« La première loi du mouvement de Newton, celle de Sir Isaac Newton, a donné lieu au développement d’un système de freinage dans une automobile. Le développement d’un véhicule automobile nécessite non seulement la source d’énergie mais aussi un système de freinage efficace. En effet, plus la puissance est élevée, plus la force de freinage nécessaire pour arrêter ou accélérer ce véhicule sera importante. Cette réflexion a donné lieu à de nombreuses recherches dans le domaine du freinage et se traduit par son évolution, grâce à laquelle nous disposons aujourd’hui d’une flexibilité dans le choix du système de freinage adapté à nos besoins. Notre article explique les différents types de systèmes de freinage.
Qu’est-ce qu’un système de freinage ?
Dans un véhicule automobile, un système de freinage est un ensemble de différents éléments et composants :
- conduites de frein ou liaisons mécaniques,
- tambour de frein ou disque de frein,
- maître-cylindre ou pivot, etc.
qui ont pour vocation à ralentir ou arrêter le véhicule selon les besoins du conducteur.
La conversion de l’énergie cinétique en énergie thermique est fonction de la force de frottement générée par le contact par friction entre les segments de frein et le tambour ou le disque mobile d’un système de freinage.
Sur la base de la source d’alimentation, voici la description détaillée des différents types de systèmes de freinage automobile.
1. Freins mécaniques
C’est le type de système de freinage dans lequel la force de freinage appliquée par le conducteur sur la pédale de frein est transférée au tambour de frein final ou au rotor du disque par l’intermédiaire des différentes liaisons mécaniques comme les tiges cylindriques, les pivots, les ressorts etc.
Les freins mécaniques étaient utilisés dans divers vieux véhicules automobiles, mais ils sont désuets en raison de leur moindre efficacité.
2. Freins hydrauliques
C’est le type de système de freinage dans lequel la force de freinage appliquée par le conducteur sur la pédale de frein est d’abord convertie en pression hydraulique par le maître-cylindre. Cette pression hydraulique du maître-cylindre est transmise au tambour final du frein ou au rotor du disque par les conduites de freinage.
Au lieu de liaisons mécaniques, le liquide de frein est utilisé dans les freins hydrauliques pour la transmission de la force de la pédale de frein afin d’arrêter ou d’accélérer le véhicule.
Presque tous les vélos et les voitures qui circulent aujourd’hui sur la route sont équipés du système de freinage hydraulique grâce à sa grande efficacité et à sa grande capacité de génération de force de freinage.
3. Freins pneumatiques ou pneumatiques
C’est le type de système de freinage dans lequel l’air atmosphérique à travers les compresseurs et les soupapes est utilisé pour transmettre la force de la pédale de frein de la pédale de frein au tambour final ou au rotor du disque.
Les freins à air sont principalement utilisés dans les véhicules lourds comme les autobus et les camions parce que les freins hydrauliques ne transmettent pas une force de freinage élevée sur une plus grande distance et aussi parce que les freins pneumatiques génèrent une force de freinage plus élevée que les freins hydrauliques, ce qui est le besoin du véhicule lourd.
Les chances de défaillance des freins sont moindres pour les freins pneumatiques car ils sont généralement équipés d’un réservoir d’air de réserve qui entre en action lorsqu’il y a une défaillance des freins due à une fuite dans les conduites de frein.
De nos jours, les voitures haut de gamme utilisent des freins à air comprimé en raison de leur efficacité et de leur capacité à résister aux pannes.
4. Freins à vide
C’est le type de système de freinage conventionnel dans lequel le vide à l’intérieur des conduites de frein fait bouger les plaquettes de frein, ce qui à son tour arrête ou accélère le véhicule.
L’échappement, le cylindre principal, les conduites de frein, les soupapes ainsi que le rotor à disque ou le tambour sont les principaux composants qui se combinent pour former un système de freinage sous vide.
Les freins à vide étaient utilisés dans les trains anciens ou conventionnels et sont remplacés par des freins à air comprimé depuis des jours en raison de leur efficacité moindre et de leur freinage lent.
Les freins à vide sont moins chers que les freins à air mais moins sûrs que les freins à air.
5. Freins magnétiques
Dans ce type de système de freinage, le champ magnétique généré par les aimants permanents est utilisé pour provoquer le freinage du véhicule.
Il fonctionne selon le principe que lorsqu’on fait passer un aimant dans un tube de cuivre, un courant de Foucault est généré et le champ magnétique généré par ce courant de Foucault fournit un freinage magnétique.
C’est le système de freinage sans frottement, il y a donc moins ou pas d’usure.
Il s’agit d’une technologie de pointe dans laquelle aucune pression n’est nécessaire pour provoquer le freinage.
La réponse au freinage est assez rapide par rapport à d’autres systèmes de freinage.
6. Freins électriques
C’est le type de freinage utilisé dans les véhicules électriques dans lesquels le freinage est produit en utilisant les moteurs électriques qui est la principale source d’énergie dans les véhicules électriques, il est en outre divisé en 3 types-
Freins enfichables
Lorsque la pédale de frein est enfoncée dans le véhicule électrique équipé d’un frein enfichable, la polarité des moteurs change, ce qui à son tour inverse la direction du moteur et provoque le freinage.
Freinage par récupération
C’est le type de freinage électrique dans lequel, au moment du freinage, le moteur qui est la principale source d’énergie du véhicule devient le générateur, c’est-à-dire que lorsque les freins sont serrés, l’alimentation électrique du moteur se coupe, ce qui fait que l’énergie mécanique des roues devient la force rotative du moteur qui transforme cette énergie mécanique en énergie électrique qui est ensuite stockée dans la batterie.
Le freinage par récupération d’énergie économise l’énergie et est largement utilisé dans les véhicules électriques d’aujourd’hui. Tesla Model-S offre le freinage par récupération le plus efficace.
Freinage dynamique ou rhéostatique
C’est le type de freinage électrique dans lequel la résistance fournie par le rhéostat provoque le freinage réel, dans ce type un rhéostat est attaché au circuit qui fournit la résistance au moteur qui est responsable de l’accélération ou de l’arrêt du véhicule.
