Les freins font partie intégrante de toute voiture. Ils servent à réduire la vitesse et à immobiliser le véhicule après l'arrêt. La sécurité routière dépend de la qualité du système de freinage. Les voitures utilisent des freins à tambour et des freins à disque. En quoi diffèrent-ils ? Pourquoi l'utilisation des disques est-elle devenue si courante dans l'industrie automobile actuelle ?
Comparaison des freins à tambour et des freins à disque
Ces deux types de freins appartiennent à la catégorie des freins de roue. La plupart des constructeurs automobiles équipent les roues avant de freins à disque et les roues arrière de freins à tambour. Les freins à tambour, installés sur les camions et les bus, offrent un effet d'amplification indépendant et sont compatibles avec un entraînement pneumatique.
Auparavant, les systèmes de freins à tambour étaient installés sur toutes les roues des voitures. Leur principe de fonctionnement est le suivant : le piston repousse la plaquette sous la pression du liquide de frein. Le matériau de friction de la plaquette ralentit le tambour en rotation en entrant en contact avec sa face interne. Les freins sont appliqués et la voiture s'arrête.
Cependant, les tambours ont des limites. En s'échauffant, leur productivité diminue, particulièrement à grande vitesse. L'efficacité diminue également en raison des gaz générés lors du frottement entre la plaquette et le tambour. Les spécialistes ont tenté de prévenir l'échauffement des tambours à l'aide d'aluminium et d'ailettes de refroidissement. Cependant, ces changements n'ont pas eu de résultats significatifs.
Les mécanismes à disque sont de plus en plus utilisés dans l'industrie automobile. Leur stabilité exceptionnelle se manifeste en fonctionnement. Leur principe de fonctionnement diffère uniquement par le fait que le matériau de friction se trouve sur les disques, et non dans le tambour. Si les freins chauffent ou si de l'humidité pénètre sur la surface de friction, l'efficacité du freinage ne diminue pas significativement. De plus, ils sont plus légers, plus faciles à refroidir et réagissent plus rapidement au pédalage.
Les mécanismes de frein à disque sont ouverts, ce qui présente des avantages et des inconvénients. La saleté, l'eau et la poussière, tout ce qui gêne le fonctionnement des tambours, sont projetés par les disques lors de leur rotation. En revanche, ces éléments restent collés aux disques, ce qui contribue à leur usure. Les pièces fines se fissurent dans des conditions extrêmes. Les mécanismes des roues arrière sont davantage touchés.
Des mécanismes à disque dotés de fonctions supplémentaires sont actuellement produits. Les disques ventilés sont le plus souvent installés sur les roues avant. Ils possèdent deux surfaces de friction séparées par des entretoises, ce qui favorise la dissipation de la chaleur. Des disques perforés sont également produits. Les trous absorbent une plus grande quantité de saleté et l'empêchent de s'accumuler entre les disques, ce qui augmente la vitesse de freinage.
Amplificateurs de puissance et entraînements
Les entraînements pneumatiques sont largement utilisés dans la construction de tracteurs, d'autobus et de camions. Leur apparition est liée à l'intensification du trafic et à l'augmentation des vitesses. Le freinage est assuré par air comprimé. Des types combinés sont produits : électropneumatiques (utilisés dans les remorques) et hydropneumatiques (voitures à carrosserie longue et locomotives électriques).
Les servofreins à dépression étaient initialement utilisés dans les trains électriques. Aujourd'hui, ils équipent presque toutes les voitures modernes. Lorsque la pédale de frein est enfoncée, la force appliquée par le pied du conducteur est multipliée par trois. Le freinage est assuré par la différence de pression dans les deux chambres du servofrein.
Ainsi, deux types de freins sont utilisés aujourd'hui dans l'industrie automobile. Certains conducteurs amateurs considèrent qu'il est optimal de combiner freins à tambour et freins à disque dans une même voiture. Cependant, les disques remplacent progressivement les tambours, car ils sont plus modernes et de meilleure qualité.
