Le Freinage

Le Freinage

LE COUPLE DE FREINAGE DOIT ETRE EGAL A LA LIMITE D’ADHERENCE DU VEHICULE SUR LA CHAUSSEE

Entretien

Etat des câbles.

Huiler la transmission et les articulations.

Etat des patins et sens de montage.

Réglage de la course d’approche (garde).

Reprendre le centrage des patins.

A) Le Système de Freinage : Généralités

Le système de freinage a pour but de réduire la vitesse d’un véhicule et/ou de l’amener à l’arrêt total, à le maintenir immobile s’il se trouve déjà à l’arrêt.

Autrement dit, de diminuer ou d’annuler le travail produit par le moteur, ou l’environnement (descente)

1) Fonction et composantes du freinage

De nombreux dispositifs ont été expérimentés et appliqués pour parvenir à ce résultat mais tous utilisent le principe de la conversion d’énergie cinétique du véhicule, conversion obtenue par friction d’une surface fixe (solidaire de la moto) sur une surface mobile (solidaire de la roue).

En théorie, les caractéristiques d’un système de freinage doivent rester identiques quelles que soient les conditions de fonctionnement (temps sec, humide, usage intensif). Dans le détail, un tel dispositif de freinage peut-être décomposé de la manière suivante :

2) Le dispositif d’alimentation en énergie

Il fournit l’énergie indispensable au fonctionnement du dispositif.

En ce qui concerne la moto, c’est la force musculaire du conducteur qui joue ce rôle.

3) Le dispositif de commande

Il provoque la mise en œuvre du dispositif de freinage par action directe de la main, du pied sur un levier ou une pédale

4) Le dispositif de transmission

Il transmet jusqu’au frein l’énergie générée par le dispositif de commande.

Cette transmission peut être faite par des moyens mécaniques (commande par câble), hydrauliques ou mixtes.

5) Le frein proprement dit

Dans le domaine de la moto, les systèmes de freinage ont été nombreux et variés, agissant soit sur le moteur (par friction ou la courroie de transmission) pour les plus anciens, soit sur le véhicule lui-même (freins à patins similaires à ceux que l’on trouve encore aujourd’hui sur les bicyclettes).

Inadaptés aux caractéristiques et aux performances croissantes des motos, ces systèmes ont rapidement disparus.

Aujourd’hui on ne distingue plus que deux systèmes de freinage :

B) Le Frein à Tambour

Couramment utilisé jusque dans les années 70, ce système se distingue par sa simplicité de conception. Il peut être décomposé en 3 parties majeures :

• Le tambour
• les mâchoires
• le flasque porte mâchoires.

1) Le tambour

C’est un cylindre ouvert sur l’une de ces faces. Placé au centre de la roue et rendu solidaire de celle-ci par l’intermédiaire des rayons. La surface interne du tambour constitue la piste de freinage. Le tambour peut être réalisé en acier ou en alliage léger, solution la plus répandue en raison des qualités de CONDUCTION THERMIQUE de ce matériau (meilleur dissipation de la chaleur).

Dans ce cas, la piste de freinage est rapportée. Compte tenu de l’énergie générée par la friction des mâchoires, les tambours disposent le plus souvent de  système de ventilation par ailette externe.

2) Les mâchoires

Logées dans le flasque, les mâchoires (segment de frein) sont recouvertes d’un matériau présentant un coefficient de friction important (la garniture).

Elles viennent exercer une pression sur la piste de freinage sous l’action d’une came. La garniture est généralement rapportée sur son support par collage.

La technique du rivetage de la garniture sur son support n’est plus guère utilisée en moto. La composition de cette garniture détermine en grande partie les qualités du freinage. Notamment en termes de puissance et d’endurance

3) Le flasque porte mâchoire

Solidaire de la fourche, il vient fermer le tambour et contient les mâchoires de frein et leur système de commande constitué d’une ou plusieurs cames qui écartent les mâchoires et les plaquent contre la piste de freinage du tambour.

Ces cames sont elles même commandées par le pilote, par l’intermédiaire d’un câble sous gaine.

Lorsqu’un flasque est équipé d’une came unique, on parle de frein simple came. Avec deux cames se sera double came, quatre cames, et même un frein anglais dans les années 70 possédait deux flasques à 4 cames c’était une 8 cames.

4) La maintenance

• Vérification visuelle de l’état de la piste de freinage.
• Vérifier le voile du tambour, en mesurant le diamètre tous les 90°.
• Contrôle de l’épaisseur des garnitures sur les mâchoires en trois points
• Vérification du bon fonctionnement de la came de frein.

C) Le Frein à Disque

Toujours en voie de développement, il existe différentes variantes :

• Le disque fixe
• le disque flottant

Les matériaux :

Acier

Aluminium

Fonte

Carbone.

1) Le disque fixe

C’est la solution la plus économique et la plus courante aujourd’hui. La même pièce comprend la piste de freinage et les perçages nécessaires pour la fixation sur le moyeu.

