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Le système de freinage de votre véhicule permet au conducteur de ralentir ou de s’arrêter de manière cohérente et fiable. Les freins de votre voiture fonctionnent en convertissant l’énergie cinétique du mouvement en énergie thermique (chaleur).
Chaque fois que vous appuyez sur la pédale de frein, la vitesse des roues qui tournent sous votre véhicule est réduite proportionnellement à la pression que vous exercez sur la pédale. Un véhicule est équipé soit d’un système de freinage à disque, soit d’un système de freinage à tambour pour créer la friction nécessaire à ce phénomène.
Les systèmes de freinage des voitures modernes sont appelés systèmes de freinage assistés. Ces systèmes utilisent un servofrein qui amplifie la force que vous appliquez sur la pédale de frein. Le freinage est ainsi beaucoup plus facile pour les conducteurs. Le freinage assisté vous permet d’exercer une légère pression sur la pédale de frein pour que le véhicule ralentisse.
Dans le système de freinage mécanique classique, un câble reliait la pédale de frein et les sabots de frein. Lorsque le conducteur appuyait sur la pédale de frein, celle-ci tirait sur le câble et permettait au tambour de frein de ralentir. Ce système était utilisé sur les voitures au début du 20e siècle et l’est encore aujourd’hui sur les vélos.
Composants du système de freinage des voitures
Vous trouverez ci-dessous une liste des principaux composants du système de freinage d’une voiture. Nous avons inclus les composants des systèmes de freinage à disque et à tambour. La plupart des véhicules modernes sont équipés de freins à disque aux quatre coins, mais certaines voitures économiques utilisent encore des freins à tambour à l’arrière.
1) Maître-cylindre
Le maître-cylindre de frein pousse le liquide hydraulique dans les conduites de frein à partir du réservoir de liquide de frein.
La plupart des maîtres-cylindres sont en fait divisés en deux ou plusieurs cylindres individuels pour des raisons de sécurité. En général, chaque cylindre gère la capacité de freinage d’une roue avant et de la roue arrière opposée. Ainsi, si un cylindre tombe en panne, l’autre cylindre peut toujours ralentir la voiture et permettre au conducteur de garder un contrôle raisonnable.
Certains véhicules utilisent un cylindre par essieu (avant/arrière). D’autres utilisent plusieurs cylindres par roue pour une redondance maximale en cas de panne.
Le maître-cylindre fonctionne en gérant la quantité de pression hydraulique qui est placée sur les fluides hydrauliques. Une pression plus élevée ralentira le véhicule plus rapidement.
2) Rotor de frein (freins à disque)
Chaque roue possède un rotor de frein qui tourne pendant que le véhicule se déplace. La plaquette et l’étrier de frein frottent contre le rotor et créent la friction nécessaire pour ralentir le disque. Ce dernier, à son tour, ralentit la roue et le véhicule.
Les rotors de frein sont généralement fabriqués en fonte. La fonte est très lourde mais peut absorber beaucoup de chaleur. Pour faciliter la dissipation de la chaleur, de nombreux rotors sont ventilés. Les rotors ventilés comportent des évents ou des ailettes entre les deux disques. Ces évents dirigent le flux d’air dans le rotor, ce qui le refroidit lorsqu’il tourne. Les freins arrière ont tendance à être des rotors pleins, car les freins arrière font généralement moins d’efforts pour arrêter un véhicule.
3) Tambour de frein (freins à tambour)
Le tambour de frein est l’alternative au rotor de frein lorsque vous avez un système de freinage à tambour. Lorsque le tambour tourne, le sabot de frein se place à l’intérieur et pousse contre lui lorsque vous appuyez sur la pédale de frein.
4) Plaquette de frein (freins à disque)
Dans un système de freinage à disque, la plaquette de frein et son étrier créent une friction lorsqu’ils frottent contre le disque de frein en rotation.
Les plaquettes de frein sont fabriquées à partir de différents matériaux, qui influent sur leur longévité et leur plage de température optimale. Si vous utilisez une plaquette de frein en dehors de sa plage de température optimale, vous augmenterez probablement votre distance d’arrêt.
5) Étrier de frein (freins à disque)
Les étriers de frein fournissent la force de serrage qui pousse la plaquette de frein dans le rotor de frein. Cette force est obtenue grâce à la pression hydraulique.
La pression hydraulique du maître-cylindre pousse le liquide de frein dans les conduites de frein et dans un ou plusieurs pistons logés dans l’étrier de frein. Lorsque vous appuyez sur le frein, ces pistons poussent sur les plaquettes de frein avec une grande force.
6) Patin de frein (freins à tambour)
C’est l’alternative à la plaquette de frein lorsque vous avez un système de freinage à tambour. Le sabot de frein est ce qui frotte contre l’intérieur du tambour de frein lorsque vous appuyez sur le frein.
7) Servofrein
Le servofrein (également appelé servo à dépression) fait partie du système de freinage assisté. Le servofrein utilise la dépression du moteur ou une pompe à vide pour amplifier la pression exercée par le pied sur la pédale de frein. Il est ainsi plus facile de ralentir le véhicule.
8) Pédale de frein
La pédale de frein devrait être évidente. Il s’agit de la pédale située à côté de la pédale d’accélérateur, sur laquelle vous appuyez pour ralentir le véhicule. Elle est reliée à l’ensemble du système de freinage à l’intérieur.
9) Capteurs de vitesse de roue (ABS)
Les véhicules équipés d’un système de freinage antiblocage (ABS) possèdent des capteurs de vitesse de roue qui détectent la vitesse de rotation de chaque roue. Si vos roues se bloquent parce que vous avez appuyé sur les freins, une ou plusieurs roues tournent à des vitesses différentes.
Cette différence de vitesse est utilisée par le module ABS pour déterminer comment appliquer les freins individuels pour amener votre voiture à un arrêt sûr et contrôlé.
10) Module ABS
Un module ABS est un ordinateur pour le système de freinage. Cet ordinateur module les freins lorsqu’un ou plusieurs pneus sont à la limite de l’adhérence sur les véhicules équipés de freins antiblocage.
Le module ABS utilise les données des capteurs de vitesse de roue et éventuellement d’autres capteurs, selon la programmation du constructeur. Lorsqu’un pneu commence à se bloquer, le module ABS relâche la pression de freinage sur cette roue spécifique, ce qui permet au pneu de retrouver son adhérence.
N’oubliez pas qu’un pneu qui roule a plus d’adhérence qu’un pneu qui glisse. Le système ABS donne au conducteur la possibilité de s’arrêter aussi vite que possible, même s’il appuie à fond sur les freins.
11) Durites de frein
Les durites de frein transfèrent le liquide de frein entre le maître-cylindre et les roues. C’est ce liquide hydraulique qui permet de freiner si facilement.
Contrairement à l’air, le liquide hydraulique n’est pas compressible. Cela signifie que lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, cette force est directement transférée au piston dans l’étrier de frein, ou au sabot dans le tambour de frein.
Une fuite de liquide de frein est potentiellement dangereuse car elle peut introduire de l’air dans le système. Lorsqu’il n’y a pas de liquide de frein, les freins ne fonctionnent pas efficacement.
