Characterization of brake pad/disc stiction phenomenon
Caractérisation des phénomènes de stiction d’un couple disque/garniture de friction
Résumé
The phenomenon of stiction occurs at the pad-brake disc interface by the adhesion of the pad to the disc when the parking brake is applied long enough. The mechanisms behind this phenomenon are, to date, largely unexplained. However, from observations made on surfaces of disc-pad pairs having undergone a stiction, the hypothesis according to which the corrosion products of the disc, by becoming encrusted in the pores of the friction material, would be at the origin of this phenomenon, was privileged. The work of this thesis focused on understanding the phenomenon of stiction by focusing on three components which are: (a) the characterization of the electrochemical behavior of various disc-pad couples using measurements to monitor the corrosion potential, electrochemical impedance spectroscopy and voltammetry, (b) the mechanistic study of corrosion phenomena at the disc-pad interface and (c) the study of the pressure effect on corrosion phenomena of the disc-pad couple. The study without a clamping force allowed us, to demonstrate an exacerbated reactivity of the disc in the presence of the pad and to establish a selection criterion for the disc-pad torque. Monitoring the movement of the pad during electrochemical measurements with a clamping force revealed that corrosion products, accumulating at the disc-pad interface, exerted a force on the pad, confirming the hypothesis put forward during this thesis to explain the phenomenon of stiction.
Le phénomène de stiction se traduit à l’interface disque-patin de frein par l’adhésion du patin au disque lors d’un serrage suffisamment long du frein de parking. Les mécanismes à l’origine de ce phénomène sont, à ce jour, largement inexpliqués. Cependant, à partir d’observations effectuées sur des surfaces de couples disque-patin ayant subi une stiction, l’hypothèse selon laquelle les produits de corrosion du disque, en s’incrustant dans les pores du matériau de friction, seraient à l’origine de ce phénomène, a été privilégiée. Les travaux de cette thèse ont porté sur la compréhension du phénomène de stiction en s’articulant sur trois volets qui sont : (a) la caractérisation du comportement électrochimique de divers couples disque-patin à l’aide de mesures de suivi du potentiel de corrosion, de spectroscopie d’impédance électrochimique et de voltampérométrie, (b) l’étude mécanistique des phénomènes de corrosion à l’interface disque-patin et (c) l’étude de l’effet de la pression sur les phénomènes de corrosion du couple disque-patin. L’étude sans force de serrage nous a permis, d’une part, de mettre en évidence une réactivité exacerbée du disque en présence du patin et d’autre part d’établir un critère de sélection de couple disque-patin. Le suivi du déplacement du patin lors des mesures électrochimique sous presse a permis de mettre en évidence que les produits de corrosion, en s’accumulant à l’interface disque-patin, exerçaient une force sur le patin, confirmant l’hypothèse émise au cours de cette thèse pour expliquer le phénomène de stiction.
Origine : Version validée par le jury (STAR)