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Fonctionnement du freinage (à disque) d'une voiture
Après la lecture de cet article, vous saurez tout ou presque sur le système de freinage d'une auto, bonne lecture ! N'hésitez pas à le compléter en participant en bas de page. Nous allons voir dans un premier temps le système disque/étrier qui freine la roue et par la suite le circuit complet.
Freins à disques
Les freins à disques ont largement gagné en efficience comparés aux bons vieux tambours de nos grands-parents (dont vous retrouverez le fonctionnement en bas de page).
.jpg)
Le principe consiste à appuyer fort (c'est l'étrier (2)) des plaquettes (1) contre le disque (3) (qui tourne à la vitesse des roues) pour ralentir l'auto, on dit alors que l'énergie cinétique (énergie liée à un mouvement) est transformée en énergie calorique (en chaleur, car les plaquettes et disques chauffent très fort quand ils frottent intensément l'un contre l'autre). Notez qu'ici le disque est transparent pour mieux voir les plaquettes.
Etrier FIXE ou FLOTTANT
Etrier FIXE
Ce système est utilisé sur les véhicules premium car plus cher à mettre en oeuvre (mais aussi plus efficace donc. Cela dépendra aussi du nombre de pistons que contient l'étrier). C'est le liquide de frein (sous pression dans le circuit) qui va actionner/pousser des pistons (2) dans l'étrier (1). En appuyant sur la pédale on augmente la pression du circuit, repoussant les pistons de l'étrier sur lesquels les plaquettes (3) sont posées. Les plaquettes vont alors buter contre le disque (4) qui tourne provoquant ainsi leur arrêt. Ici l'étrier ne bouge pas, seules les pistons et les plaquettes font un mouvement vers l'avant.
Voici l'apparence d'un disque perforé et ventilé (permet de refroidir plus vite)
D'ici on voit bien l'une des plaquettes en forme de "croissant"
Vue du dessus, on voit cette fois-ci les deux plaquettes avec le disque au milieu, prêt à être pris en étau pour freiner
Vue de profil, on voit très bien que c'est un disque ventilé (voir plus bas pour explication)
Etrier FLOTTANT
Ici il s'agit d'un étrier flottant, il peut bouger car il est fixé sur des axes appelés coulisseaux (5) (ou encore colonnettes). Grâce à cela, il n'y a besoin ici que d'un seul piston (2), ce qui réduit donc le coût mais aussi l'efficacité (présent sur les véhicules plus économiques, donc la majorité). Ici, l'action de freiner va à la fois pousser l'une des plaquettes (3) contre le disque (4) (grâce au piston (2) donc) mais aussi faire coulisser tout l'étrier (1) dans le sens opposé afin que la plaquette en face vienne aussi toucher le disque. Ici les disques et colonnettes sont immobiles même quand vous freinez, cela vous permettra peut-être de mieux comprendre le schéma ci-dessus. Pour résumer, le fonctionnement du frein à disque utilisant un étrier flottant est d'utiliser la force d'un seul piston pour plaquer deux plaquettes contre le disque (la première est plaquée directement par le piston, et la deuxième se plaque grâce au mouvement de l'étrier entier). Quand une colonnette est grippée ou mal lubrifiée, il se peut alors que les plaquettes ne reviennent pas bien vers l'arrière quand on lâche le frein (semblable à un grippage des pistons sur un étrier fixe). De plus, si une seule colonnette sur deux est grippée, l'usure des plaquettes ne se fera pas de manière droite. Des plaquettes usées de manière anormale (face en "pente") est donc un indice éventuel que vos coulisseaux sont HS.
Et voici les plaquettes. Il est recommandé d'appliquer de l'huile cuivrée sur leur dos pour éviter les bruits au freinage.
Circuit de freinage complet
La pompe à vide/admission (1) fait une dépression dans le servo frein/mastervac (3), d'où une pédale très dure quand le moteur est arrêté. Le vide est donc fait soit par cette pompe à vide (diesel) ou en exploitant directement la dépression existante dans la tubulure d'admission quand il s'agit d'un moteur essence (autant faire des économies !). Le mastervac, aidé d'un système de dépression, constitue une assistance au freinage puisqu'il n'y a plus besoin d'appuyer comme un forcené pour freiner efficacement.
Le liquide de frein est donc envoyé sous pression par les maitre cylindre (2) (là où il y a le bocal pour vérifier le niveau de liquide de frein) dans tout le circuit afin de pousser les plaquettes via les étriers vers les disques (4). Les canalisations (matérialisées par les lignes rouges nuancées, afin de distinguer les deux circuits isolés : pour la sécurité) du circuit sont en métal afin de résister aux fortes pressions hydrauliques internes.
