Comprendre le système de freinage hydraulique

Avec la compréhension du système de freinage dans les automobiles, discuter du type hydraulique est très nécessaire car il est largement utilisé. Le système de freinage utilise du liquide hydraulique pour transmettre la force de la pédale de frein ou de niveau aux mâchoires de tambour finales ou à l'étrier de disque pour que le freinage prévale.

Dans un système de freinage hydraulique, la force mécanique de la pédale de frein est transmise et convertie en pression hydraulique à l'aide du maître-cylindre. Cela sera expliqué plus en détail.

Le système de freinage hydraulique fonctionne selon le principe de la loi de pascal. Les lois stipulent que chaque fois qu'une pression est appliquée sur un fluide, il se déplace uniformément dans toutes les directions. Aujourd'hui, nous allons examiner la définition, les fonctions, la construction, les applications, les composants, le schéma, les types, le fonctionnement, ainsi que les avantages et les inconvénients du système de freinage hydraulique.

Qu'est-ce qu'un système de freinage hydraulique ?

Un système de freinage hydraulique est un mécanisme de freinage qui utilise du liquide de frein pour transmettre la force au système. La pression de transfert de fluide du mécanisme de contrôle au mécanisme de freinage.

Le système de freinage hydraulique est largement utilisé dans les quatre-roues à basse vitesse tels que Tata Ace. Il fonctionne avec le type à tambour, tandis que le type à disque est utilisé dans presque toutes les voitures. Il est également utilisé sur certains vélos. Les freins hydrauliques à simple effet sont utilisés dans les freins des roues avant de certains pulsars, tandis que les freins hydrauliques à double effet sont utilisés dans presque toutes les conditions mentionnées ci-dessus.

Fonctions du système de freinage hydraulique

Vous trouverez ci-dessous les fonctions du système de freinage hydraulique dans le système automobile :

• Le frein hydraulique génère une force très élevée par rapport au freinage mécanique.
• Le freinage final est rapide et efficace, c'est pourquoi il est utilisé sur les véhicules performants.
• L'usure par friction qui se produit dans le système de freinage mécanique est considérablement réduite à un niveau optimal dans le système de freinage hydraulique.
• Les risques de défaillance des freins sont réduits dans le système de freinage hydraulique par rapport aux types mécaniques, en raison de la connexion directe entre l'actionneur (pédale ou levier de frein) et le disque ou le tambour de frein.
• Le système de freinage hydraulique est très facile à réparer en raison de sa moindre complexité par rapport aux freins mécaniques.

Construction

La construction d'un système de freinage hydraulique implique l'agencement de la pièce suivante :

Pédale ou levier de frein, une tige de poussée, également appelée tige d'actionnement, un ensemble maître-cylindre portant un ensemble piston. Il est composé d'un ou deux pistons, d'un ressort de rappel, d'une série de joints ou de joints toriques et d'un réservoir de liquide. La construction d'un système de freinage hydraulique contient des conduites hydrauliques renforcées et l'ensemble d'étrier de frein se compose d'un ou deux pistons creux en aluminium ou en acier chromé. C'est ce qu'on appelle les pistons d'étrier. Il y a un ensemble de plaquettes de frein thermoconductrices et un rotor, également appelé disque de frein ou tambour attaché à un essieu.

Un liquide de frein à base d'éther glycol remplit le système pour transmettre la force aux quatre roues. Bien que d'autres fluides puissent également être utilisés. Du coup, les constructeurs commencent à concevoir des véhicules de tourisme équipés de freins à tambour sur les quatre roues. Classiquement, les freins à disque sont utilisés sur la roue avant tandis que les freins à tambour sont utilisés sur la roue arrière.

Les freins à disque ont une meilleure dissipation de la chaleur et une plus grande résistance à la décoloration, et sont également plus sûrs que les freins à tambour. C'est pourquoi les freins à disque aux quatre roues ont considérablement augmenté au cours de l'année. De plus, les freins hydrauliques offrent un retrait plus rapide et plus régulier des plaquettes lors du relâchement de la pédale.

