Dans les véhicules équipés d'un système de freinage hydraulique, les cylindres de frein principal et de roue jouent un rôle clé.Découvrez ce qu'est un cylindre de frein, quels types de cylindres existent, comment ils sont disposés et fonctionnent, ainsi que la sélection, l'entretien et la réparation corrects de ces pièces dans l'article.
Cylindre de frein - fonctions, types, caractéristiques
Le cylindre de frein est le nom général désignant la commande et les actionneurs des systèmes de freinage des véhicules à entraînement hydraulique.Il existe deux appareils qui diffèrent par leur conception et leur objectif :
• Maître-cylindre de frein (GTZ);
• Cylindres de frein de roue (de travail).
GTZ est l'élément de commande de l'ensemble du système de freinage, les cylindres de roue sont des actionneurs qui actionnent directement les freins de roue.
GTZ résout plusieurs problèmes :
• Conversion de la force mécanique de la pédale de frein en pression du fluide de travail, suffisante pour entraîner les actionneurs ;
• Assurer un niveau constant de fluide de travail dans le système ;
• Maintenir les performances des freins en cas de perte d'étanchéité, de fuites et dans d'autres situations ;
• Faciliter la conduite (avec servofrein).
Les cylindres récepteurs ont une fonction clé : l'entraînement des freins de roue lors du freinage du véhicule.De plus, ces composants assurent un retour partiel du GTZ à sa position d'origine lorsque le véhicule est libéré.
Le nombre et l'emplacement des cylindres dépendent du type de voiture et du nombre d'essieux.Le maître-cylindre de frein est unique, mais à plusieurs sections.Le nombre de cylindres de travail peut être égal au nombre de roues, deux ou trois fois plus (lors de l'installation de deux ou trois cylindres sur la roue).
Le raccordement des freins de roue au GTZ dépend du type de conduite du véhicule.
Dans les véhicules à propulsion :
• Premier circuit - roues avant ;
• Le deuxième circuit concerne les roues arrière.
Schéma typique du système de freinage d'une voiture
Une connexion combinée est possible : s'il y a deux cylindres de travail sur chaque roue avant, l'un d'eux est connecté au premier circuit, le second au second, il fonctionne avec les freins arrière.
Dans les véhicules à traction avant :
• Premier circuit - roues avant droite et arrière gauche ;
• Deuxième circuit - roues avant gauche et arrière droite.
D'autres configurations de freinage peuvent être utilisées, mais les schémas ci-dessus sont les plus courants.
La conception et le principe de fonctionnement du maître-cylindre de frein
Les maîtres-cylindres de frein sont répartis en deux groupes selon le nombre de circuits (sections) :
• Circuit unique ;
• Double circuit.
Les cylindres à circuit unique ne sont pratiquement plus utilisés aujourd'hui, on les retrouve sur certaines voitures anciennes.La grande majorité des voitures modernes sont équipées de GTZ à double circuit - en fait, il s'agit de deux cylindres dans un seul corps qui fonctionnent sur des circuits de freinage autonomes.Le système de freinage à double circuit est plus efficace, fiable et plus sûr.
Aussi, les maîtres-cylindres sont répartis en deux groupes selon la présence d'un servofrein :
• Sans amplificateur ;
• Avec servofrein à dépression.
Les voitures modernes sont équipées d'un GTZ avec un servofrein à dépression intégré, ce qui facilite le contrôle et augmente l'efficacité de l'ensemble du système.
La conception du servofrein principal est simple.Il est basé sur un corps cylindrique moulé dans lequel se trouvent deux pistons installés l'un après l'autre - ils forment des sections de travail.Le piston avant est relié par la tige au servofrein ou directement à la pédale de frein, le piston arrière n'a pas de liaison rigide avec l'avant, entre eux se trouvent une tige courte et un ressort.Dans la partie supérieure du cylindre, au-dessus de chaque section, se trouvent des canaux de dérivation et de compensation, et un ou deux tuyaux sortent de chaque section pour se connecter aux circuits de travail.Un réservoir de liquide de frein est installé sur le cylindre, il est relié aux tronçons par des canaux de dérivation et de compensation.
GTZ fonctionne comme suit.Lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, le piston avant se déplace, il bloque le canal de compensation, ce qui rend le circuit étanche et la pression du fluide de travail y augmente.L'augmentation de la pression provoque le déplacement du piston arrière, elle ferme également le canal de compensation et comprime le fluide de travail.Lorsque les pistons sont en mouvement, les canaux de dérivation dans le cylindre restent toujours ouverts, de sorte que le fluide de travail remplit librement les cavités formées derrière les pistons.En conséquence, la pression dans les deux circuits du système de freinage augmente, sous l'influence de cette pression, les cylindres de frein de roue se déclenchent, poussant les plaquettes - le véhicule ralentit.
