Système de freinage
Détachable!Détachable!
Comment fonctionne unsystème de freinage ??
Qu’il s’agisse d’un petit ou d’un grand trajet,
une voiture doit ralentir et s’arrêter plus
souvent que tu le crois : à un carrefour,
devant un passage pour piétons, à l’entrée
d’un virage. Souvent, il ne suffit pas de dimi-
nuer les gaz : il faut une intervention du
conducteur. Et une simple pression sur la
pédale de frein enclenche un ingénieux sys-
tème de freinage.
Pour ralentir une voiture, le système serre les plaquet-
tes de frein sur les roues. Et cela peut se faire de deux
façons : avec un frein à disque ou avec un frein à tambour.
De nos jours, la plupart des voitures ont un frein à
disque sur les deux roues avant. Lorsque tu enfonces la
pédale de frein, le système appuie deux plaquettes cont-
re la roue en cours de rotation.
Ou plus exactement contre le
disque de frein en fonte qui
est fixé à la roue. Tu dois
savoir qu’il faut de très
grandes forces pour frei-
ner un véhicule. Pour
arrêter une voiture de
1000 kg qui roule à 130
km/h, il faut une capaci-
té de freinage de pas
moins de 200 cv. En
plus, les frictions énor-
mes entre les plaquettes
et le disque peuvent
entraîner des températu-
res allant jusqu’à 800°C.
C’est pourquoi lesles
disques de frein endisques de frein en
céramique sontcéramique sont
aujourd’hui la dernièreaujourd’hui la dernière
nouveauté technolo-nouveauté technolo-
gique sur le marchégique sur le marché. On les
utilise depuis des années en
Formule 1. Mais ils font aussi leur apparition dans les
voitures ordinaires pour leur capacité à résister à des
températures très élevées. Les disques de frein métal-
liques ordinaires sont, eux aussi, munis d’un système
de ventilation pour évacuer la chaleur des frictions.
Les frictions usent les plaquettes de frein. Et comme
des plaquettes usées sont synonymes de danger sur
la route, les voitures actuelles sont équipées d’indi-
Frein à disqueFrein à disqueFrein à tambourFrein à tambour
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cateurs d’usure. Il s’agit de petits fils de cuivre, quiallument un témoin sur le tableau de bord dès qu’el-les arrivent en surface à cause de l’usure. Parailleurs, les plaquettes de frein sont montées dansdes étriers. Ceux-ci sont visibles sur les voituresplus sportives. C’est pourquoi on les peint souventdans une couleur voyante.
Les freins à tambours sont intégrés dans la roue etprennent donc moins de place. Ils ne fonctionnent pasnon plus avec des plaquettes montées à l’extérieur dela roue, mais avec des mâchoires qui sont pousséesde l’intérieur contre le tambour. C’est la tâche ducylindre, qui se situe entre les mâchoires de frein.Quant aux ressorts, ils libèrent les mâchoires dès lemoment où la pression de freinage est relâchée.
Les roues avant sont toujours celles qui subissent lefreinage le plus fort. C’est logique, puisque tout lepoids de la voiture glisse vers l’avant lorsque celle-ciralentit. Cela explique pourquoi le rapport du freina-ge entre les roues avant et les roues arrière estgénéralement de 60 %-40 %. Comme les freins àdisques supportent une charge plus importante queles freins à tambours, ils sont le plus souvent mon-tés sur les roues avant. À l’arrière, on retrouve sou-vent des freins à tambours, bien que certaines voitu-res sportives soient aussi équipées de freins àdisques au niveau des roues arrière.
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Liquide de frein
Maître-cylindre
Cylindres de frein
Il suffit d’appuyer sur la pédale de frein pourarrêter une voiture. Tout cela grâce à un sys-tème ingénieux de leviers et de pressionhydraulique. En effet, la pédale de frein estun levier qui transmet la force du pied aumaître-cylindre. Ce maître-cylindre est rem-pli de liquide de frein et convertit la force enpression hydraulique. Une pression qui estencore multipliée par sept par la dépressiondu servofrein. Les conduites de frein sont,elles aussi, remplies de liquide de frein pourtransmettre la force hydraulique aux 4 cylind-res selon la loi de Pascal . Mais cesconduites doivent être parfaitementhermétiques. Sinon, le système defreinage perd de la pression. C’estjustement pour cela que le système de frei-nage des roues avant est séparé de celui desroues arrière. Seul le maître-cylindre estcommun aux deux systèmes.
