Posté le 19 novembre 2010 par Defensive Driving Team / dans Conseils de conduite défensive
Freins à disque
Bien qu’il existe plusieurs types de freins à disque, le plus courant est l’étrier flottant à piston unique. Vous verrez ce que cela signifie dans une minute. Ce type de frein comporte trois composants principaux: les plaquettes de frein, l’étrier et le rotor. (Voir figure 8.)
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Figure 8: un frein à disque
Les plaquettes de frein sont la surface de friction rugueuse qui est pressée contre le rotor pour arrêter la roue. Le rotor est une plaque ronde fixée au moyeu. Le piston appuie une plaquette de frein contre la roue, tandis que l’étrier appuie sur l’autre. L’étrier est « flottant » car il se déplace dans une piste qui lui permet de se centrer sur le rotor. Lorsque le liquide de frein remplit le cylindre, il pousse le piston vers la gauche; cependant, il pousse également l’étrier vers la droite. Cela permet aux deux plaquettes de frein d’appuyer simultanément contre la roue. Notez que les plaquettes de frein ne se rétractent pas réellement du rotor lorsque le piston est relâché. Au contraire, ils continuent à appuyer légèrement contre le rotor.
Rappelez-vous que les freins produisent beaucoup de chaleur. En conséquence, il est important que l’ensemble du système soit ventilé. De plus, les rotors sont construits avec des évents internes qui dissipent la chaleur. Alors qu’elles étaient autrefois faites d’amiante, les plaquettes de frein sont aujourd’hui fabriquées à partir de diverses combinaisons de composés organiques, métalliques et céramiques.
Les freins à disque sont beaucoup plus efficaces que leurs cousins, les freins à tambour. Cependant, les freins à disque sont plus coûteux à fabriquer et doivent être fabriqués et alignés plus précisément. S’ils sortent de l’alignement, vous remarquerez un frémissement dramatique lorsque vous freinerez. Pour cette raison, de nombreuses voitures utilisent des freins à disque uniquement sur les freins avant. Ils utilisent ensuite des freins à tambour sur les roues arrière. Alors que les freins à tambour ont plus de pièces et sont plus difficiles à entretenir, ils sont moins chers et peuvent facilement accueillir un mécanisme de freinage d’urgence.
Freins à tambour
Comme un frein à disque, un frein à tambour utilise le frottement pour arrêter la voiture. Le frein à tambour est également activé par des pistons; dans ce cas, les pistons font appuyer deux sabots de frein incurvés contre l’intérieur d’un tambour en fer, qui se trouve à son tour à l’intérieur de la roue (Voir Figure 9).
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Figure 9: Frein à tambour
Notez toutefois que le système est légèrement plus complexe qu’un frein à disque. Lorsque les pistons activent le frein à tambour, le bord supérieur du patin de frein est la première partie à entrer en contact avec le tambour tournant. Le mouvement de rotation du tambour tire ensuite les patins de frein vers l’extérieur, augmentant la force avec laquelle les patins s’enfoncent dans le tambour. En conséquence, les pistons d’un frein à tambour peuvent être plus petits que ceux d’un frein à disque.
Lorsque le frein est relâché, les ressorts du frein à tambour éloignent à nouveau les patins du tambour; sinon, les roues ne pourraient pas tourner en raison de l’action de « traction » du tambour contre les patins de frein. Lors de la marche arrière, le contraire se produit, c’est-à-dire que la partie inférieure du patin de frein est tirée contre le tambour.
Comme dans un frein à disque, les sabots de frein s’useront avec le temps. Un frein à tambour compense cette usure au moyen d’un mécanisme de réglage.Ce mécanisme comporte deux parties : un engrenage qui est fileté sur un arbre, comme une vis, et un levier (orange sur le schéma) qui est fixé au patin de frein.
Lorsque la voiture s’arrête en marche arrière, le levier tire contre le régleur pendant que le tambour tire la partie inférieure de la chaussure contre le bord. Si l’espace entre le patin de frein et le tambour est trop grand, le levier tirera suffisamment le régleur pour qu’il glisse vers l’avant d’une encoche, allongeant ainsi l’arbre de réglage. Cela pousse le fond des sabots de frein vers l’extérieur, ce qui réduit l’espace entre le sabot et le tambour.
Comme vous pouvez le voir sur le schéma ci-dessus, il est facile d’ajouter un mécanisme de freinage d’urgence à un frein à tambour. La plupart des freins d’urgence sont activés par un système de câble et de levier, comme celui illustré ci-dessus.
Bien que les freins à disque puissent intégrer des freins d’urgence, ces systèmes sont généralement plus compliqués et plus coûteux. Dans les voitures avec uniquement des freins à disque, un deuxième mécanisme doit être ajouté aux freins pour s’adapter à la fonction de freinage d’urgence. Cela peut prendre la forme d’un deuxième système d’étrier modifié OU d’une sorte de frein à tambour, intégré au système de frein à disque.
La vanne combinée
Il est donc logique d’utiliser une combinaison de freins à disque et à tambour dans une voiture. Rappelez-vous, cependant, que les freins à disque sont toujours en contact avec le rotor, tandis que les patins de frein à tambour sont écartés des parois du tambour. Pour cette raison, les freins à tambour doivent se déplacer davantage pour entrer en contact avec la roue. Dans les voitures équipées de freins à disque et à tambour, la soupape de dosage aide à compenser cette différence. La soupape de dosage n’autorise la pression jusqu’aux freins à disque que lorsqu’une pression seuil est atteinte. Cela signifie que la puissance va d’abord aux freins à tambour. Cependant, le seuil est généralement assez bas, de sorte que les freins à disque ne s’engagent que peu après les freins à tambour.
La vanne de dosage est une partie d’une vanne combinée, qui contient également plusieurs autres vannes.
La soupape de dosage ou d’égalisation explique le fait qu’il y a une plus grande force sur les roues avant lorsque vous vous arrêtez. Gardez à l’esprit que les roues ne peuvent prendre autant de force qu’avant de « se verrouiller », c’est-à-dire d’arrêter de tourner. Pour cette raison, un blocage trop soudain des freins peut entraîner un dérapage. Afin d’éviter que les roues arrière ne se bloquent lorsque plus de pression est appliquée sur les freins avant, la soupape de dosage garantit que plus de pression est transmise aux freins avant que les freins arrière.
La soupape différentielle de pression est utilisée pour détecter les fuites dans le système de freinage. Cette vanne est constituée d’un piston à l’intérieur d’un cylindre. Chaque côté de ce cylindre est alors fixé d’un côté ou de l’autre du maître-cylindre. La pression doit donc être égale des deux côtés du piston, en le maintenant en place. Si la pression change, le piston se déplacera dans un sens ou dans l’autre. Cela active un interrupteur, ce qui provoque l’allumage d’un voyant d’avertissement de frein sur le tableau de bord.
Lisez les notions de base sur les freins dans la première partie de cette série.Pour en savoir plus sur les freins électriques et les Freins antiblocage, consultez la troisième partie de cette série.