré que le ciblage de plages spécifiques d’équivalent carbone déplaçait les résonances du rotor hors des fréquences de couplage problématiques. Les fonderies appliquant cette approche ont obtenu un contrôle direct sur la propension au bruit de frein via des paramètres de processus qu’elles surveillaient déjà. Plutôt que d’espérer que les fournisseurs de plaquettes compensent la variabilité des rotors, les constructeurs pouvaient désormais spécifier et vérifier le comportement acoustique de chaque rotor.