Le fonctionnement des freins des véhicules
Les différents systèmes de freinage
Il existe différents moyens de faire ralentir un véhicule. Tout d’abord, le frein moteur permet de faire ralentir le véhicule en privant le moteur de carburant, pour que celui-ci agisse comme un compresseur, ce qui génère une résistance, empêchant ainsi le véhicule d’avancer. Il est également possible de faire ralentir un véhicule de façon habituelle en actionnant la pédale de frein, qui grâce à des commandes hydrauliques, freine l’avancement de celui-ci. Il existe enfin le frein à main, qui, lorsqu’il est actionné bloque les essieus des roues arrières, en empêchant ainsi le véhicule de rouler. Il est à noter que les nouveaux modèles de voitures sont généralement équipés de freins à main à commandes électriques.
Le fonctionnement des freins hydrauliques
Le fonctionnement des freins hydrauliques peut être expliqué en suivant les étapes suivantes :
- l’actionnement de la pédale de frein agit sur un amplificateur, lequel agit sur des pistons dans un cylindre qui contient le liquide de frein
- le liquide de frein sort ensuite de ce cylindre pour passer dans deux circuits qui alimente les quatre roues du véhicule
Ce système permet un freinage équilibré réparti sur les quatre roues et de permettre le freinage même en cas de défaillance d’un des deux circuits hydrauliques. Chaque roue de la voiture est équipée de récepteurs qui, lorsqu’ils reçoivent une pression hydraulique poussent des parties fixes du véhicule contre des pièces qui suivent le mouvement de la roue, entraînant donc un ralentissement du véhicule.
Dans le cas de freins à disque, des plaquettes sont serrées sur les deux faces d’un disque avec un ou plusieurs pistons hydrauliques. Dans le cas de freins à tambours, les pièces sont appuyées contre la face intérieure d’un cylindre (ou d’un tambour) à l’aide d’un piston hydraulique.
Les aides au freinage
Le système de freinage des véhicules étant une des préoccupations premières des constructeurs automobiles, des aides au freinage ont donc été développées et sont maintenant largement répandues. Le système ABS est l’une des aides au freinage les plus courantes, en évitant le blocage des roues lors d’un freinage violent, permettant ainsi au conducteur de garder le contrôle de son véhicule, même sur une surface peu adhérente.
Le système ABS est généralement associé au système de freinage d’urgence (AFU) qui permet de freiner en utilisant la puissance maximale des freins immédiatement ainsi qu’à l’ESP qui permet au conducteur de conserver la trajectoire de son véhicule, même durant un freinage violent. Par ailleurs, ce système permet un actionnement automatique dès qu’il y a une suspicion de collision.
En cas de freinage d’urgence, il est conseillé d’appuyer énergiquement et de façon continue sur la pédale de frein, et non de manière saccadée. Il faut également être attentif à l’environnement dans lequel on conduit, car ces aides au freinage ne réduisent pas la distance de freinage pour autant.
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Le frein à main et ses fonctions
Comment fonctionne un frein à main ?
Le frein à main fonctionne sur le même principe que les freins hydrauliques classiques utilisés pour stopper l’avancement d’un véhicule, il s’agit d’un système à disque ou à tambours qui a pour but de stopper le mouvement des roues, généralement il s’agit des roues arrière. L’utilisation du frein à main est beaucoup moins fréquente que celle des freins classiques, car celui-ci fonctionne à l’aide d’un simple câble qui permet de mettre en marche le dispositif de freinage. Dans le cas de freins hydrauliques à disque ou à tambours, ce sont les plaquettes de frein qui appuient sur les disques, empêchant ainsi la rotation, ou les mâchoires de frein qui appuient sur les tambours, suivant le même principe.
Le frein à main peut être activé à l’aide d’une poignée comportant un bouton pression, située entre le siège du conducteur et le siège du passager.
Dans quels cas doit-on utiliser le frein à main ?
Dans la grande majorité des cas, le frein à main est utilisé lors du stationnement du véhicule, afin de garantir son arrêt total et son absence de mouvements une fois le moteur arrêté. Cependant, il peut aussi servir de frein de secours lorsque le besoin s’en fait sentir, en cas de défaillance des freins principaux par exemple. Même s’il est de moindre efficacité, il permet de ralentir un véhicule, voire de le stopper.
Lors du stationnement, l’utilisation du frein à main est dans la plupart des cas suffisante, mais dans les cas de stationnement en pente, il est parfois nécessaire de poser une cale ou encore de passer la première vitesse (le conducteur devra alors s’en souvenir, sous peine de caler lors du démarrage).
L’évolution du frein à main et les nouveaux modèles
Sur les modèles récents de véhicules, de nouveaux systèmes de freins à main font leur apparition, ce sont notamment les suivants :
- des freins de stationnement qui s’actionnent à l’aide d’une pédale de frein spécifique sur le plancher
- des commandes de freins de stationnement accessibles directement depuis le tableau de bord
- des freins de stationnement à commandes électriques
De plus, sur les véhicules équipés d’une boîte de vitesses automatique, la position “P” (parking) a la même action que le frein à main, car elle bloque le train d’engrenage, il n’est ainsi pas nécessaire d’utiliser le frein à main manuel, sauf dans les cas de fortes pentes.
Le frein à main s’avère également utile dans les démarrages en côte, car il n’est pas possible d’utiliser l’accélérateur et la pédale de frein en même temps, le frein à main permet donc au véhicule de ne pas reculer en attendant que le point de patinage soit atteint.
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Les fonctions du frein moteur
Le fonctionnement du frein moteur
Le frein moteur n’est pas un équipement, contrairement aux freins hydrauliques et au frein à main, mais un phénomène mécanique qui se met en place automatiquement par le moteur. Le frein moteur est une décélération automatique et naturelle créée par le moteur, qui donne la sensation de freiner alors qu’en réalité aucun frein n’est actionné. Ce frein moteur s’enclenche lorsque le conducteur lâche la pédale d’accélération après avoir passé une vitesse. Ensuite, une simple pression sur l’accélérateur ou l’embrayage permet d’annuler ce freinage.
Lorsqu’on accélère, c’est le moteur qui engendre une motricité des roues et qui permet au véhicule d’avancer plus ou moins vite, mais pour que les pistons puissent continuer leur action de montée et descente dans les cylindres, il faut que le moteur puisse utiliser de la puissance, cette puissance n’étant pas disponible lorsqu’on relâche la pédale d’accélération, le système de frein moteur se met en place.
Il est à noter que ce phénomène de frein moteur ne consomme pas d’essence et concerne essentiellement les véhicules équipés de boîtes de vitesses manuelles.
Quand doit-on utiliser le frein moteur ?
Les conducteurs utilisent le frein moteur sans même le savoir en relâchant la pression sur la pédale d’accélération. Il est toutefois important de garder à l’esprit que plus la vitesse enclenchée est élevée, moins le système de frein moteur est efficace et appréciable. Il s’agit néanmoins d’une aide non négligeable, car en plus de ne pas consommer de carburant, elle permet de limiter la sollicitation du système de freins principal et donc l’usure des disques et des plaquettes de frein.
Pour quelles raisons doit-on utiliser le frein moteur ?
Le système de frein moteur est une aide appréciable dans les descentes importantes (par exemple les routes de montagne où quand l’on tracte une charge importante) ou dans les démarrages en côte, car il permet de limiter la prise de vitesse du véhicule sans pour autant utiliser les freins principaux. Il permet ainsi de faciliter la conduite au quotidien, sans même y penser.