Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
F

frein (suite)

• Frein à segments flottants. On perfectionne ce montage initial en permettant aux segments de se centrer librement. Les points fixes sont remplacés par une butée fixe sur laquelle les segments s’appuient par une de leurs extrémités, alors que l’autre est appuyée contre la commande par un ressort à lames. En cours de fonctionnement, ces extrémités sont écartées, et les extrémités opposées s’appuient sur la butée, qui provoque leur expansion contre la jante du tambour. Au repos, les segments sont ramenés vers le centre par des ressorts de rappel.

• Frein autoserreur. On a intérêt à rendre autoserreurs les deux segments en supprimant le point fixe et en les montant séparément sur un axe libre, tout en les reliant entre eux par une biellette. En action, le segment primaire s’enroule en autoserrage, et la biellette, sur laquelle il se trouve en arc-boutement, transmet la poussée au segment secondaire. Celui-ci est également en arc-boutement sur la commande du frein. La poussée exercée par la biellette le met donc en état d’autoserrage.

• Frein duo-servo. Le montage autoserreur a tendance à durcir la commande. On y obvie en rendant la came flottante par suppression de son axe, que l’on remplace par un point fixe. La came est maintenue par les ressorts de rappel qui s’appuient sur elle. Sur un coup de frein, les segments s’écartent, et le segment primaire, qui possède le plus faible ressort de rappel, entre le premier au contact du tambour. Il pousse le segment secondaire par l’entremise d’un régleur. Celui-ci bute contre le point fixe et s’enroule à son tour, sans durcir la commande. Le même principe est applicable au cas de la commande hydraulique. On peut également concevoir un frein à deux mâchoires comprimées en adoptant un cylindre de roue par segment, ce qui donne un freinage plus puissant en marche avant, pour un même effort sur la pédale de commande, de même qu’un frein à deux mâchoires tendues, qui supprime le fading lorsqu’on s’en sert de façon continue.

Servo-frein

C’est un appareil utilisant une source d’énergie auxiliaire pour multiplier la valeur de l’effort que le conducteur exerce sur la pédale de commande. Les voitures particulières sont équipées de modèles hydrauliques où la circulation du liquide est assurée par une pompe. On rencontre différents dispositifs pour faire varier la pression à l’intérieur des cylindres de roue. Mercedes présente une réalisation où la pédale commande un étranglement dans les canalisations. La diminution de la section de passage, alors que le débit de la pompe est constant, provoque une augmentation progressive de la pression dans les canalisations.


Frein à disque

Le principe de fonctionnement repose sur la faculté que présente un étrier fixe, servant d’appui à des plaquettes de friction, commandées hydrauliquement, de provoquer le freinage en exerçant un effort de serrage sur un disque qui tourne avec la roue.

• Serrage d’un seul côté du disque. C’est le système dit « à réaction », où l’on ne trouve qu’un seul jeu de pistons commandant la friction. Par réaction, l’étrier assure le serrage antagoniste sur l’autre face du disque, qui doit pouvoir se déplacer parallèlement à l’axe de rotation pour compenser le mouvement axial du piston de commande.

• Serrage sur les deux côtés du disque. Chaque branche de l’étrier est munie d’un piston de commande, de sorte que, les déplacements des garnitures de friction sur les deux faces du disque étant symétriques, celui-ci n’a plus à supporter de translation axiale.

• Montages particuliers. Ce sont souvent des cas d’espèce. Ainsi le frein Messier, du même type que le frein Goodyear, comporte deux étriers, diamétralement opposés, pour atténuer, sinon supprimer, les efforts de réaction s’exerçant dans les roulements. Porsche a adopté un disque annulaire, lié à la roue par une pièce cannelée, en forme d’étoile. Ce disque est freiné par un étau, contenant les sabots garnis à friction, fixé à proximité du moyeu et orienté à 180° de l’étrier normal.

Avantages du frein à disque. Comparativement au système à tambour, le frein à disque à serrage sur les deux faces présente les avantages suivants :
— plus grande surface de refroidissement ;
— répartition uniforme des pressions sur les garnitures de friction ;
— égalité de freinage dans les deux sens de marche ;
— plus grande légèreté à égalité de freinage.

En revanche, comme les surfaces des garnitures mises en jeu sont relativement faibles, on doit les fabriquer en matière moulée extrêmement dure et, l’effort à exercer sur la pédale de commande étant très élevé, il faut recourir à l’utilisation d’un servofrein.


Commande des freins

À l’exception de la commande mécanique du frein de secours agissant sur les roues arrière, l’ensemble du système de freinage conjugué sur les quatre roues est actionné hydrauliquement.

Une commande hydraulique est composée d’un maître cylindre alimenté par un petit réservoir de liquide, dont la pression sur le piston est produite par une pédale agissant sur un levier composé, à deux bras inégaux, de quatre cylindres de roue (un par roue), dont les pistons agissent sur les segments de frein auxquels ils sont reliés, et de canalisations souples qui terminent l’ensemble.

Le maître cylindre agit à la manière d’une pompe. Lorsqu’on appuie sur la pédale de frein, son piston se déplace vers le fond. La coupelle principale est poussée et elle vient boucher le trou de dilatation prévu à la partie supérieure du cylindre. Le liquide passe au centre d’une soupape à double effet, traverse les canalisations et se dirige vers les cylindres de roue, dont les pistons commandent les freins. En relâchant la pédale, on interrompt la pression, et le piston du maître cylindre, sous la tension d’un ressort, est ramené à sa position initiale. Freiné par la résistance des canalisations, le liquide ne revient pas immédiatement. Il se produit une dépression qui empêche le retour de la coupelle principale, dont les lèvres se déforment et aspirent une petite quantité de liquide qui passe du réservoir dans la chambre de compression du maître cylindre. Ce phénomène, dit « de compensation », est utilisé pour pallier le manque de réaction des freins usés qui ne disposent pas d’une quantité de liquide suffisante pour assurer leur contact. Quelques coups de pompe, donnés en actionnant la pédale de frein, suffisent à rétablir le fonctionnement normal. Durant son retour, la colonne de liquide pénètre dans la chambre de compression du maître cylindre, en soulevant la soupape et en comprimant le ressort. Le mouvement cesse lorsque l’équilibre s’établit entre la pression qui règne dans les canalisations et la tension du ressort de rappel du piston. La soupape est close hermétiquement, et la quantité de liquide admise au temps de compensation retourne au réservoir en passant par le trou de dilatation.