Système de freinage : Pièces et raccordement

Ici, vous obtenez un aperçu de la façon dont un système de freinage fonctionne et des pièces qui le composent.

Les différentes pièces sont regroupées sous des rubriques qui sont présentées ci-dessous. Ces rubriques ensemble donnent une image des pièces qui peuvent être utilisées et si une mise à niveau est nécessaire ou non.

Les différentes pièces du système de freinage de la voiture sont :

1. Pédalier / Pédale de frein
2. Capteur de frein
3. Servo-frein
4. Unité ABS
5. Cylindre de frein
6. Réservoir de liquide de frein
7. Liquide de frein
8. Frein à main / Frein à main hydraulique
9. Étrier de frein
10. Adaptateur d'étrier de frein
11. Disques de frein
12. Plaquettes de frein
13. Refroidissement de frein
14. Vanne de répartition
15. Tuyau de frein
16. Purger les freins

Pédalier / Pédale de frein

La fonction d'un pédalier / pédale de frein est d'obtenir un rapport de démultiplication pour obtenir plus de force. On a un rapport de démultiplication d'environ 5:1 à 7:1. Cela signifie que si un pédalier a un rapport de 7:1 et que vous appliquez 10 kg sur la pédale de frein, alors 70 kg sont appliqués sur le cylindre de frein (7x10). Si un servo-frein est utilisé, il n'est pas nécessaire d'avoir autant de démultiplication que sans servo-frein.

Le pédalier d'origine est généralement monté suspendu. Sur le marché secondaire, il existe également des pédaliers montés au sol.

Le pédalier est connecté au maître-cylindre de frein, au capteur de frein, au réservoir de liquide de frein et au servo-frein, que nous allons aborder plus en détail ci-dessous.

Les pédaliers du marché secondaire disposent généralement d'un soi-disant répartiteur de frein qui permet d'utiliser deux cylindres de frein, permettant ainsi d'ajuster la force de freinage entre le circuit arrière et le circuit avant. En ajustant la force de freinage entre les roues arrière et avant, on peut obtenir une distance d'arrêt plus courte, ce qui est souhaitable en course. Une réduction de frein peut également donner le même résultat, mais cela réduit la force sur un couple de roues au lieu d'ajuster la force.

Capteur de frein

Lorsque une voiture freine, un capteur est activé et envoie un signal pour que le feu de freinage s'allume. Avec ce signal, d'autres choses peuvent également être contrôlées par un système de contrôle après-vente (ECU). 

Ce commutateur / capteur peut être monté directement sur la pédale de frein, mais il peut également être monté par exemple sur le maître-cylindre de frein, de sorte qu'un signal soit envoyé en cas d'augmentation de la pression dans le circuit de freinage.

Servo-frein

Un servo-frein renforce la force de freinage de la pédale de frein au maître-cylindre de frein. Le servo-frein est un grand compartiment à vide monté entre la pédale de frein et le cylindre de frein sur la plupart des voitures d'origine. Il est ensuite relié par un tuyau à l'admission du moteur. Lorsque vous freinez et relâchez l'accélérateur, le moteur crée un vide. Avec ce vide, le servo-frein utilise un diaphragme pour s'actionner et aide à générer de la force pour le maître-cylindre de frein.

Une soupape unidirectionnelle est installée sur le tuyau entre le moteur et le servo-frein. Cela permet uniquement au vide et non à la pression d'atteindre le servo. Il est important que le tuyau soit renforcé et capable de supporter correctement le vide.

Unité ABS

Une voiture équipée de l'ABS a un module ABS monté. Cette unité vous permet de freiner au maximum sans verrouiller les freins. Grâce à cette unité qui pulse la force de freinage pour éviter le blocage des freins, vous pouvez contrôler la voiture. Sans servo-frein, les freins peuvent se bloquer lors d'un freinage brusque, ce qui vous empêche de contrôler le véhicule.

D'origine, l'ABS est presque toujours monté sur les voitures. Sur le marché secondaire, surtout en course, il est souvent déconnecté car il n'est pas adapté à la course. Il existe des unités ABS pour la course, mais elles ne sont pas si courantes.