Lorsque le pied de pédale est retiré, les pistons ont tendance à revenir à leur position d'origine (ceci est assuré par les ressorts), et les ressorts de rappel des patins qui compriment les cylindres de travail y contribuent également.Cependant, le fluide de travail entrant dans les cavités derrière les pistons du GTZ via les canaux de dérivation ne permet pas aux pistons de revenir instantanément à leur position d'origine - grâce à cela, le desserrage des freins est fluide et le système fonctionne de manière plus fiable.Lors du retour à la position de départ, les pistons ouvrent le canal de compensation, ce qui permet de comparer la pression dans les circuits de travail avec la pression atmosphérique.Lorsque la pédale de frein est relâchée, le fluide de travail du réservoir pénètre librement dans les circuits, ce qui compense la diminution de la quantité de liquide due à des fuites ou pour d'autres raisons.
La conception du maître-cylindre de frein assure le bon fonctionnement du système en cas de fuite de fluide de travail dans l'un des circuits.Si une fuite se produit dans le circuit primaire, le piston du circuit secondaire est entraîné directement à partir du piston du circuit primaire - une tige spéciale est prévue à cet effet.Si une fuite se produit dans le deuxième circuit, alors lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, ce piston repose sur l'extrémité du cylindre et assure une augmentation de la pression du fluide dans le circuit primaire.Dans les deux cas, la course de la pédale augmente et l'efficacité du freinage diminue légèrement, le dysfonctionnement doit donc être éliminé au plus vite.
Le servofrein à dépression a également une conception simple.Il est basé sur un corps cylindrique étanche, divisé par une membrane en deux chambres - l'aspiration arrière et l'atmosphère avant.La chambre à vide est reliée au collecteur d'admission du moteur, ce qui permet de créer une pression réduite.La chambre atmosphérique est reliée par un canal au vide, et elle est également reliée à l'atmosphère.Les chambres sont séparées par un clapet monté sur le diaphragme, une tige traverse tout l'amplificateur, qui est reliée à la pédale de frein d'une part, et repose sur le maître-cylindre de frein d'autre part.
Le principe de fonctionnement de l'amplificateur est le suivant.Lorsque la pédale n'est pas enfoncée, les deux chambres communiquent par la valve, une basse pression y est observée, l'ensemble est inutilisable.Lorsqu'une force est appliquée sur la pédale, la valve déconnecte les chambres et relie en même temps la chambre avant à l'atmosphère - en conséquence, la pression y augmente.En raison de la différence de pression dans les chambres, le diaphragme a tendance à se déplacer vers la chambre à vide, ce qui crée une force supplémentaire sur la tige.De cette façon, le booster à dépression facilite le contrôle des freins en réduisant la résistance de la pédale lorsque vous l'enfoncez.
Conception et principe de fonctionnement des cylindres de frein de roue
Les cylindres récepteurs de frein sont divisés en deux types :
• Pour freins à tambour ;
• Pour freins de roue à disque.
Les cylindres récepteurs des freins à tambour sont des pièces indépendantes qui s'installent entre les plaquettes et assurent leur extension lors du freinage.Les cylindres de travail des freins à disque sont intégrés aux étriers de frein, ils assurent la pression des plaquettes sur le disque lors du freinage.Structurellement, ces pièces présentent des différences significatives.
Le cylindre de frein de roue des freins à tambour dans le cas le plus simple est un tube (corps moulé) avec des pistons insérés aux extrémités, entre lesquels se trouve une cavité pour le fluide de travail.À l'extérieur, les pistons ont des surfaces de poussée pour la connexion avec les plaquettes, pour se protéger contre la contamination, les pistons sont fermés par des capuchons élastiques.À l'extérieur se trouve également un raccord pour la connexion au système de freinage.
Le cylindre de frein des freins à disque est une cavité cylindrique dans l'étrier dans laquelle un piston est inséré à travers le joint torique.Au verso du piston se trouve un canal avec un raccord pour la connexion au circuit du système de freinage.L'étrier peut avoir de un à trois cylindres de diamètres différents.
Les cylindres de frein de roue fonctionnent simplement.Lors du freinage, la pression dans le circuit augmente, le fluide de travail pénètre dans la cavité du cylindre et pousse le piston.Les pistons du cylindre de frein à tambour sont poussés dans des directions opposées, chacun d'eux entraîne sa propre plaquette.Les pistons de l'étrier sortent de leurs cavités et pressent (directement ou indirectement, grâce à un mécanisme spécial) la plaquette contre le tambour.Lorsque le freinage s'arrête, la pression dans le circuit diminue et à un moment donné la force des ressorts de rappel devient suffisante pour ramener les pistons dans leur position d'origine - le véhicule est relâché.
Sélection, remplacement et entretien des cylindres de frein
Lors du choix des pièces en question, il est nécessaire de respecter strictement les recommandations du constructeur automobile.Lors de l'installation de cylindres d'un modèle ou d'un type différent, les freins peuvent se détériorer, ce qui est inacceptable.
Pendant le fonctionnement, les cylindres maître et esclave ne nécessitent aucun entretien particulier et fonctionnent sans problème pendant de nombreuses années.Si le fonctionnement des freins ou de l'ensemble du système se détériore, il est nécessaire de diagnostiquer les cylindres et, en cas de dysfonctionnement, de simplement les remplacer.De plus, vous devez périodiquement vérifier le niveau de liquide de frein dans le réservoir et, si nécessaire, le remplir.
Heure de publication : 21 août 2023