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La chaleur du liquide de frein
Question
En lisant l'excellente réponse à la question Le fait de ne pas changer le liquide de frein est-il un problème pour la sécurité de la vie ? J'ai commencé à réfléchir à la physique de l'échauffement du liquide de frein. Les durites de frein sont assez longues et fines. Le liquide de frein peut chauffer à cause de la chaleur rayonnante dans le compartiment moteur et de la chaleur des freins. Mais jusqu'où peut-il faire chaud ?
La chaleur rayonnante dans le compartiment moteur devrait probablement limiter la chaleur du liquide de frein à environ 50-70 degrés Celsius pour les freins avant (je devrais probablement aller mesurer mon compartiment moteur à l'aide d'un thermomètre infrarouge après un long trajet). Le moteur lui-même est généralement à 90 degrés Celsius, mais il est refroidi et les conduites de frein sont assez éloignées du moteur. Je ne pense donc pas que la chaleur du moteur à elle seule puisse chauffer le liquide de frein à 90 degrés Celsius.
< p> L'argument habituel pour changer le liquide de frein est que l'eau qu'il contient peut s'évaporer, ce qui me porte à croire que le liquide de frein peut chauffer jusqu'à 100 degrés Celsius. Est-ce correct? Si tel est le cas, comment cela peut-il se produire si la température d'équilibre à l'état d'équilibre due à la chaleur du moteur est de 50 à 70 degrés Celsius et que les conduites de frein sont très fines et longues ? Ce n'est pas un système de circulation comme le système de refroidissement !Ou est-ce que l'évaporation de l'eau absorbée ne se produit que très près des freins, et la température du fluide dans les longues conduites est généralement bien inférieure à 100 ? degrés Celsius ?
Réponse acceptée
Réponse courte : il fait VRAIMENT chaud - comme, bien au-dessus de 100 C (décimal). Et, comme l'indique la réponse de @SolarMike, l'eau que le fluide absorbe de l'atmosphère aime se vaporiser dans ces conditions. Les systèmes de freinage sont techniquement fermés, des systèmes scellés, mais aucun joint n'est parfait.
En d'autres termes :
La chaleur dans le compartiment moteur n'est pas un problème pour le liquide de frein. Tout le drame se passe à l'étrier. Ou, plus précisément, à l'interface patin/rotor.
Vos plaquettes de frein appuient contre le rotor - ou les patins contre le tambour, si vous oubliez de retirer le frein électrique et de faire un burn-out - et, grâce à la magie de la friction cinétique, le mouvement devient chaleur.
Les rotors ont deux objectifs : le plus évident est de fournir une surface de friction pour les plaquettes. Le second, peut-être pas si évident, est un dissipateur thermique. Toute cette chaleur générée lors du freinage doit aller quelque part, et nous préférerions qu'elle ne pénètre pas dans le liquide de frein. (La chaleur détruit tout. Il suffit de demander à l'Univers.) Les plaquettes en absorbent une partie et conduisent beaucoup dans l'étrier. (Qui le transmet heureusement au fluide à travers les pistons de l'étrier.) Le reste va dans le rotor et l'air (yay, rayonnement).
Sur la piste, je purge les freins au moins deux fois par jour. À chaque fois, mon joli fluide tout neuf est cuit au point de devenir noir. (C'est après environ une heure de conduite à grande vitesse et de freinage dur.)
À l'époque où j'avais ma Corvette, l'un des mods les plus populaires parmi la foule des courses sur route était pour remplacer les pistons des étriers de frein en aluminium par de l'acier inoxydable. L'acier absorbe plus de chaleur que l'aluminium, mais, plus important (mais lié), il ne conduit pas la chaleur aussi bien que l'AL. Cela a gardé plus de chaleur dans les rotors, qui se comportent beaucoup mieux en cas de surchauffe que le liquide de frein.
Si vous cherchez un peu sur Google, vous pouvez trouver de nombreuses photos de voitures sur des pistes de course avec des rotors de frein brillants. La chaleur produite est folle. (Cela se produit également si vous conduisez avec des "plaquettes" de frein qui n'ont plus de "plaquette".)
Réponse populaire
S'il y a une petite quantité d'eau dans le liquide de frein de l'étrier et que les freins sont utilisés sévèrement pendant une période prolongée, le chauffage peut transformer l'eau en vapeur.
Le problème est que le liquide de frein (sauf dot5) est hygroscopique, c'est-à-dire qu'il absorbe l'humidité. Cela se produit lentement au fil du temps car le réservoir de liquide de frein a un petit évent pour laisser entrer l'air. Le système doit respirer comme lorsque le liquide d'usure des plaquettes est aspiré pour s'adapter à l'usure.
Ce qui n'est pas réalisé est que 1 litre d'eau se dilate à 1700 litres de vapeur (à peu près sans températures et pression exactes - je n'ai pas mes tables à vapeur sous la main...) - si vous avez laissé une casserole d'eau sur le poêle et revenez pour trouver le une cuisine pleine de vapeur...
Ainsi, une petite quantité d'eau qui se dilate dans l'étrier de frein peut facilement faire serrer ou ne pas fonctionner correctement les freins.
C'est pourquoi il est recommandé de changer le liquide aux intervalles recommandés.