Vous n’avez peut-être jamais vraiment réfléchi au fonctionnement de vos freins, si ce n’est pour savoir qu’en appuyant sur la pédale du milieu, la voiture s’arrête. Mais il est toujours utile de comprendre comment ils fonctionnent réellement. Nous allons donc examiner les composants et le système de freinage fonctionnent ensemble.
Comment sont fabriqués les disques de frein
Ces disques métalliques sont boulonnés entre les roues et le moyeu et constituent la surface de friction contre laquelle les plaquettes frein agissent. Les freins peuvent être pleins (d’une seule pièce) ou ventilés (en fait deux disques reliés par une série de veines) pour faciliter le refroidissement.
Les disques ventilés sont généralement utilisés à l’avant des voitures, où les forces de freinage sont plus importantes et où ils sont soumis à des températures plus élevées.
Plaquettes de frein – Montées par paires sur chaque disque, les plaquettes sont fabriquées dans un composé très résistant à l’usure qui offre d’excellentes propriétés de résistance à la chaleur et la capacité de fournir un niveau élevé de friction contre le disque frein.
Tambours de frein – Moins courants sur les voitures modernes, mais toujours montés à l’arrière de certaines voitures plus petites et moins puissantes. Les plaquettes ou « mâchoires » de frein sont logées dans le tambour. En appuyant sur les freins, les mâchoires sont projetées vers l’extérieur, sur le bord intérieur du tambour, ce qui ralentit la voiture.
Étrier de frein – Les étriers existent dans de nombreuses formes et tailles et utilisent un ou plusieurs pistons actionnés hydrauliquement qui forcent les plaquettes à entrer en contact avec le disque de frein. Plus un étrier possède de pistons, plus la force de freinage est répartie uniformément sur la plaquette et plus la surface de la plaquette peut être grande. Plus la plaquette est grande, plus le frottement sur le disque est important et plus la puissance de freinage est élevée.
Servomoteur de frein (ou amplificateur) – Il agit avec le maître-cylindre pour augmenter la force appliquée par la pédale de frein par l’intermédiaire de la dépression du moteur (ou d’une pompe à vide sur les moteurs diesel) ou d’une pompe hydraulique. Sans le servo, les freins sont très durs au toucher et nécessitent un effort beaucoup plus important pour ralentir l’auto. Le servo ne fonctionne que lorsque le moteur tourne.
Maître-cylindre
Le maître-cylindre convertit l’action de l’appui sur la pédale de frein en pression hydraulique. Lorsque vous appuyez sur la pédale, elle déplace les pistons à l’intérieur du cylindre qui, à son tour, agit sur le liquide de frein en le forçant à circuler dans le système.
Le maître-cylindre comporte un réservoir de liquide de frein fixé à son sommet et est relié aux freins par un réseau de conduites de frein.
Tuyaux de frein
Il s’agit d’une série de tuyaux fins qui relient les différents composants entre eux pour transférer le liquide frein dans le système. La majorité des tuyaux sont en cuivre, mais à l’endroit où ils rencontrent les étriers de frein, ils doivent être flexibles (pour permettre aux roues de tourner), c’est pourquoi vous trouverez souvent des « flexi-hoses » en caoutchouc.
Pompe ABS
Les freins antiblocages fonctionnent en détectant le blocage d’une roue lors du freinage. Les capteurs de roue détectent qu’une ou plusieurs roues ne tournent plus et activent et désactivent les freins très rapidement – vous le ressentirez à travers la pédale sous la forme d’une forte vibration. La pompe de l’ABS contrôle la distribution du liquide de frein, ainsi que l’action de l’ABS.
Que se passe-t-il donc lorsque vous appuyez sur la pédale de frein ?
Lorsque vous appuyez sur la pédale de frein de votre véhicule, la force générée par votre jambe est amplifiée par un effet de levier mécanique dans l’ensemble de la pédale, puis encore amplifiée par l’action du servofrein.
La force mécanique de l’appui sur la pédale est convertie en force hydraulique par le maître-cylindre. Celui-ci fait circuler le liquide hydraulique (de frein) dans le système de freinage via un réseau de conduites de frein.
Le liquide frein force les petits pistons à l’intérieur des étriers de frein à pousser les plaquettes de frein sur les disques de frein, et c’est cette force de serrage qui ralentit la voiture.