Types de systèmes de freinage: principe de fonctionnement des freins à tambour et à disque

Le système de freinage est conçu pour contrôler la vitesse de la voiture, l'arrêter et la maintenir en place pendant une longue période en utilisant la force de freinage entre la roue et la route. La force de freinage peut être générée par un frein de roue, un moteur de véhicule (appelé frein moteur), un ralentisseur hydraulique ou électrique dans la transmission.

Pour mettre en œuvre ces fonctions, les types de systèmes de freinage suivants sont installés sur la voiture :

• Système de freinage fonctionnel. Fournit une décélération et un arrêt du véhicule contrôlés.
• Système de freinage de rechange. Utilisé en cas de panne et de dysfonctionnement du système de travail. Il remplit des fonctions similaires au système de travail. Un système de freinage de secours peut être mis en œuvre en tant que système autonome spécial ou dans le cadre d'un système de freinage de travail (l'un des circuits d'entraînement des freins).
• Système de frein de stationnement. Conçu pour maintenir la voiture en place pendant longtemps.

Le système de freinage est le moyen le plus important pour assurer la sécurité active de la voiture. Sur les voitures et un certain nombre de camions, divers dispositifs et systèmes sont utilisés pour augmenter l'efficacité du système de freinage et la stabilité du freinage.

Comment fonctionne le système de freinage

Lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, la charge est transférée à l'amplificateur, ce qui crée une force supplémentaire sur le cylindre de frein principal. Le piston du maître-cylindre de frein pompe le liquide à travers les tuyaux jusqu'aux cylindres de roue. Cela augmente la pression du fluide dans l'actionneur de frein. Les pistons des cylindres de roue déplacent les plaquettes de frein vers les disques (tambours).

Une pression supplémentaire sur la pédale augmente la pression du fluide et les freins sont activés, ce qui ralentit la rotation des roues et l'apparition d'efforts de freinage au point de contact des pneus avec la route. Plus la force appliquée sur la pédale de frein est importante, plus les roues sont freinées rapidement et efficacement. La pression du fluide lors du freinage peut atteindre 10-15 MPa.

En fin de freinage (relâchement de la pédale de frein), la pédale sous l'effet d'un ressort de rappel revient dans sa position d'origine. Le piston du cylindre de frein principal se déplace vers sa position d'origine. Des éléments à ressort éloignent les plaquettes des disques (tambours). Le liquide de frein des cylindres de roue est forcé à travers des canalisations dans le maître-cylindre de frein. La pression dans le système chute.

Types de systèmes de freinage

Le système de freinage combine le mécanisme de freinage et l'entraînement du frein. Le mécanisme de freinage est conçu pour créer le couple de freinage nécessaire pour ralentir et arrêter la voiture. Des mécanismes de freinage à friction sont installés sur les voitures, dont le fonctionnement est basé sur l'utilisation des forces de friction. Les mécanismes de freinage du système de travail sont installés directement dans la roue. Le frein de stationnement peut être situé derrière la boîte de vitesses ou la boîte de transfert.

Selon la conception de la pièce de friction, il existe tambour et disque mécanismes de freinage.

Le mécanisme de freinage se compose d'une partie rotative et d'une partie fixe. En tant que pièce tournante mécanisme de tambour un tambour de frein est utilisé, une partie fixe - plaquettes ou bandes de frein.

partie tournante mécanisme de disque représenté par un disque de frein, fixé - par des plaquettes de frein. Sur les essieux avant et arrière des voitures particulières modernes, en règle générale, des freins à disque sont installés.

Comment fonctionnent les freins à tambour

Les principales pièces internes des freins à tambour sont :

1. Tambour de frein. Un élément en alliages de fonte à haute résistance. Il est monté sur un moyeu ou un arbre de support et sert non seulement de pièce de contact principale qui interagit directement avec les patins, mais également de logement dans lequel toutes les autres pièces sont montées. La partie intérieure du tambour de frein est meulée pour une efficacité de freinage maximale.
2. Coussinets. Contrairement aux plaquettes de frein à disque, les plaquettes de frein à tambour ont une forme semi-circulaire. Leur partie extérieure est recouverte d'un revêtement spécial en amiante. Si des plaquettes de frein sont installées sur une paire de roues arrière, l'une d'elles est également connectée au levier de frein de stationnement.
3. Ressorts de tension. Ces éléments sont fixés aux parties supérieure et inférieure des plaquettes, les empêchant de se déplacer dans des directions différentes au ralenti.
4. Cylindres de frein. Il s'agit d'un corps spécial en fonte, des deux côtés duquel sont montés des pistons de travail. Ils sont activés par la pression hydraulique qui se produit lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein. Les pièces supplémentaires des pistons sont des joints en caoutchouc et une valve pour éliminer l'air emprisonné dans le circuit.
5. Disque de protection. La pièce est un élément monté sur moyeu auquel sont fixés des cylindres de frein et des plaquettes. Leur fixation est réalisée à l'aide de pinces spéciales.
6. Mécanisme d'auto-avance. La base du mécanisme est une cale spéciale, qui s'approfondit à mesure que les plaquettes de frein s'usent. Son but est d'assurer une pression constante des plaquettes sur la surface du tambour, quelle que soit l'usure de leurs surfaces de travail.