Il y a aussi un correcteur de freinage (5) situé à l'arrière dont le rôle est d'équilibrer la force entre les freins de devant et de derrière. Il est de plus en plus remplacé par un système hydro-électrique couplé au boitier ABS (appelé EBD en anglais et REF en français), le dosage est donc réalisé dès le début du circuit.
A lire aussi :
Circuit parallèle VS circuit croisé en X
Le circuit en X consiste à relier les roues en diagonal (avant-gauche avec arrière-droit et avant-droit avec arrière-gauche) et non pas en parallèle (roues avant reliées entre elles et idem pour l'arrière). Le but de cette architecture est de pouvoir garder un peu de freinage aux roues arrière et avant en cas de fuite sur une des canalisations. Si l'une d'entre elles fuit, on perdra le freinage d'une roue avant et une roue arrière, ce qui permet d'avoir encore un peu de freinage à l'avant et à l'arrière.
Voici un maitre cylindre
Voici le mastervac qui est ici surplombé par le réservoir de liquide de frein. Le maitre cylindre est aussi visible sous le vase d'expansion.
Avec ABS ?
Avec l'ABS, le circuit ressemble à cela :
Il n'y a plus besoin de compensateur / limiteur de freinage pour l'essieu arrière, le boitier ABS se débrouille seul pour faire cette tâche.
Système doublé
Il y a système doublé et système doublé ... Dans certains cas, cela consistera à véritablement doubler le circuit pour obtenir plus de force de freinage au niveau des pistons d'étrier : voitures haut de gamme lourdes (Classe S etc..), d'où leur freinage exceptionnel !
Dans d'autres cas, cela indiquera que le système est divisé en deux circuits distincts (indiqué sur les schémas du haut par deux nuances de rouge) : cela permet d'avoir encore un peu de freinage en cas de fuite quelque part.
Enfin, cela peut aussi qualifier le frein à main qui est un système de freinage indépendant.
Liquide utilisé pour l'embrayage ?
Le liquide de frein est souvent partagé avec un autre circuit, celui de la commande d'embrayage. En effet, si le système utilisait auparavant (dans la grande majorité des cas) un simple câble, il y a désormais un système hydraulique en lieu et place : plus d'infos ici.
Différence entre disque plein et disque ventilé
Voici un disque plein "classique" destiné avant tout aux voitures au budget serré ou alors pour les freins arrière des auto plus hautes en gamme. Généralement il y a du ventilé à l'avant (freins avant plus sollicité que l'arrière, servant principalement à la stabilité) et du plein à l'arrière.
.jpg)
Les disques ventilés permettent qu'il y ait de l'air qui s'engouffre au coeur de ce dernier pour améliorer le refroidissement. Il s'agit donc en quelque sorte de deux disques plaqués l'un contre l'autre avec un espace entre les deux.
Quand on dit qu'ils sont perforés c'est qu'ils il y la présence de petits trous circulaires sur la surface du disque, très commun sur les motos.
Différence entre Mastervac/servofrein et AFU (aide au freinage d'urgence)
L'AFU et le mastervac constituent tous deux des aides au freinage, cependant ils n'ont absolument rien à voir dans leur fonctionnement et n'ont pas le même rôle. En effet, le mastervac (ou servo frein), est un procédé mécanique qui engendre une plus grande force de freinage avec une même pression sur la pédale. En gros c'est une optimisation de la conception du circuit de freinage pour qu'il fonctionne mieux, mais cela est totalement mécanique et ne varie pas d'un freinage à l'autre.
L'AFU est un système bien différent puisque son rôle est de corriger l'humain. En effet, des études ont mis en avant que la majorité des conducteurs (70% selon un document Renault) n'osaient pas appuyer à fond sur la pédale de frein de peur qu'ils bloquent leurs roues (en gros c'est "l'ABS naturel qu'on a dans le cerveau"). Donc les ingénieurs ont mis au point un système qui détecterait les situations d'urgence afin qu'il appuie très fort à votre place (puisque vous avez peur de bloquer les roues, et bien pas lui !). Il observe continuellement la manière dont vous pressez la pédale, si un comportement suspect est détecté (vitesse rapide de la pression par exemple) il active l'aide.
Voici le Mastervac / Servofrein
Pompe à vide en rade ?
Il est très simple de savoir si une pompe à vide est en panne (quand le vide n'est pas obtenu par la tubulure d'admission comme sur les essences), il suffit de voir si elle aspire de l'air. Dans ce cas, il suffit de débrancher la durite entre le mastervac et la pompe à vide, si de l'air est aspiré vers le pompe c'est qu'elle marche.
ABS : ça freine mieux ?