Applications

L'application courante des freins hydrauliques qui le rend populaire est due au fait qu'il est utilisé dans les véhicules. Le système est largement utilisé en raison de ses grands avantages. Divers types d'industries de transport et de matériel roulant comme l'aérospatiale, le transport lourd, la marine et les systèmes hors route font également un grand usage du système de freinage hydraulique. Le système est également conçu pour les équipements industriels tels que les machines-outils, les pompes, les convoyeurs, les moteurs, la robotique et l'automatisation. La vaste utilisation est due au fait que le système de freinage mécanique ne peut pas offrir mieux qu'il le fait et qu'il est beaucoup plus facile à moduler.

Composants du système de freinage hydraulique

Vous trouverez ci-dessous les composants du système de freinage hydraulique et leurs fonctions :

Frein à tambour :

Les freins à tambour sont un petit tambour rond conçu avec un ensemble de patins de frein. Les sabots de frein sont supportés sur une plaque arrière qui est fixée au carter d'essieu avec des boulons. Il tourne avec les roues et résiste à la rotation de la roue lorsque la pédale de frein est enfoncée. Les patins se déplacent vers le tambour pour que le freinage ait lieu.

Frein à disque :

Les freins à disque sont conçus avec un rotor métallique en forme de disque boulonné au moyeu de roue. Le rotor métallique tourne à l'intérieur de la roue. Lorsque la pédale de frein est enfoncée, les plaquettes de frein sont pressées contre le disque, ce qui ralentit le véhicule ou l'appareil.

Pédale de frein :

Tout comme il est courant sur les automobiles d'avoir une pédale de frein pour appliquer les freins, le système de freinage hydraulique l'utilise également. La pédale est reliée au maître du cylindre à l'aide d'un cordon mécanique ou d'une tige de liaison.

Maître-cylindre :

Le maître-cylindre est la partie qui convertit la force appliquée de la pédale en pression hydraulique. La fonction de la pièce est de développer la pression, d'égaliser la pression requise pour le freinage et également d'empêcher les contaminants tels que l'eau et l'air. Les composants du maître-cylindre comprennent le boîtier, le réservoir, le piston, la coupelle en caoutchouc, la pression, le clapet anti-retour, etc.

Cylindre de roue :

Un cylindre de roue dans le système de freinage hydraulique aide à convertir la pression hydraulique en pression mécanique. dans son fonctionnement, il pousse les mâchoires de frein vers le tambour. Le cylindre de roue est classé en deux catégories, à savoir un cylindre de roue étagé et un cylindre de roue à piston unique.

Conduites ou flexibles de frein :

Les conduites de frein ou les flexibles aident à transférer le fluide à haute pression entre les différents composants. la différence entre les deux est que les conduites de frein sont de construction rigide, fabriquées avec des tubes en acier à double paroi. Ces flexibles de frein sont flexibles et peuvent être déplacés. Les fluides hydrauliques traversent le composant lorsque la pédale de frein est enfoncée.

Liquide de frein :

Les liquides de frein sont le moyen par lequel la pression est transférée aux cylindres de roue. Les liquides de frein hydrauliques doivent avoir un point de congélation bas, une tolérance à l'eau, une lubrification, une non-corrosivité, une viscosité appropriée et un point d'ébullition élevé.

Schéma du système de freinage hydraulique : 

Spécifications

Vous trouverez ci-dessous les spécifications de performance à prendre en compte lors du choix d'un système de freinage hydraulique :

• Couple nominal :le couple nominal maximal du frein doit être égal ou supérieur aux exigences de l'application.
• Puissance :correspond à la capacité ou à la puissance nominale maximale du frein.
• Vitesse :cette spécification s'applique uniquement aux freins rotatifs, qui correspondent à la vitesse de rotation maximale.
• Pression maximale :limite de pression maximale pour les freins hydrauliques.
• Configuration de l'arbre - comment le frein sera monté (en ligne, parallèle ou à angle droit.

Types de système de freinage hydraulique

Voici les différents types de système de freinage hydraulique :

Les systèmes de freinage hydrauliques sont classés en deux bases ; La base du mécanisme de contact par friction et la base de la répartition de la force de freinage.

La base du contact par friction est de deux types, qui comprend ;

• Frein à tambour ou freins hydrauliques à expansion interne
• Freins à disque ou freins hydrauliques externes.

