Remplacement de l'arbre à cames sur les freins à came en S

On remplace un arbre à cames de frein quand ses portées de palier, ses cannelures ou sa tête en forme de S sont suffisamment usées pour que le frein de service ne puisse plus tenir son réglage, ou quand l'arbre grippe et que le frein frotte. Sur un frein à came en S de camion ou de remorque, l'arbre à cames est le lien mécanique entre le levier de réglage automatique et les mâchoires; dès qu'il y a du jeu dedans, chaque parcelle de ce jeu se traduit par une course de tige de poussée supplémentaire et un relâchement paresseux. C'est un travail à l'extrémité de roue: roue déposée, tambour déposé, mâchoires sorties, et l'arbre à cames sort par la plaque support et le support de fixation.

L'arbre à cames lui-même ne voit jamais de pression d'air — c'est purement mécanique — mais l'extrémité de roue qui l'entoure est pneumatique. Les ressorts de stationnement commencent à s'appliquer dès que la pression du système descend dans la plage d'environ 20-45 psi; il faut donc bloquer les chambres avant tout démontage.

Ce que fait réellement l'arbre à cames

La pression d'air dans la chambre de service pousse la tige vers l'extérieur, la tige fait pivoter le levier de réglage automatique, et ce levier fait tourner l'arbre à cames via un raccord cannelé. La tête en forme de S à l'autre extrémité roule contre les galets des mâchoires et pousse les garnitures contre le tambour. Tout ce qui précède est pneumatique; tout ce qui suit est mécanique. Pour voir la chaîne complète des pièces, consultez le fonctionnement des freins à came en S.

L'arbre est supporté à deux endroits: une bague dans la plaque support côté tête, et une bague dans le support du levier de réglage côté levier. Ces deux bagues, les joints qui empêchent l'eau d'y pénétrer, et les portées sur lesquelles elles roulent sont là où presque tous les problèmes d'arbre à cames commencent.

Comment les arbres à cames en S s'usent

L'usure est rarement un événement unique. La graisse est expulsée ou sèche, l'eau et le sel de route passent les joints, les portées se corrodent et se rayent, les bagues s'ovalisent, et l'arbre commence à bouger latéralement au lieu de simplement tourner. Ce jeu radial fait deux choses: il consomme de la course qui devrait appliquer le frein, et il fait que la tête de came se décentre, chargeant une mâchoire plus fort que l'autre.

Les cannelures s'usent aussi, surtout sur les unités chroniquement en surcourse ou dont le levier de réglage a été martelé. Des cannelures arrondies laissent le levier tourner de quelques degrés avant que la came ne bouge, ce qui ressemble exactement à un frein qui ne garde pas son réglage. La tête de came peut aussi développer des méplats ou des rayures là où roulent les galets, et un arbre qui a surchauffé ou s'est tordu en service doit être mis au rebut, pas réutilisé.

Symptômes qui pointent vers l'arbre à cames

Vérifications avant de condamner l'arbre

Tambour déposé et frein relâché, saisissez la tête de came et essayez de la déplacer de haut en bas et de côté. Un léger mouvement radial est normal; un jeu perceptible, généralement à partir d'environ trois millimètres (un huitième de pouce) à la tête, signifie que les bagues et portées sont finies — mais vérifiez la limite publiée par le constructeur de l'essieu, car elle varie selon la conception de la plaque support et des bagues. Vérifiez ensuite le jeu axial avant-arrière au circlip, cherchez des méplats et une usure en marche sur la tête de came, et testez les cannelures en installant le levier de réglage et en cherchant un jeu de rotation.

Ne diagnostiquez pas le jeu à partir de la seule tige de poussée. Réglez d'abord correctement le frein, en suivant la procédure correcte de réglage automatique, puis appliquez et mesurez la course. Si un frein fraîchement réglé fait de la surcourse avec une chambre saine et un bon levier, le jeu est dans la came.

Ce qu'implique le remplacement

1. Garez le véhicule à plat, calez les roues, et montez le système à une pression normale de pleine charge d'environ 120 psi pour que les ressorts de stationnement soient complètement relâchés.
2. Bloquez les chambres à ressort du côté d'essieu concerné, puis relâchez la commande de frein de stationnement.
3. Déposez la roue et le tambour, puis les mâchoires, les galets et les ressorts de rappel.
4. Déconnectez le levier de réglage automatique: retirez le circlip, les rondelles et le levier lui-même, en marquant la position d'installation.
5. Faites glisser l'arbre à cames hors de la plaque support. S'il est grippé, utilisez un extracteur ou un chasse-goupille approprié — ne le forcez jamais à travers la bague à coups de marteau.
6. Chassez les deux bagues et joints, nettoyez les alésages, et inspectez la plaque support et le support de fixation pour usure, fissures ou alésages ovalisés.
7. Installez les nouvelles bagues et joints, pré-graissez les portées, et montez le nouvel arbre à cames avec le bon empilage de rondelles et circlip pour contrôler le jeu axial.
8. Réinstallez le levier de réglage dans la position marquée, montez de nouveaux galets et la quincaillerie, remontez mâchoires et tambour.
9. Graissez le tube de came jusqu'à ce que de la graisse fraîche apparaisse au joint, en suivant les intervalles du guide de lubrification des cames et leviers de réglage.
10. Réglez la course libre et l'ajustement, puis appliquez et mesurez la course appliquée aux deux extrémités de roue.

Commander le bon arbre à cames

Les cames en S sont orientées. Un arbre gauche installé du côté droit fera tourner la tête de came dans le mauvais sens et le frein ne s'appliquera pas correctement; confirmez donc le sens de rotation avant de commander. Au-delà de l'orientation, faites correspondre la longueur totale, le diamètre des portées, le nombre et le diamètre des cannelures, et le style de tête. Mesurez l'ancien arbre plutôt que de vous fier uniquement à une recherche par châssis, car les essieux sont fréquemment échangés au cours de la vie d'un camion. Les fournisseurs d'essieux et de freins d'origine comme Meritor, Bendix, Knorr-Bremse, Wabco/ZF et Haldex publient tous des données de correspondance par série d'essieu, et les numéros de pièce OEM du camion s'y rattachent généralement.

Pièces à remplacer en même temps

Considérez l'arbre à cames et ses bagues comme une paire assortie — un arbre neuf dans des bagues usées développera le même jeu en une saison. Pendant que l'extrémité de roue est ouverte, prévoyez aussi de nouveaux joints, rondelles, circlips, galets de came et ressorts de rappel de mâchoires. Les détails sur les types de bagues et l'usure des galets sont couverts dans le guide des bagues et galets de came en S.

Le réglage des freins est systématiquement l'une des non-conformités les plus fréquentes lors des contrôles routiers. Un arbre à cames qui ne tient pas son réglage est un récidiviste, pas un incident isolé.

Après l'intervention

Revérifiez la course de la tige de poussée des deux côtés de l'essieu après un court essai routier et quelques applications franches, car la quincaillerie neuve se met en place. Comparez les deux extrémités de roue: une différence de course ou de température du tambour après un trajet signifie généralement qu'un côté traîne encore ou qu'une came ne revient pas correctement. Si la course est revenue en quelques centaines de kilomètres, le défaut vient presque toujours de quelque chose que vous n'avez pas remplacé — un alésage de plaque support usé, un levier de réglage fatigué, ou une chambre au ressort de rappel défaillant.