Les freins

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  • Publié le : 3 juillet 2010
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SOMMAIRE

I. Les freins………………………………………………………………………..3

A. Les freins à tambours……………………………………………….3
B. Les freins à disques…………………………………………………..4

II. Evolution des freins………………………………………………………5

A. L’évolution du cahier des charges…………………………….5
B. Réponse au cahier des charges suivant les deux
types de freins…………………………………………………………71) Les freins à tambours……………………………………………….7
2) Les freins à disques…………………………………………………7

Bibliographie………………………………………………………………………...10

Annexes…………………………………………………………………………………11

Les premiers voitures n’avaient pas de freins. Ils n’en avaient pas besoin ; leur masse et leur vitesse étaient suffisamment faibles. Puis, la puissance des moteurs aidant, latechnologie et le confort progressant, le poids des voitures a augmenté, puis elle roulé de plus en plus vite. On a alors équipé leurs roues de freins, c’est-à-dire à tambours avec une commande indépendante par côté, ce qui permettait aussi de prendre les virages à basse vitesse. Avec l’augmentation de la puissance des automobiles, les freins sont devenus critiques, car ils étaient pratiquement lesseuls moyens de ralentissement vraiment efficaces.

Les ingénieurs et les constructeurs automobiles se sont donc penchés sur les systèmes de freinage pour améliorer la sécurité des automobilistes. Nous verrons donc dans une première partie ce qu’est un système de freinage avec les deux différentes sortes de freins. Puis, nous aborderons dans une seconde partie, l’évolution des freins àtravers le cahier des charges et les solutions les plus adaptés (matériaux, géométries et pièces mécaniques) dans les deux types de freins.

La réglementation tout véhicule pesant en charge plus de 350Kg doit être muni:

• d'un frein principal, généralement à commande au pied agissant simultanément sur toutes les roues ;
• d'un frein de secours à commande à main agissant:
- soit sur les rouesavant, soit sur les roues arrière ;
- soit sur l'arbre de transmission.

Les freins

Un système de freinage est constitué d’une commande et d’un récepteur permettant d’agir sur les pièces mécaniques en rotation. Un frein est un transformateur d’énergie destiné à ralentir (frein de ralentissement) ou à arrêter complètement le mouvement d’un engin (frein d’arrêt). Un frein, c’est àdire les pièces mécaniques se trouvant près des roues, est composé d'un récepteur hydraulique (l'étrier), d'éléments de friction (les plaquettes ou garnitures) et d'un élément lié à l'élément que l'on souhaite freiner (le disque ou le tambour).

Le principe est simple, l'étrier applique les éléments de friction sur le disque (ou le tambour), avec une force suffisante afin de fairedécélérer la roue. Les éléments de friction (les plaquettes ou garnitures) permettent essentiellement de transformer l’énergie en chaleur et le rotor (contre matériau) du frein emmagasine et disperse la plus grande partie de la chaleur produite.

La commande se fait par l'intermédiaire d'un maître cylindre relié à la pédale de frein. Le maître cylindre n'est en fait qu'un vérin qui fonctionne commeémetteur et non comme récepteur. Il est relié aux organes de freinage situés près des roues par des canalisations en cuivre. Dans celle-ci circule un fluide à base d'huile ayant pour propriété principale de ne pas être compressible, ainsi chaque force de poussée sur la pédale est quasiment intégralement transmise aux récepteurs (étriers). Entre la pédale et le maître cylindre il peut y avoir unsystème d'aide au freinage, souvent appelé Servofrein (cf. annexe 2 page 14). Ce système multiplie la force exercée sur le maître cylindre en utilisant la dépression de la tubulure d'admission. Sur les moteur diesel, on crée artificiellement cette dépression grâce à une pompe. Ce système d'assistance au freinage est aujourd'hui présent sur la totalité des véhicules. Sur les voitures actuelles,...
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