Oui et non ... En fait l'ABS ne permet pas de freiner plus court mais de freiner mieux. Je ne cherche pas à vous égarer mais c'est bel et bien le cas. En fait, pour être plus clair, l'ABS corrige les erreurs de l'homme mais ne permet pas de freiner plus court. Le problème est que lorsque l'on freine trop fort, les roues se bloquent ce qui rallonge énormément les distances de freinage (on glisse comme un skieur au lieu de freiner efficacement, et en plus on perd le contrôle de la direction ...). L'ABS est juste constitué d'un petit "robot" qui contrôle des dizaines de fois par seconde ce qu'il se passe au niveau de vos roues, selon la vitesse du véhicule. Dès qu'il détecte un blocage des roues il prend le contrôle des freins en relâchant la pression. Effectué des dizaines de fois par seconde, cela permet des ajustements réalisés à une vitesse éclaire !
Pour résumer, il permettra de freiner plus court car il rend le freinage parfai alors qu'un humain freinera avec imperfection. En revanche, si un humain réussi à doser parfaitement le frein, l'ABS n'a plus d'utilité. Tout ça pour dire qu'il ne fera pas freiner plus fort votre auto, il améliorera juste la manière.
Attention cependant, car un ABS est programmé par des ingénieurs informaticiens. Si cette programmation est de qualité moyenne, l'efficacité de l'ABS sera réduite. Tout ça pour dire que les ABS ne se valent pas tous et que leur fonctionnement évolue.
Tous les commentaires et réactions
Par BEA (Date : 2017-09-19 09:00:09)
Bonjour. Après changement de mes pneus j'ai un problème lors du freinage à grande vitesse. La voiture A3 tire du coté gauche. Les disques et les plaquettes ont été controlées. Déjà à la base quand je suis sortie de chez NORAUTO la voiture tremblait. J'ai fait demi - tour et on m'a dit que les plombs n'avaient pas tenus. Ils les ont recollés mais depuis j'ai le problème de frein mais pas à petite vitesse. Est - ce en rapport avec ce changement des pneus. Merci de votre aide. Bonne journée.
- Par Wanu1966
TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2017-09-19 14:00:04) : Piston d'étrier grippé est toujours possible, si vous avez un piston qui presse différemment, la voiture pourra tiré à droite ou à gauche lors du freinage, ce n'est pas spécialement les pneumatiques ! - Par BEA (2017-09-19 16:20:02) : Bonjour et merci de votre réponse. Je vais faire controler les pistons car étant une femme on me raconte differentes versions et AUDI à part de laisser la voiture et de passer la valise 200 ¤ pour le diagnostic cela fait cher. Surtout que je viens de faire changer les disques et les pneus. Bonne fin de journée.
Derniers commentaires postés (ordre décroissant):
| Par SOLO MAN (Date : 2017-09-13 23:18:21) |
Je suis ravi de visiter ce site qui, pour moi semble une bibliothèque enrichie d'information plus importante dans le domaine automobile.
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ADMINISTRATEUR DU SITE (2017-09-14 07:13:39) : Ca me fait chaud au coeur, un grand merci à vous pour ce mot gentil.
| Par nam (Date : 2017-08-08 19:25:02) |
Bonjour,
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| Par Tim (Date : 2017-07-07 03:46:14) |
Bonjour à tous, tout d'abord merci pour ce forum car defois face à la mécanique on ne fait pas le poids.
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| Par systéme 76 (Date : 2017-06-29 07:44:47) |
Bonjour,
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| Par Tag (Date : 2017-05-14 20:48:11) |
Bjr voilà j'ai une skoda fabia problème de frein, la pédale s'enfonce comme sa touche le sol ça fait bruit bizarre j'ai l'impression ça frotte carrément, je roule mais au bout de quelque mètres tout rendre dans l'ordre comme rien était ,freinage impeccable rien à dire mais début c'est affolant quoi faut il faire je crois défaut du maître cylindre frein merci pour la réponse.
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Par yoyox  TOP CONTRIBUTEUR (Date : 2016-12-11 10:23:16) |
Peut être qu'un ingénieur pourra répondre à ma question ou quelqu'un qui connait
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| Par boudi30 (Date : 2016-11-25 11:11:35) |
Bonjour. J'ai un captur essence 90 Cv de 2015.
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| Par (Date : 2016-11-10 18:01:38) |
Merci pour les informations elles sont vraiment tres importantes |
| Par khodja (Date : 2016-10-26 12:40:34) |
J'ai un kia picanto 2009
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| Par Tango (Date : 2016-09-20 17:50:12) |
L'hiver passé, je m'étais stationné sur une route verglacée,quand j'ai demarré, la voiture ne "tirait" pas, un ou des freins sont restés bloqués et le voyant ABS s'est allumé au tableau de bord.. j'ai quand même insisté, puis un bruit sec, les frein se sont débloqués, le témoin ABS s'est éteint et tout est redevenu normal.. je retiendrais la leçcon de ne plus stationner sur route gelée..
