But du freinage

Obtenir:
- un ralentissement rapide et l'arrêt net du véhicule devant un obstacle,
- le maintient du véhicule à l'arrêt,
- un ralentissement modéré,

Principe

Chaque frein comporte:

- une partie solidaire de la roue
- une partie ne pouvant tourner, qui vient se frotter sur la partie tournante après un léger déplacement,
le frottement absorbe l'énergie cinétique de la partie tournante et la transforme en énergie calorifique de longues durées

Principe de freinage

Ce sont des problèmes de frottement

- Frottement d'une surface de friction sur un tambour ou un disque (évacuation des calories). Si le frein chauffe trop,
son efficacité est réduite (le coefficient de frottement des garnitures diminue quand la température augmente). Sur les freins à tambour la dilatation du tambour et des segments est inégale.
- Frottement de pneus sur le sol, il faut éviter le blocage de la roue car le coefficient de frottement du pneu sur le sol est supérieur au coefficient de glissement. Lorsqu'il y a blocage, la partie fixe (surface de friction) est alors solidaire de la partie mobile ( tambour ou disque). Il n'y a plus transformation d'énergie au niveau des freins et le véhicule s'arrête par le glissement du pneumatique sur le sol.

Puissance de freinage

Le freinage brutal provoque:
- des poussées importantes (inertie) sur les passagers et les marchandises,
- des efforts anormaux sur les essieux, la transmission et la suspension,
- éventuellement le blocage d'une ou plusieurs roues ( pertes de tenue de route)

La puissance de freinage dépend:
- de la force d'appui (F) de la partie frottante ( démultiplication de la commande, force physique du pilote, commande assistée),
- du coefficient de frottement (f) de la partie frottante ( limité à 0,3 - 0,4 sinon broutement et blocage)
- du nombre de tours - minute (N) de la partie tournante ( dépend de la vitesse du véhicule). Il sera plus grand si le frein est placé sur la transmission.
- du rayon de la partie tournante ( limité par le diamètre de la roue) on voit l'avantage à loger les freins à la sortie du différentiel.

P=puissance de freinage= (2pRN) / 60 =Fxf


Distance de freinage
- Distance parcourue par un véhicule avant de s'immobiliser, la décélération possible est limitée par l'adhérence des pneus sur le sol qui dépend:
- de la vitesses du véhicule,
- de l'usure et du gonflage des pneumatiques,
- de la charge
- de la nature et de l'état de la chaussée ( pluie) un bon freinage assure une décélération de 6m/s²

Répartition des efforts de freinage

L'effort de freinage doit être identique sur les roues d'un mêmes essieu pour éviter le déport du véhicule
Le freinage doit être plus énergique sur les roues avant que sur les roues arrières
L'essieu arrière est surchargé
Les roues déchargées vont perdre plus rapidement leur adhérence et vont se bloquer, il est donc nécessaire d'appliquer une puissance de freinage sur les roues arrières. La prépondérance sur les roues avant est facilement réalisable grâce aux commandes hydraulique ou avec un montage mixte freins à disque à l'avant et tambour à l'arrière


Qualités des freins
efficacité: se situe à la limite du blocage

Progressivité:La puissance de freinage doit être proportionnelle à l'effort du pilote.

Régularité:
Peu sensible aux variations du coefficient de frottement des garnitures (influence de l'eau, de la chaleur) effort constant malgré l'usure des garnitures

Bruit:

indice d'un mauvais fonctionnement:

- vibration d'un tambour
- ressort de rappel cassé
- mauvais réglage
- disque voilé

Échauffement:
normal après un long usage (descente,conduite au frein), sinon il provient soit d'un déréglage, soit du faux rond du tambour
un tambour épais ou en alliage léger muni d'ailettes favorise l'élimination de la chaleur, les ailes enveloppantes diminuent la pénétration de l'air. On voit l'intérêt d'accoler les tambours au différentiel. Cette solution offre par ailleurs l'avantage de supprimer les tuyauteries souples des freins à commande hydrauliques ( sécurité).