Puisque les voitures d'origine avec ABS ont un système à deux circuits, l'unité ABS a deux entrées provenant du maître-cylindre de frein et quatre sorties, une pour chaque roue. De cette manière, chaque roue peut être ajustée séparément grâce à un contrôleur ABS connecté (ECU).

Cylindre de frein

Un cylindre de frein transfère la force provenant de la pédale de frein à travers les conduites de frein vers les étriers de frein. En plus de pouvoir ajuster la force de freinage par le rapport de la pédale, vous pouvez également ajuster la force appliquée pour freiner la voiture avec une démultiplication hydraulique.

Un système à deux circuits signifie que le système de freinage a deux circuits hydrauliques séparés ; d'origine, la roue avant gauche et la roue arrière droite sont généralement reliées dans un circuit et vice versa dans l'autre circuit. Avec un pédalier de marché secondaire et un répartiteur de frein, les roues avant et arrière sont connectées. Cela permet de toujours avoir de la force de freinage même si un circuit est défaillant.

Le maître-cylindre d'origine a deux circuits séparés dans le même cylindre = deux sorties.
Le cylindre de frein du marché secondaire a généralement un seul circuit, mais utilise plutôt un répartiteur avec deux cylindres, un à l'avant et un à l'arrière.

Un cylindre de frein a une connexion pour l'entrée de liquide de frein provenant du réservoir de liquide de frein. Ce système n'est pas sous pression, mais utilise seulement la gravité ; par conséquent, le réservoir doit être monté au-dessus du cylindre. En plus de l'entrée, il y a une ou deux sorties vers les étriers de frein. Ceci est du côté sous pression, et il est important que le montage soit correct, car la force de freinage peut être complètement perdue en cas de connexion incorrecte.

Les cylindres de frein sont disponibles avec un réservoir intégré et pour un réservoir externe. En plus des cylindres poussants, il existe également des cylindres de frein tirants. Le type de cylindre utilisé dépend entièrement de la conception du pédalier.

Réservoir de liquide de frein

Un réservoir de liquide de frein fournit un ou plusieurs cylindres de frein avec du liquide de frein. D'origine, celui-ci est souvent monté directement sur le cylindre ; cela peut également être le cas sur le marché secondaire, mais souvent des réservoirs externes sont utilisés.

Un couvercle pour le remplissage et une ou deux sorties sont les seules choses utilisées. Il peut également y avoir une sortie supplémentaire qui alimente la cylindrée principale de la connexion avec du liquide. Il peut y avoir des sorties pour des connexions de tuyau ou des connexions filetées.

Liquide de frein

Un liquide hydraulique spécial appelé liquide de frein est utilisé dans le système de freinage. Cela permet de préserver les joints internes et de ne pas se comprimer sous haute pression. Avec le temps, le liquide de frein absorbe l'humidité, qui peut se comprimer sous haute pression, ce qui rend la pédale de frein spongieuse. C'est pourquoi le liquide doit être remplacé régulièrement, de préférence chaque année. Plus souvent en course.

Le liquide de frein d'origine a des caractéristiques pour de longs intervalles de service, mais ne supporte pas aussi bien des températures élevées lors de la conduite agressive, où les plaquettes de frein dégagent une chaleur supplémentaire. Le liquide de performance pour le marché secondaire, en revanche, a des caractéristiques pour des températures élevées / points d'ébullition et doit être remplacé plus souvent.

Différentes variétés de liquide de frein et classifications DOT peuvent être lues ici.

Frein à main / Frein à main hydraulique

Un frein à main a pour fonction de maintenir la voiture immobile lors du stationnement. Le frein à main classique active les freins arrière via un câble de frein à main. De plus en plus souvent, un frein à main électrique est utilisé avec un étrier de frein équipé d'un moteur électrique.