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| Par Poumeky10 (Date : 2016-09-13 08:38:38) |
Très bon commentaire sur l'explication du freinage.
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| Par adeval (Date : 2016-09-12 18:10:55) |
Bonjour l année dernière j ai changé via un garagiste plaquettes et disques à l arrières de mon véhicule un xsara Picasso année 2006 hdi 110 or de puis un bruit de ferail aigu assez important s'entend Si je passe sur pavé, nid de poule voir déformations de la chaussée .
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| Par matt (Date : 2016-08-25 03:59:55) |
Bonjour,
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| Par marie (Date : 2016-08-21 10:11:04) |
Bonjour, y a 2 mois ma pedale de frein partait a vide ,maitre cylindre changé maintenant de nouveau pedale a fond pour freiner dangereux c EST quoi?
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| Par 59 (Date : 2016-08-01 12:34:33) |
Bonjour, avant de partir en vacance j'ai emmene ma voiture c4 Picasso au garage pour changer les plaquettes de frein chez midas il m'ont dit que je devais changer les disques et l étrier électrique arrière gauche facture 850 euros.Le jour du départ après avoir fait 200km pédalé de frein dur freinage difficile je ramène mon véhicule chez midas sur mon lieu de vacance ils me disent que la pompe à vide a brûlée résultat 230 euros de changement de pompe a vide. 2jour avant mon départ ma roue arrière gauche ou l étrier a été changé est brûlante sent le brûlé et freinage long je la ramène de nouveau chez midas et il me disent que le montage de l étrier à mal été fait et que ce serait la cause de la surchauffe et maintenant le frein de parking est défectueux j aimerais savoir si il ya un lien entre le montage de l étrier, la pompe a vidé qui a brûlée et le frein de parking défectueux à savoir que mon véhicule n' avait aucun probleme auparavant cordialement.
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| Par gege (Date : 2016-07-31 18:38:13) |
Bonjour,
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| Par André Gromier (Date : 2016-07-26 15:32:07) |
Mesdames, Messieurs,
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| Par misslili (Date : 2016-05-25 11:28:15) |
Bonjour,
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| Par (Date : 2016-05-08 09:24:32) |
Bonjour
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| Par Ahmedcsl (Date : 2016-05-06 00:33:31) |
J'ai un problème de blocage de frein avant droit et arrière gauche, la voiture a du mal à avancer et les roues chauffent bien-sur, donc j'ai changé les coupelles du maître-cylindre comme vous m'avez dis, le problème à disparu pendant quelque temps (15 jours), le frein devenu bien précis et puissant et les roues ne se bloquent pas du tout, maintenant j'ai constaté que le problème est revenu, donc vous me conseillez de quoi faire svp, changez directement de maître-cylindre complet, du piston seul, du servo-frein ou bien tout simplement effectuer un purge d'une autre manière ?
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| Par Ahmedcsl (Date : 2016-04-11 19:01:05) |
J'ai un gros problème, le frein avant droit et arrière gauche se bloquent après quelques kms et chauffent beaucoup avec odeur de métal grillé, j'ai pensé à changer mes plaquettes, et le problème existe toujours, d'après ce bon leçon j'ai compris que j'ai un montage croisé, étrier avant droit n'est pas grippé, quant j'ouvre la vis de purge, liquide de frein chaud sort par là, et les plaquettes rentrent dans l'ordre, et le problème revient après quelques kilomètres, quoi faire svp (VW Passat TDI 110 1999)
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| Par phil (Date : 2016-03-08 10:55:33) |
J'ai pas tout compris.
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| Par kandro (Date : 2016-01-05 21:34:22) |
Tu peux me donner les de circuit de freinage ?
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| Par tonton (Date : 2015-12-10 08:40:41) |
Bon travail d'explication felicitation. Information sur le systeme de frein a main avec un disque a l'arriere. Je n'arrive plus a obtenir un blocage des roues alors que les plaquettes sont encore correctes. Meme en tendant le cable au maxi?Si vous pouviez m'expliquer, ma voiture est une Toyota avensis...
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| Par sid (Date : 2015-11-09 02:42:44) |
C'est un bon site |
| Par Zaza (Date : 2015-08-24 16:52:11) |
Ma voiture à 2 ans et le dealer me dit que mes frein arrière sont à changé au complet (disque et plaquette) mais les freins avant sont parfait ??? Habituellement ça devrait être les freins avant qui devrait être fini ???
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| Par cocamelon (Date : 2015-06-28 17:00:29) |
Bonjour
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| Par Maxime (Date : 2015-05-24 23:05:33) |
Merci pour votre site. Il est génial, les explications sont claires!
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Sujets relatifs à : Fonctionnement d'une auto
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