Comment fonctionnent les freins de voiture et comment se dire quand ils vont mal

Les freins sont le système de sécurité le plus important de votre véhicule. Dans des conditions normales, un conducteur exerce environ 70 livres de force sur la pédale de frein (à peu près la même quantité d'effort nécessaire pour mordre dans un steak) pour apporter des milliers de livres de métal et de plastique en mouvement à un arrêt rapide et contrôlé. Un système de freinage impeccable est absolument crucial pour la sécurité des conducteurs, des passagers et des piétons.

Lisez la suite pour savoir comment fonctionne un système de freinage automobile moderne et certains des problèmes de système de freinage les plus courants.

Sur cette page

• Quels sont les différents types de freins de voiture?
• Quelles sont les principales parties du système de freinage hydraulique?
  • Maître-cylindre
  • Serveur de freinage électrique
  • Lignes de frein et tuyaux
  • Assemblées de frein à disque
  • Assemblages de frein à tambour
  • Commutateurs de frein
  • Frein à main
• Comment fonctionne le système de freinage?
• Signe le système de freinage ne fonctionne pas correctement
  • Broyage (métal-métal), freins bruyants
  • Volant ou pédale de frein vibrant lors de l'arrêt
  • Pédale de frein spongieuse ou décoldique
  • Frein bas, voyages en excès de pédale
  • Tirant d'un côté lors de l'arrêt
  • Freins traînant
  • Saisir ou verrouiller les freins
  • Effort excessif de pédales de freinage

Quels sont les différents types de freins de voiture?

• Tous les véhicules modernes sont livrés avec des freins hydrauliques. Systèmes de freinage hydrauliques sous pression et transfert de liquide de frein vers les assemblages de freins de roue. Les assemblages de frein (disque ou tambour) utilisent le liquide sous pression pour appliquer le matériau de frottement de frein qui génère le frottement nécessaire pour le freinage.
• Les freins anti-verrouillage utilisent des capteurs de vitesse de roue, un module de commande d'ordinateur et un actionneur électro-hydraulique pour empêcher les systèmes de freinage hydrauliques de se verrouiller pendant le freinage dur.
• Travaillant en conjonction avec des freins hydrauliques, les véhicules hybrides comportent un système de freinage régénératif qui utilise la transmission électrique pour ralentir initialement une voiture. Les freins hydrauliques finissent par arrêter le véhicule.
• Les freins de stationnement, indépendamment du système de freinage hydraulique ou régénératif, sont utilisés pour appliquer des assemblages de frein arrière.

Quelles sont les principales parties du système de freinage hydraulique?

Maître-cylindre

Lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, la liaison de frein (tige) pousse sur les joints de piston internes du maître-cylindre, sous pression et forçant le liquide de frein dans les lignes de frein, les étriers de frein et les cylindres de roue. Cela fait que les plaquettes de frein appuyent vers l'intérieur contre les rotors et forcent les chaussures de frein à appuyer vers l'extérieur contre les fines de frein.

Serveur de freinage électrique

Les boosters des freins aident les conducteurs en multipliant la force qu'ils appliquent à la pédale de freinage. Ces boosters utilisent le vide du moteur, une pompe électrique (les moteurs diesel produisent peu ou pas de vide du moteur) ou une pression hydraulique (généralement la pression de la pompe de direction assistée). Cela augmente les performances de freinage tout en diminuant les efforts de pédale, rendant la conduite plus sûre et plus agréable.

Lignes de frein et tuyaux

Fabriqué en acier à double paroi et en caoutchouc multicouches et en composés synthétiques, des lignes de frein et des tuyaux transfèrent du liquide sous pression du maître-cylindre vers les ensembles de roues de freinage.

Assemblées de frein à disque

Un assemblage de frein à disque se compose d'un étrier de frein, de plaquettes de frein, de rotor de disque et de matériel de montage.

Assemblages de frein à tambour

Un assemblage de frein à tambour se compose d'une plaque de support, d'un cylindre de roue, de chaussures / revêtements de frein, de ressorts de retenue et de traction, de tambour de frein et d'un mécanisme de réglage automatique des freins d'auto-freinage.

Commutateurs de frein

Les systèmes de freinage modernes comprennent un interrupteur de lampe d'avertissement de frein qui indique au conducteur si le maître-cylindre est faible sur le liquide de frein, ou il y a un problème avec le système de freinage. Il y a aussi un avertissement de frein de stationnement qui vous permet de savoir si le frein de stationnement est engagé.

Frein à main

L'application du frein de stationnement verrouille mécaniquement les assemblages de frein arrière pour garder une voiture stationnaire lorsqu'elle est garée sur une colline. Il aide également à arrêter un véhicule en raison d'une défaillance du système hydraulique.