En course / sur le marché secondaire, il existe des freins à main qui se connectent au circuit de freinage arrière. C'est un frein à main hydraulique. Ce type de frein fonctionne exactement comme la pédale de frein qui active un maître-cylindre de frein. Il n'est pas utilisé pour maintenir la voiture immobile pendant une longue période, mais est principalement destiné à être utilisé lors de dérapages et de rallyes. Il n'est pas non plus homologué pour une utilisation sur route, donc le système de frein à main d'origine doit également être utilisé.

Un frein à main hydraulique peut être monté en série entre la pédale de frein et les freins arrière, mais un distributeur de frein est recommandé lors de l'installation. Tout comme le frein de pied, le frein à main peut avoir différents rapports de démultiplication pour ajuster la force requise pour bloquer les roues arrière. Il existe également différentes variantes de freins à main où le maître-cylindre est monté à l'avant, à l'arrière du frein à main ou séparément avec une tige de poussée prolongée.

Étrier de frein

Un étrier de frein a pour fonction de presser les plaquettes de frein contre le disque de frein avec la force que le conducteur dose à travers la pédale de frein. Cela crée une friction entre le disque de frein et les plaquettes de frein, permettant ainsi d'arrêter la voiture.

L'étrier de frein peut être monté autour du disque de frein à l'aide d'adaptateurs d'étrier. Selon la construction et l'intention, la position est déterminée et peut varier. Parfois, l'étrier est situé devant l'essieu et parfois derrière. Auparavant, les étriers à un seul piston étaient les plus courants. De nos jours, une variété de montages, de nombres de pistons et de types d'étriers est utilisée pour optimiser les performances de freinage, la sécurité et la durabilité. Plus de pistons sur une voiture d'origine peut signifier de plus longs intervalles de service, tandis que plus de pistons sur une voiture de performance peut entraîner une force de serrage plus uniforme et donc un freinage plus efficace.

Un étrier de frein a un purgeur monté en haut, parfois deux purgeurs si l'étrier est divisé en deux avec des pistons de chaque côté. Il n'y a pas de sortie sur l'étrier de frein, seulement une entrée, car le liquide de frein qui est poussé revient lorsque la pédale de frein est relâchée en position de repos.

Adaptateur d'étrier de frein

Un étrier de frein d'origine a souvent un support d'étrier / adaptateur d'étrier qui se fixe à la fusée. Cela permet de maintenir l'étrier en place et centré par rapport au disque de frein. L'adaptateur d'étrier de frein est donc un support pour l'étrier de frein.

Il est courant de remplacer / de mettre à niveau les étriers de frein, et dans ce cas, vous avez besoin d'un adaptateur, un support pour monter l'étrier sur la fusée du véhicule. Il existe de nombreuses variantes prêtes à l'emploi qui conviennent aux étriers de frein populaires et permettent le montage sur d'autres modèles de voitures que ceux initialement prévus.

Un adaptateur d'étrier de frein / support d'étrier se monte simplement avec des boulons entre l'étrier et la fusée pour maintenir l'étrier en place.

Il existe des variantes pour des étriers de frein doubles où un est pour le frein de service et un pour le frein à main.

Disques de frein

Un disque de frein est une partie du système de freinage de la voiture, et avec l'étrier de frein et les plaquettes de frein, il permet d'arrêter le véhicule. D'origine, le diamètre et l'épaisseur du disque de frein sont calculés en fonction du poids et de la puissance de la voiture. Sur le marché secondaire ou en course, on souhaite souvent un disque de frein ayant un diamètre et une épaisseur plus importants. Ces deux paramètres offrent des avantages qui améliorent les performances de freinage.

Un diamètre plus grand offre un meilleur levier, et donc de meilleures performances de freinage. De plus, un diamètre et une épaisseur plus grands apportent une plus grande masse capable de stocker plus de chaleur, ce qui permet de garder les freins plus frais. Cela contribue également à prolonger la durée de vie des freins.