Certains constructeurs ont fabriqué des disques ventilés, pour un meilleur refroidissement. Très efficace en matière de dissipation calorifique, cette technique a été abandonnée car trop onéreuse pour des énergies relativement faibles à évacuer.

2) Le disque flottant

Dans ce cas la piste de freinage est associée à la roue par l’intermédiaire d’un support indépendant. Les deux pièces étant rendues solidaires par l’intermédiaire de rivets désignés sous le terme de frette.

Le principe du disque flottant consiste à créer, grâce à l’interposition des frettes, une petite liberté de mouvement entre le support et la piste de freinage.

Lors de freinages intensifs : (les déformations qui en découlent le disque arrive à se voiler d’environ 1mm), grâce à son déplacement latéral la piste de freinage peut suivre plus étroitement les mouvements de l’étrier et optimiser ainsi le contact avec les plaquettes.

Ces caractéristiques destinent tout particulièrement les disques flottants aux machines très puissantes. Pour obtenir un freinage performant il faut des disques de grand diamètre. Au dessus de 260mm de diamètre on ne peut plus monter de disques fixes, car ceux-ci se casseraient après plusieurs freinages intensifs. Les disques flottants sur les machines japonaises sont en fait des semi-flottants, car ils n’ont un déplacement latéral qu’à chaud. Les disques flottants européens ont un jeu latéral à froid et à chaud. Les trous ou lumières sur les disques n’ont pas pour premier objectif de refroidir le disque, même s’ils y contribuent, mais plutôt de permettre le nettoyage de la plaquette dont la surface tend à se glacer lors de freinages violents.

Le disque flottant se caractérise par les matériaux employés dans sa conception. Piste en Fonte, Carbone, ou en Acier et moyeu en aluminium. Des disques en aluminium traité, ont été essayés en compétition dans les années 7O, sans succès.

3) La maintenance

• Vérification visuelle de l’état de la piste de freinage
• Mesurer l’épaisseur du disque, en se reportant aux données constructeur.
• Contrôler le voile du disque en utilisant un comparateur
• Contrôler l’épaisseur des plaquettes

4) L’étrier de frein

C’est une pièce en forme de U qui coiffe le disque et supporte les deux plaquettes disposées de part et d’autre du disque. Celles-ci viennent s’appuyer sur la piste de freinage sous la pression d’un ou plusieurs pistons soit commandés par câble sur les toutes premières motos équipées d’un tel système, soit sous l’effet d’un fluide hydraulique pour les motos de la fin des années 60.

Par rapport à un système de commande par câble, la commande hydraulique ne réclame qu’un entretien réduit, génère moins de frottements parasites (gaine) et autorise l’application d’une pression nettement plus importante sur le piston.

Elle impose en revanche une étanchéité parfaite de l’ensemble du circuit afin que le fluide hydraulique ne se trouve ni en contact avec l’air, ni avec l’eau, ce qui nuirait gravement à ses qualités.

A noter qu’au moment où la pression sur les pistons cesse, ceux-ci reculent et dégagent le disque grâce à l’élasticité du joint (RESILIANT) qui les entoure et qui assure l’étanchéité du système.

En fonction de l’efficacité que l’on souhaite donner au freinage, les étriers peuvent adopter une forme différente, généralement dictée par le nombre et la disposition des pistons qui poussent les plaquettes.

5) L’étrier simple piston

Comme son nom l’indique, ce type d’étrier ne comporte qu’un seul piston. Lorsque celui-ci est mis en action sous l’effet de la pression du liquide hydraulique, il pousse la plaquette sur l’une des faces de la piste de freinage. Le disque de freinage étant considéré comme fixe et indéformable sur le moyeu, pour que la plaquette opposée vienne en contact avec l’autre côté de la piste, il est impératif que l’étrier puisse se déplacer.

Ce type de montage est qualifié de FLOTTANT. La puissance moyenne délivrée par un étrier simple piston en limite l’usage au véhicule de faible poids ainsi qu’aux systèmes de freinage AR.

6) Les étriers multi pistons

Afin d’accroître la puissance de freinage, l’étrier comprend plusieurs pistons spécifiques (2, 4, 6 pistons). Ceux-ci sont placés de part et d’autre du disque.

7) Le maître cylindre

Il est assimilable à une pompe qui, sous l’action du pilote, génère une pression qui sera retransmise ensuite à l’étrier par l’intermédiaire de canalisations scellées, les durites.

Afin de compenser l’usure des plaquettes, un maître cylindre comprend toujours un réservoir de liquide hydraulique.

Incompressible comme tous les liquides, ce fluide obéit à un cahier des charges précis :

• Point d’ébullition élevé afin de supporter les brusques élévations de températures générées par le frottement plaquettes/disque et retransmises par le piston.

Ces caractéristiques rendent le fluide hydraulique corrosif et particulièrement sensible à l’humidité. C’est pourquoi les constructeurs préconisent le remplacement tous les deux ans.

Il est important de respecter le type de liquide (DOT 2,3,4,5)