Le Système de Freinage ​​ ​​

Le Système de Freinage ​​ ​

Rôle et Fonctionnement

Un frein est un système permettant de ralentir et d’immobiliser un véhicule en cours de déplacement. Il existe plusieurs types de freinages pour véhicule

La plupart transforme l’énergie cinétique en énergie thermique qu’il faut dissiper le plus rapidement possible.

D’autres systèmes convertissent l’énergie cinétique en une autre énergie (très souvent électrique) ce qui est appelé freinage régénératif souvent utilisé sur les vehicules Hybrides ou 100% electrique.

Fonctionnement du Freinage

Comment votre véhicule ​​​​ s’arrête ?

Son fonctionnement repose sur la dissipation de l’énergie cinétique du véhicule (liée à la vitesse et à la masse.
Le frottement de pièces mobiles (rotors) sur des pièces fixes (stators) est généralement utilisé.

Le frein est donc un système de conversion d’énergie cinétique en chaleur. Son efficacité est liée à la capacité de ses constituants d’assurer un frottement suffisamment important, de pouvoir dissiper rapidement la chaleur afin d’éviter la surchauffe de l’ensemble du mécanisme.

Le freinage constitue est un organe de sécurité important sur les véhicules    ,ils permettent de réduire rapidement la vitesse, et de s’arrêter afin d’éviter une collision (freinage d’urgence) entre autres.

Commande de Freinage ​​ ​​

Les différents types de commande de freinage

Dans un véhicule   , le conducteur exerce un effort sur une Pédale de Frein dans le cas d’une automobile, levier dans le cas d’un deux roues et dans les anciennes voitures, etc.), et cet effort est transmis au frein. Cette transmission peut se faire :

  • par câble (anciens et petits deuxroues, circuit de freinage des anciennes automobiles et frein à main de certaines automobiles actuelles) 
  • par circuit hydraulique éventuellement assisté (véhicule automobile, certains deuxroues) ;
  • par circuit pneumatique (camions, trains) ;
  • par circuit électrique (certains véhicules hybrides) ;
  • par circuit mécanique (par ex. commande par tringles et leviers sur certaines bicyclettes).

Dans le cas d’un circuit pneumatique, on « inverse » la logique d’effort : sans pression de l’air comprimé dans le circuit, le frein est serré (par un puissant ressort), et la pression sert à écarter les freins.

Ainsi, la moindre défaillance du circuit (Fuite) provoque un freinage. C’est le principe adopté dans les camions et les trains de nombreux pays : le signal d’alarme provoque une ouverture du circuit et donc un freinage immédiat.

Types de Freinage

Frein à Bande , à Tambour ou à Disque

Pour éviter de trop solliciter les freins (surtout dans les longues descentes, comme en montagne) et en cas de système de freinage défaillant ou de surchauffe, on peut utiliser ce que l’on appelle le frein moteur qui consiste à rétrograder afin de ralentir le véhicule.

  • Frein à bande

Le Frein à bande est un frein dans lequel une bande entoure et serre la périphérie d’une pièce cylindrique en rotation. Souvent utilisé pour les trottinettes et les bicyclettes d’entraînement.

  • Frein à tambour

Le frein à tambour est constitué d’un cylindre au sein duquel des mâchoires munies de garnitures s’écartent pour réaliser le freinage, et d’un système de compensation d’usure. L’écartement est réalisé grâce à une came. Les mâchoires reviennent en position grâce à un ressort.

  • Frein à sabot ou frein à bloc

Le frein à sabot est constitué d’une pièce mobile, le sabot, qui vient s’appliquer sur la roue ou un dispositif qui en est solidaire. Il est encore employé, notamment dans les transports ferroviaires.

  • Frein à disque

Les freins à disque, initialement utilisés dans l’aviation, font leur apparition sur automobile en 1953 aux 24 Heures du Mans sur une Jaguar type C. Celle-ci ayant remporté l’épreuve, attire tout particulièrement l’attention sur cette solution hardie. Deux ans plus tard, en octobre 1955, Citroën équipe sa DS de freins à disque à l’avant. Les autres voitures européennes de sport et de luxe ne tardent pas à emboîter le pas. Les systèmes se multiplient (Girling, Dunlop, Bendix, etc.) et la généralisation est maintenant quasi totale pour les automobiles et motocyclettes.

Le Freinage ABS ​​ ​​

Dispositif de frein anti-blocage

« ABS », dispositif de frein anti-blocage, vient de l’allemand « Antiblockiersystem ».

Le principe de fonctionnement est simple : un calculateur électronique gère un bloc d’électrovannes sur le circuit de freinage et surveille individuellement la rotation de chacune des roues à l’aide d’un capteur implanté sur chacune d’elles.

Si le calculateur détecte le blocage (ralentissement significatif par rapport aux autres roues) d’une roue, le frein de celle-ci est relâché immédiatement (sans que le conducteur n’ait à modifier son action sur la pédale de frein).

Le calculateur va permettre la pression de freinage la plus forte possible tout en évitant un blocage des roues. Le fonctionnement du système se traduit par une vibration dans la pédale de frein.

Le but principal de l’ABS est de permettre de garder le véhicule   manœuvrable lors d’un freinage d’urgence et non de réduire la distance de freinage.

L’efficacité de l’ABS sur les distances de freinage dépend de beaucoup de facteurs comme le poids du véhicule, sa vitesse, ses pneus, la surface de la route, la quantité d’eau présente sur celle-ci, etc. C’est pourquoi il serait faux de dire que l’ABS réduit les distances de freinage, tout comme il serait faux de dire qu’il ne les réduit pas.

Généralement, l’ABS diminue très peu les distances de freinage sur bitume sec, légèrement sur bitume humide ou mouillé et les augmente sur graviers ou sur neige. En effet sur ces surfaces meubles un blocage des roues peut aider à la formation d’un monticule au-devant des pneus, permettant ainsi un freinage plus court qu’avec l’ABS. Cependant, certains ABS modernes prennent en compte ce genre de particularité.