Pourquoi remplacer la cartouche de frein lorsque les rainures s'usent

De nombreux sites Web recommandent de remplacer les cartouches de frein de jante (plaquettes) lorsque leurs rainures se sont usées. Pourquoi serait-ce raisonnable, sauf pour les raisons hypothétiques énumérées ci-dessous? Je recherche une perspective scientifique / technique, pas des histoires personnelles sur le moment où vous remplacez vos pads.

Je comprends qu'une fois la cartouche usée vers son support métallique, les performances de freinage sont médiocres et le métal use la jante. La jante est beaucoup plus chère, donc la plaquette de frein doit être changée avant que le métal ne touche le métal. Mais les nouvelles plaquettes de frein Shimano ont une épaisseur de 10 mm (je viens de mesurer), dont 6 mm à l'extérieur du support métallique. Les rainures sont inférieures à 2 mm. Pourquoi ne pas utiliser disons 3 des 4 mm restants après usure des rainures?

Je comprends que les cartouches sont bon marché, autant les changer chaque semaine. Je ne cherche pas d'explication financière ou basée sur les préférences, mais uniquement sur la performance.

Une autre raison de changer les cartouches au début peut être que les cartouches usées seraient trop loin du bord. Il faudrait rapprocher les freins de la jante, ce qui demande un peu de travail. Avec de nouvelles cartouches, les freins devraient à nouveau être retirés. Certaines personnes peuvent préférer remplacer les cartouches à la place.

Il se peut que le matériau de la cartouche ne soit pas uniforme, par exemple un caoutchouc plus mou sur le dessus, plus dur en dessous. Lorsque le caoutchouc souple est usé, la cartouche commence à porter rapidement la jante et offre un mauvais freinage. Je ne peux détecter aucune différence de caoutchouc sur une plaquette de frein Shimano. Il serait plus coûteux de fabriquer des cartouches à deux composants que des compositions uniformes. Le caoutchouc d'une cartouche est-il uniforme?

Les copeaux de sable et de métal collent dans une plaquette de frein, ce qui fait user la jante. Mais cela semble se produire dès le début, peu importe que les rainures soient là ou non. On peut supposer que le grain adhère mieux au caoutchouc plus doux, donc si le caoutchouc est plus mou, les freins accumulent plus de grain avant que les rainures ne s'usent qu'après.

C'est une bonne question. La réponse courte est que la conception des plaquettes de frein sur jante modernes est gourmande et cynique.

Ceci est une plaquette Mathauser, et est représentative de la façon dont beaucoup de vieilles plaquettes de frein étaient, et certaines le sont toujours.

Les différences de conception avec les pads modernes sont évidentes. Vous obtenez un énorme bloc de caoutchouc simple sans rainures. Rien dans la conception du coussin ne vous incite à le remplacer à tout moment avant que la partie métallique commence à entrer en contact avec la jante, un point que la plupart des cyclistes pourront voir venir et tout sauf le moins observateur entendra parler de la seconde où il commence à se produire. , avant tout dommage grave.

Des tampons comme ceux-ci sont peu coûteux à produire et durent très, très longtemps. Je suis un cycliste lourd, et j'ai un ensemble de ceux-ci, j'ai acheté NOS sur un vélo qui obtient une utilisation modérée dans toutes les conditions que j'ai depuis peut-être 8 ans maintenant et les coussinets sont environ 1/3 usés. Il y a des arguments théoriques pour expliquer pourquoi les rainures pourraient aider à freiner ou prolonger la durée de vie de la jante, mais je peux endo le frein très bien et mes jantes ne sont pas saccagées. Plusieurs millions de tampons de cette conception ont donné des performances totalement satisfaisantes.

La raison pour laquelle la conception des plaquettes de frein s'est éloignée du fait d'être des blocs de caoutchouc épais et bon marché est à 100% que vous ne pouvez gagner que la quantité d'argent la plus triviale pour les produire et les vendre. Ils durent trop longtemps et sont trop efficaces pour leur bon marché. Seuls les cyclistes les plus inconditionnels deviennent des acheteurs réguliers.

Les inserts de cartouche modernes sont délicats et remplis de rainures d'usure de taille conservatrice car cela crée une situation qui fait vendre plus de tampons. Rien de mauvais ne se produit si vous les portez tout le long tant que vous vous arrêtez avant d'arriver au support, au moins aussi longtemps que vous pouvez être dérangé pour garder le frein réglé avec l'usure des plaquettes et faire attention à la plaquette usée surplombant la piste de freinage. Le composé ne change pas, la géométrie du frein ne change pas substantiellement dans la plupart des cas, et les rainures ne font rien de notable dans les deux sens pour la puissance de freinage ou l'usure de la jante.

Une question centrale sur les rainures est de savoir si leur présence aide ou empêche le patin à éliminer l'eau et les débris de la jante, augmentant potentiellement la puissance de freinage même si elles réduisent intrinsèquement la zone de contact. Personnellement, je pense qu'ils ne le font pas et parce qu'ils injectent effectivement de l'eau dans la zone de contact du coussin / de la jante, ils sont probablement préjudiciables lorsqu'ils sont mouillés, mais je n'ai pas de données. Je pense que l'idée contraire serait que lorsque le patin touche la jante mouillée, le bord d'attaque a la tâche de racler l'eau pour obtenir plus de friction entre le patin et la piste de freinage, et avoir des rainures vous donne essentiellement un autre bord d'attaque, obtenir plus d'espace hors de l'eau plus rapidement après le toucher du coussin.

J'ai vérifié les plaquettes usées que j'ai récemment remplacées sur mon vélo. Les autres rainures étaient remplies de débris provenant de l'usure du patin.

Par conséquent, je pense que les rainures servent à décharger la couche usée du patin qui est retirée pendant l'action de freinage, afin que l'action elle-même puisse être plus efficace.

Imaginez ce qui se passe lorsque vous freinez: les plaquettes poussent sur la jante, et étant le métal de la jante, elles ne s'useront pas autant contre le caoutchouc. Le caoutchouc doit donc s'user. Les débris seront transportés entre le patin et les surfaces de la jante, s'agrégeant les uns avec les autres à mesure que la distance parcourue augmente, agissant comme des rouleaux et diminuant le coefficient de frottement et donc la puissance de freinage.

Si vous avez des rainures à la surface, les débris peuvent y être capturés sans trop diminuer l'efficacité du freinage.

La réponse de L. Dutch explique certaines des décisions de conception. Quant à savoir pourquoi vous et moi devrions changer nos pads lorsque les rainures s'épuisent, vous ne voulez vraiment pas descendre en métal nu sur les pads. Donc, quand vous savez que vos coussinets sont assez usés, mais pas jusqu'au métal nu, c'est le bon moment pour les remplacer.

Si vous avez déjà ouvert un vieux tampon (assez facile s'il a péri), ​​vous constaterez probablement que le métal colle plus loin dans le caoutchouc qu'il n'y paraît.