Les freins hydrauliques d'un hybride comprennent toutes les mêmes pièces qu'un système de freinage hydraulique standard.

Comment fonctionne le système de freinage?

Les systèmes de freinage hydrauliques convertissent l'énergie mécanique (les roues de rotation) en énergie thermique en transformant et en amplifiant la force exercée sur la pédale de freinage. La pédale de frein agit comme un levier. Avec le seuble de frein, il multiplie considérablement la force appliquée sur le liquide de frein dans le maître-cylindre.

Le maître-cylindre augmente également la pression du liquide de frein, puis envoie du liquide de frein sous pression, via des conduites de frein et des tuyaux, aux étriers de frein et aux cylindres de roue. Le fluide sous pression agit sur le piston de l'étrier, en serrant les plaquettes de frein à disque vers l'intérieur, en serrant les coussinets contre les rotors de frein.

Sur les freins à tambour, les cylindres de roue glissent vers l'extérieur, forçant les chaussures de frein contre le tambour à l'aide d'une action de coin et de brouillage - similaire à la façon dont un frein de montagnes rômes à vélo fonctionne. L'énergie des coussinets serrant les rotors et les chaussures de frein poussant contre les tambours génère des frictions et de la chaleur. Cette frition de chaleur, ainsi que la friction générée entre la surface du pneu et de la route, ralentit la rotation du rotor et de l'essieu (et roue) et met finalement la voiture à un arrêt.

Sur un système de freinage régénératif, sortir de l'accélérateur ou pousser sur la pédale de frein fait courir le moteur à entraînement électrique d'une voiture hybride en arrière. Le moteur d'entraînement tournant en arrière met une traînée sur les roues et ralentissant la voiture, tout en produisant de l'électricité qui recharge les batteries à haute tension d'un hybride. Alors que le freinage régénératif fournit pratiquement toute la puissance d'arrêt initiale, le système hydraulique s'engage pendant les arrêts de panique ou l'arrêt dur à grande vitesse.

Signe le système de freinage ne fonctionne pas correctement

Broyage (métal-métal), freins bruyants

• Plaquettes ou chaussures de frein usées ou endommagées (éventuellement creuser et marquer les rotors de disque ou les tambours de frein), ou indicateur de pavé de frein frottant contre le rotor.
• Matériel de frein usé, rouillé, manquant ou cassé, accumulation de poussière de frein excessive, accumulation de rouille sur des rotors ou des tambours, ou une pierre, de la rouille ou un autre objet étranger coincé entre un rotor et un tampon.

Volant ou pédale de frein vibrant lors de l'arrêt

• Excès de rotor «Run-out» (l'épaisseur varie sur la face du rotor) ou les tambours sont des rotors ou des tambours ou des tambours de frein contaminés, des rotors ou des tambours de frein contaminés, des rotors ou des tambours fissurés, endommagés ou glacés.

Pédale de frein spongieuse ou décoldique

• Faible liquide de frein, air piégé dans le liquide de frein ou une fuite dans le système hydraulique.

Frein bas, voyages en excès de pédale

• Mécanisme d'auto-ajustement des freins ne fonctionne pas, plaquettes de frein bas ou revêtements de chaussures, canne à poussée du maître-cylindre mal adapté.

Tirant d'un côté lors de l'arrêt

• Des étriers de frein saisis ou qui fuisent ou des cylindres de roue, des doublures de frein contaminées, un mécanisme d'adaptation auto-freinage défectueux, l'accumulation de poussière de freinage excessive ou un alignement frontal hors de réglage.

Freins traînant

• Matériel de frein faible, endommagé ou rouillé, étriers de frein saisis ou cylindres de roue, tuyau de frein effondré, câbles de frein de stationnement mal ajustés ou canne à puce à mésoire mal ajustée.

Saisir ou verrouiller les freins

• Matériel de frein à collage ou liaison, défaillance ou échec des capteurs de vitesse de roue antiblocage, surfaces de frottement de doublure de frein contaminées par du liquide de graisse ou de frein ou un mauvais serrage de frein.

Effort excessif de pédales de freinage

• Des étriers de frein saisis ou des cylindres de roue, des tuyaux de frein obstrués ou effondrés, des doublures de frein contaminées ou un maître-cylindre défectueux, ou un vide de freinage électrique, des problèmes mécaniques ou électriques.

Un système de freinage régénératif a une sensation de pédale unique mais peut présenter tous ces mêmes symptômes.

Les freins sont l'un des systèmes de sécurité les plus essentiels de votre voiture. Ne rejetez jamais les problèmes d'un avertissement de freinage ou d'un système de freinage. Les problèmes de freinage ignorés peuvent être dangereux et conduire à des réparations beaucoup plus coûteuses. En ce qui concerne les freins de votre voiture, il vaut toujours mieux être en sécurité que désolé.