Voici quelques éléments qui différencient les disques de frein :

• Diamètre
• Épaisseur
• Déport
• Schéma de boulonnage / trou central
• Refroidissement / sens de rotation sensible
• Plaquettes de frein à main
• Fentes / trous percés
• Roulements de moyeu et surfaces d'usure
• Matériau

Plaquettes de frein

Les plaquettes de frein sont une partie du système de freinage de la voiture et, avec l'étrier de frein et les disques de frein, elles permettent d'arrêter le véhicule. D'origine, les plaquettes de frein sont conçues pour avoir une bonne accroche initiale / haute friction, mais elles ne tolèrent pas très bien la chaleur. C'est pourquoi les plaquettes de frein d'origine peuvent "devenir mauvaises" après plusieurs freinages brusques lorsque la température dépasse ce que les plaquettes peuvent supporter.

Sur le marché secondaire / pour les performances, il existe des plaquettes de frein capables de résister à des températures beaucoup plus élevées pour être utilisées lors de conduites agressives et en course. Ce qui se passe maintenant, c'est que les performances de freinage à température froide / basse ne sont pas aussi bonnes. Vous devez donc rouler un peu pour que les plaquettes de frein atteignent une certaine température avant d'atteindre leur plein potentiel.

Différents types de matériaux de frein existent, et ceux-ci conviennent différemment à différents domaines d'utilisation.

Refroidissement des freins

Les plaquettes de frein, les étriers de frein et les disques de frein supportent des températures élevées, mais peu importe les matériaux utilisés pour résister à des températures élevées ou extrêmes, le refroidissement des freins est une bonne solution pour refroidir les freins et maintenir les performances de freinage au top.

Les disques de frein sont souvent dotés d'un refroidissement intégré en standard, sous la forme d'un motif semblable à un ventilateur entre les surfaces d'usure. Cependant, il est souvent bon de compléter avec un refroidissement / ventilation supplémentaire pour évacuer la chaleur excessive. Cela se fait en dirigeant de l'air frais depuis l'avant de la voiture vers les freins avant. Différentes solutions existent, mais au minimum, vous devriez diriger l'air de l'avant vers les freins pour que l'air dans la jante autour des freins soit renouvelé plus rapidement.

Il suffit de pointer le tuyau vers les freins, mais des solutions plus avancées existent, où le carénage de frein a une connexion pour un tuyau qui prélève de l'air frais depuis l'avant de la voiture. Quelle que soit la méthode que vous choisissez, l'apport d'air frais pour les freins est une bonne solution - c'est ce qu'on appelle le refroidissement des freins.

Vanne de répartition

Un frein à main peut être connecté de deux manières.

1. En série sur le circuit arrière du système de freinage.
2. À l'aide d'une vanne de répartition, la sécurité du système de freinage peut être maintenue.

Un frein à main hydraulique est connecté au système de freinage hydraulique et doit être raccordé via une vanne de répartition. Cela permet de séparer le frein de service et le frein à main, même s'ils sont connectés au même circuit. Cela empêche les freins de se bloquer et maintient la sécurité.

Le raccordement nécessite plus de connexions et il y a plus d'éléments à considérer, mais le résultat final est meilleur et plus sûr que si le frein à main est connecté en série sur le circuit de freinage arrière.

Tuyau de frein

Le répartiteur de frein est exactement ce que son nom indique, un dispositif (répartiteur de frein) qui répartit la force de freinage entre les freins arrière et avant. Considérez-le comme une balançoire avec un poids égal à chaque extrémité (1). Si l'axe est au centre, la balançoire est en équilibre. Mais si l'axe est déplacé légèrement dans une direction, la force entre les différents côtés change (2). C'est ainsi que vous ajustez la force de freinage entre les freins arrière et avant.

Pour que cela fonctionne, deux maître-cylindres de frein sont nécessaires, un pour le frein avant et un pour le frein arrière. Lorsque le répartiteur de frein est ajusté, l'axe au centre (comme dans l'image 1 et 2) est modifié et la force est répartie différemment entre les deux maître-cylindres de frein.

Pour clarifier davantage, on peut dire que les deux bras de la balançoire sont les maître-cylindres de frein et que l'axe au centre est la pédale de frein sur laquelle la balançoire s'équilibre.