Leviers et hydrauliqueLeviers et hydraulique
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de freinage
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Liquide de frein
Pédale de frein Cylindres de frein
Le liquide de frein est une huile minérale ou synthé-tique qui possède des propriétés très spéciales. Il estincompressible, ne mousse pas et n’entraîne pas decorrosion. Et il conserve toujours sa fluidité, que lestempératures soient très élevées ou très basses. Çavaut mieux, non ? Tu imagines que tes freins nefonctionnent plus à -18°C ? Ou qu’ils se mettent engrève un jour de canicule ? Malheureusement, au fildu temps, le liquide de frein s’imprègne de l’humiditéet de l’air ambiants. Or, l’air est compressible,
et sa présence implique une diminution dela puissance de freinage. Quant à l’eau, elleentraîne des problèmes d’oxydation et peut mêmebouillir. C’est la raison pour laquelle on n’utilisejamais d’eau comme liquide de frein. Le liquide defrein doit être remplacé tous les 60 000 km ou tous les 2 ans. Lors de cette procédure,l’ensemble du système de freinage est purgé et net-toyé afin d’éviter tout résidu d’humidité qui pourraitfavoriser la formation de rouille.
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Et la variante électroniquela variante électroniquela variante électronique de ce vieux systè-me de freinage présente un avantage consi-dérable. Car il faut peu d’énergie élec-dérable. Car il faut peu d’énergie élec-trique pour actionner les plaquettes detrique pour actionner les plaquettes defrein : 12 volts suffisentfrein : 12 volts suffisent. Mais ce n’est pastout. En effet, le fabricant du système EWB pensequ’il peut réduire de moitié le coût du système defreinage actuel. Le frein EWB est effectivement unsystème de freinage intégré (brake-by-wire), puis-qu’il est à commande électronique. Du coup, lespièces hydrauliques – comme le cylindre, lemaître-cylindre, le servofrein, les conduites et leliquide de frein – ne sont plus nécessaires.Et en plus, les plaquettes s’usent moins vite etpeuvent durer jusqu’à 100 000 kilomètres !
Mais le plus important, c’est que le système dufrein à coin d’écartement peut sauver des vies.Grâce à lui, les voitures deviennent encore plussûres puisque la distance de freinage est forte-ment raccourcie. D’ailleurs, les voitures et lescamions qui sont équipés du système EWB devrontpeut-être être munis d’un feu stop spécial.Histoire que ceux qui les suivent sachent qu’ilss’arrêtent plus vite que les autres.
Le parcours Une technique qui rouletechnique qui roule te
permet de voir par toi-même comment foncti-
onne exactement le système de freinage d’une
voiture. Mais cette exposition interactive, que
tu peux visiter au musée Autoworld de
Bruxelles, te réserve bien d’autres surprises.
Va vite y découvrir le monde passionnant de
l’automobile et de la technique.
Pour en savoir plus sur le programme et les
possibilités offertes pour la visite du parcours
‘Une technique qui roule’, surfe sur
www.unavenirquiroule.be.
Décortique un système de freinage !!
Coup d’œil sur l’avenir
Dans le secteur automobile, les nouveaux dévelop-pements sont souvent liés à l’électronique. Et leplus souvent d’ailleurs, cela concerne une combi-naison de systèmes électroniques et de piècesmécaniques. On retrouve un bel exemple de cetype de concept électromécanique dans un nou-veau système de freinage, qui est peut-être bienen passe de devenir le système de freinage deréférence. Son nom ? Le frein à coin d’écarte-ment électronique ou EWB (Electronic WedgeBrake).
Le disque (1) est freiné par une plaquette (2).Des petits moteurs électriques (3,4) y font glis-ser le coin d’écartement (6) grâce à une série de tiges rotatives (5).
Le principe est simple : une plaquette de frein,montée sur un étrier en forme de coin d’écarte-ment, est glissée électriquement entre le disquede frein et l’étrier fixe (voir l’illustration). La pla-La pla-quette est serrée automatiquement parquette est serrée automatiquement parle disque, et le frein est actionnéle disque, et le frein est actionné.. Mais enMais enfait, le frein à coin d’écartement est moins révolu-fait, le frein à coin d’écartement est moins révolu-tionnaire qu’on pourrait le penser : il existe depuistionnaire qu’on pourrait le penser : il existe depuisdes centaines d’années. En effet, le cocher freinaitdes centaines d’années. En effet, le cocher freinaitdéjà son chariot en laissant tomber une cale entrela roue et un point fixe de la voiture.
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