Entraîne le bruit:
- segment déformé
- mauvais réglage
- tambour ovalisé

Broutement:
Se manifeste par une action irrégulière et saccadée du frein peut être du:
- à un coefficient de frottement des garnitures trop grand
- à un défaut de rigidité des segments
- à un défaut d'étalonnage des garnitures
- à une ovalisation ou un excentrage des tambours
- à un jeu excessif des roulements de roues
- à un disque voilé
- à des plaquettes déformées

Organisation d'un système de freinage:
Tout système de freinage comprend:
- les freins
- leurs commandes,
- un servofrein qui multiplie l'effort du pilote



Avantages du frein à disques:
- facile à disposer hors des roues
-usure uniforme
-refroidissement plus facile
- efficacité plus constante (meilleur refroidissement)
- jeu non modifier entre disque et garniture (dilatation se faisant suivant le rayon)
- moins sensibles à la présence d'eau (force centrifuge)

Les garnitures:

qualités recherchées:
- constance du coefficient de frottement,
- usure faible (fréquence des réglages),
- plasticité suffisante (mise en forme)
Constitution:
Amiante imprégné de résine et de caoutchouc (maintenant les garnitures et les plaquettes ne dispose plus d'amiante ainsi que le joint de culasse)
Fabrication: Tissées ou moulées sous pression
Montage: Par rivet ou collage sur segment en fonte, en acier ou aluminium

Les commandes:

Mécaniques: Utilisées pour les freins de secours
Organisation: à tringles ou à câbles souples
Inconvénients:
- démultiplication limitée,
- élasticité qui empêche l'application d'efforts importants,
- difficulté d'équilibrer les efforts de freinage,
- rendement passable,
- risque de rupture,
- entretien régulier
Hydrauliques: Basées sur l'incompressibilité des liquides
Principe de fonctionnement:
Le rapport des forces pressantes est égal au rapport des surfaces
Les canalisations:
En cuivre, en acier ou en nylon, la liaison entre cylindres récepteurs est assurée par des canalisations souples


Répartiteurs de freinage:

Rôle et but:
l'adhérence (influencée par la charge) des roues avant augmentera au détriment de celle des roue arrières en fonction de l'effort de freinage. Pour que le freinage soit optimum en efficacité et sécurité il faut faire varier dans les mêmes proportions l'effort de freinage exercé sur les roues arrières par rapport à celui des roues avant. Le rôle est donc d'assurer la prépondérance des roues avant sans provoquer le blocage des roues arrières
- répartiteur simple effet
- répartiteur à double effet
- répartiteur à tarage variable

Avantages de la commande hydraulique:

- transmission instantanée,
- rendement excellent,
- grande démultiplication de l'effort,
- bonne uniformité du freinage sur les roues,
- entretien réduit

réglages des freins:

freins à segment: La distance entre les garnitures et le tambour doit être le plus faible possible
Prépondérance de freinage:
Sur voiture légère les roues avant doivent subir une puissance de freinage supérieure aux roues arrières. les dispositifs sont:
- diamètre des cylindres récepteurs plus grand à l'avant qu'à l'arrière,
- montage d'un répartiteur de freinage,
- montage mixte (étriers avant, tambour arrière)
- diamètre des cylindres d'étrier plus grand à l'avant qu'à l'arrière,
- montage de 2 étriers à l'avant

Les servofreins:

But: Renforcer l'action du pilote au cours du freinage

Conditions à remplir:
Laisser au pilote le contrôle du dosage de l'effort de freinage, en cas de panne le pilote doit pouvoir assurer le freinage

Principe: Repose sur l'utilisation d'une énergie fournie par le véhicule, au moyen d'un appareil à la disposition du pilote



Servofrein hydrovac:

Source d'énergie: Dépression prélevée en aval du papillon des gaz

Valeur de la dépression:
Elle est fonction:
- de la vitesse de rotation
- de la position du papillon des gaz ( fermé au moment du freinage)

Servofrein à air comprimé:

Généralités: L'énergie est fournie par de l'air comprimé envoyé dans des cylindres munis de piston, lequel se déplaçant sous l'effet de la pression de l'air agit sur la came du frein par l'intermédiaire d'une tige et d'un levier. L'installation nécessite un compresseur d'air entraîné par le moteur qui doit avoir une marge de puissance suffisante. Les freins se prêtent fort bien au freinage des remorques dont ils assurent l'immobilisation en cas de rupture d'attelage de la remorque.

Servofrein électrique: Un électro-aimant est monté flottant sur le flasque, il peut donc tourner d'un certain angle. Dans ce mouvement, il commande l'écartement des mâchoires de frein par l'intermédiaire d'un levier terminé par une came. L'électro-aimant est alimenté par un rhéostat commandé par la pédale de frein

Source topic sur AXC - Auteur Eric_GTiR