**Les composants que nous énumérons sont généralement acceptés. Ils sont utilisés par la plupart des grands fabricants. Il existe un certain nombre de pièces qui sont installées en privé par certaines entreprises. Tels sont par exemple le mécanisme pour amener les patins, toutes sortes d'entretoises, etc.

Comment ça marche?: le conducteur, si nécessaire, appuie sur la pédale, créant une pression accrue dans le circuit de freinage. L'hydraulique appuie sur les pistons du maître-cylindre, qui actionnent les plaquettes de frein. Ils "divergent" sur les côtés, étirent les ressorts d'accouplement et atteignent les points d'interaction avec la surface de travail du tambour. En raison du frottement qui se produit dans ce cas, la vitesse de rotation des roues diminue et la voiture ralentit. L'algorithme général pour le fonctionnement des freins à tambour ressemble exactement à ceci. Il n'y a pas de différences significatives entre les systèmes à un piston et à deux.

Avantages et inconvénients des freins à tambour

parmi avantages Le système de tambour se distingue par la simplicité de conception, une grande surface de contact entre les plaquettes et le tambour, un faible coût, une génération de chaleur relativement faible et la possibilité d'utiliser un liquide de frein peu coûteux avec un point d'ébullition bas. De plus, parmi les aspects positifs, il y a une conception fermée qui protège le mécanisme de l'eau et de la saleté.

Inconvénients des freins à tambour :

• réponse lente;
• instabilité des performances ;
• mauvaise ventilation;
• le système fonctionne à la rupture, ce qui limite l'effort de pression admissible des patins sur les parois du tambour ;
• avec des freinages fréquents et des charges élevées, une déformation du tambour due à un fort échauffement est possible.

Dans les voitures modernes, les freins à tambour sont de moins en moins utilisés. Fondamentalement, ils sont placés sur les roues arrière des modèles économiques. Dans ce cas, ils sont également utilisés pour mettre en œuvre des freins de stationnement.

Dans le même temps, en augmentant la taille du tambour, il est possible d'obtenir une augmentation de la puissance du système de freinage. Cela a conduit à l'utilisation généralisée des freins à tambour dans les camions et les bus.

Comment fonctionnent les freins à disque

Le mécanisme de frein à disque se compose d'un disque de frein rotatif, de deux plaquettes fixes montées à l'intérieur de l'étrier des deux côtés.

Dans ce système, les plaquettes montées sur l'étrier sont pressées des deux côtés sur les plans du disque de frein, qui est boulonné au moyeu de roue et tourne avec lui. Les plaquettes de frein en métal ont des garnitures de friction.

L'étrier est un corps en fonte ou en aluminium en forme de support. A l'intérieur se trouve un cylindre de frein avec un piston qui presse les plaquettes contre le disque lors du freinage.

Le support (étrier) peut être flottant ou fixe. Le support flottant peut se déplacer le long des guides. Elle a un piston. L'étrier de conception fixe a deux pistons, un de chaque côté du disque. Un tel mécanisme est capable de presser plus fortement les plaquettes contre le disque de frein et est principalement utilisé dans les modèles puissants.

Les disques de frein sont en fonte, en acier, en carbone et en céramique. Les disques en fonte sont peu coûteux, ont de bonnes qualités de frottement et une résistance à l'usure assez élevée. Par conséquent, ils sont le plus souvent utilisés.

L'acier inoxydable tolère mieux les changements de température, mais ses propriétés de frottement sont moins bonnes.

Les disques en carbone légers ont un coefficient de frottement élevé et une excellente résistance à la chaleur. Mais ils nécessitent un préchauffage et leur coût est trop élevé. Le domaine d'application des disques de frein en carbone est celui des voitures de sport.

La céramique est inférieure à la fibre de carbone en termes de coefficient de frottement, mais elle fonctionne bien à des températures élevées, a une résistance et une résistance à l'usure significatives à faible poids. Le principal inconvénient de ces disques est leur coût élevé.

Avantages et inconvénients des freins à disque

Les avantages des freins à disque :

• moins de poids par rapport au système à tambour ;
• facilité de diagnostic et d'entretien;
• meilleur refroidissement grâce à la conception ouverte ;
• fonctionnement stable dans une large plage de température.

Inconvénients des freins à disque :

• dissipation thermique importante;
• le besoin d'amplificateurs supplémentaires en raison de la zone de contact limitée entre les pads et le disque;
• usure relativement rapide des plaquettes ;
• le coût est supérieur à celui du système à tambour.