Il n'existe qu'un seul type connu de répartiteur de frein, mais le design et le modèle peuvent varier.

Réduction de frein / Freinage

Une réduction ou un verrouillage dans le système de freinage est utilisé pour ajuster combien de force de freinage doit être distribuée ou complètement éliminée. Selon l'endroit où ces vannes sont montées, la force de freinage peut être réduite ou éliminée sur ce circuit. Si la vanne est montée sur le circuit avant, la pression peut être ajustée ou complètement éliminée sur le circuit avant sans affecter le circuit arrière. Cela s'applique également si la vanne est uniquement montée sur le circuit arrière.

Ajustement des freins

Un ajustement de frein a un bouton ou un levier qui permet d'ajuster de manière continue ou par étapes la pression exercée sur les freins. Si un répartiteur de frein n'est pas utilisé, ce type de réduction peut être utilisé sur le circuit qui ne doit pas avoir autant de force de freinage, généralement l'avant. Cette vanne peut également être utilisée si les freins arrière ont trop de force de freinage.

Verrouillage des freins

Si un verrouillage des freins est utilisé, la pression peut être complètement déconnectée. Cela se fait, par exemple, lors de courses de dragster, si les pneus arrière doivent être chauffés. Dans ce cas, la pression de freinage peut être complètement déconnectée des roues arrière afin qu'elles puissent tourner, tandis que les freins avant maintiennent une pression de freinage complète.

Ces deux types ont une entrée provenant de la pédale de frein et une sortie vers l'étrier de frein. Ils sont connectés en série avec la conduite de frein pour les freins avant ou arrière.

Tuyaux de frein / Tubes / Raccords

Les tuyaux de frein, les flexibles de frein et les raccords sont ce qui relie toutes les parties d'un système de freinage. Les tuyaux de frein sont généralement utilisés depuis le maître-cylindre jusqu'aux roues dans les zones fixes qui n'ont pas de contact avec la suspension. À partir de là, des flexibles de frein, qui sont flexibles et peuvent se mouvoir avec la suspension, sont utilisés.

Flexibles de frein

D'origine, les flexibles de frein sont en caoutchouc, même s'ils sont renforcés, ils se plient et rendent la pédale de frein molle. Le caoutchouc vieillit et peut poser des problèmes lorsque l'intérieur laisse passer la saleté ou gonfle, ce qui entrave l'écoulement et entraîne un freinage irrégulier.

Flexible en acier tressé

Souvent, les flexibles de frein en caoutchouc d'origine sont remplacés par des flexibles en plastique tressés en acier. Ce type de flexible ne se plie pas autant et a une durée de vie bien meilleure qui ne peut être comparée à aucune autre. C'est pourquoi ces flexibles sont installés à la place des flexibles d'origine sur le marché secondaire et en course.

Tuyaux de frein

Les tuyaux de frein sont disponibles en cuivre et en cuivre-nickel. Le cuivre-nickel est un peu plus dur / rigide que le cuivre et n'a pas besoin d'être maintenu aussi étroitement. Il est plus facile de les faire passer de manière soignée. En savoir plus sur la façon de cintrer les tuyaux de frein.

Raccords

Les différents raccords sont appelés écrous de frein, écrous d'air et raccords à pression. Ceux-ci permettent aux tuyaux et flexibles d'être vissés dans les différents composants de frein et de rester étanches. Pratiquement exclusivement, les filetages suivants sont utilisés :

• 3/8" -24
• 7/16" -20
• M10x1
• M12x1

Sur les voitures européennes et japonaises, M10 et M12 sont utilisés. Sur les voitures américaines, 3/8 et 7/16 sont utilisés. Lorsque l'on construit sur le marché secondaire, les filetages les plus courants sont 3/8" et 7/16", mais M10 et M12 sont parfois utilisés, alors soyez attentif à cela.

Pour que les produits soient étanches, les deux parties ont une conicité, l'une est concave et l'autre est convexe.

Purger les freins