La base de la répartition de la force comporte également deux types de frein hydraulique tels que ;

• Freins hydrauliques à simple effet
• Freins hydrauliques à double effet.

Ceux-ci seront expliqués en détail dans la section principe de fonctionnement.

Principe de fonctionnement

Parce qu'il existe différents types de systèmes de freinage hydraulique, nous expliquerons le fonctionnement car ils varient. Du frein à tambour et à disque aux freins hydrauliques à simple et double effet.

Fonctionnement du système de freinage hydraulique à tambour

Dans le type de frein hydraulique, l'actionnement de la pédale de frein est relié au piston d'un maître-cylindre par une bielle. Cela pousse à son tour le piston du maître-cylindre à l'intérieur du maître-cylindre, fonctionnant comme un système d'injection ou une seringue médicale.

Le piston à l'intérieur du maître-cylindre comprime le liquide de frein, qui offre alors la conversion de l'énergie mécanique en pression hydraulique. Ce liquide de frein hautement comprimé se déplace à l'intérieur du frein qui transfère ensuite la pression hydraulique du maître-cylindre au tambour de frein. Dès que le liquide de frein haute pression pénètre dans le cylindre de tambour ou le cylindre de roue, le mouvement du piston du cylindre se produit en raison de la haute pression. Cela élargit à son tour les patins de frein fixes qui y sont attachés.

L'expansion des patins de frein provoque le contact de friction entre les patins et la garniture du tambour (la partie rotative du tambour) pour convertir l'énergie cinétique du véhicule en énergie thermique, ce qui déclenche le freinage.

Fonctionnement du frein hydraulique à disque :

Le fonctionnement du frein hydraulique à disque est très similaire aux types hydrauliques à tambour, mais avec une légère différence. La différence commence à partir de l'endroit où le liquide de frein haute pression pénètre dans les conduites de frein.

Les liquides de frein à haute pression pénètrent dans l'étrier de disque à partir des conduites de frein, ce qui provoque alors le mouvement du piston du cylindre de l'étrier. Le piston du cylindre de l'étrier provoque le mouvement de la plaquette de frein qui est fixée au piston à l'intérieur de l'étrier.

Le mouvement des plaquettes de frein l'amène à se serrer avec le rotor à disque en rotation. Ces composants entrent en contact par frottement les uns avec les autres. Cela provoque la conversion de l'énergie cinétique du véhicule en énergie thermique, ce qui provoque l'arrêt ou la décélération du véhicule.

Fonctionnement du freinage à tambour et disque à simple et double effet :

Les composants des freins hydrauliques à simple effet et à double effet sont les mêmes. Qu'il s'agisse d'un frein à tambour à simple effet ou d'un frein à disque à simple effet, il n'y a aucune différence. Eh bien, des différences peuvent se produire dans le maître-cylindre utilisé pour décider de la répartition de la force de freinage. Par exemple, dans les vélos, le freinage sur une seule roue ou le freinage sur deux roues, dans les véhicules, le freinage sur deux roues ou le freinage sur toutes les roues.

Le type de système de freinage à tambour à simple effet fonctionnant est exactement comme le principe mentionné ci-dessus. c'est pour le système de freinage hydraulique à tambour. dans son fonctionnement, une roue simple ou des roues simples pf obtiennent la force de freinage.

Dans le frein hydraulique à double effet, le liquide de frein haute pression du maître-cylindre est alimenté dans les deux sens. c'est-à-dire qu'en vélo, les roues et les voitures sont toutes roues motrices grâce au maître-cylindre tandem.

Un freinage hydraulique à disque à simple effet fonctionne également de la même manière que le type de freinage à disque expliqué ci-dessus. La roue ou une seule paire de roues obtient la force de freinage. Tandis que le frein hydraulique à disque à double effet distribue le fluide haute pression du maître-cylindre dans deux directions. par exemple, dans les vélos et les voitures toutes roues motrices grâce au maître-cylindre tandem.

Cette explication concerne les freins hydrauliques à simple et double effet.

Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur le fonctionnement du système de freinage hydraulique :

Avantages et inconvénients du système de freinage hydraulique

Avantages :

Voici les avantages du frein hydraulique dans les automobiles :

• Il offre un effort de freinage égal aux quatre roues.
• La force appliquée peut être augmentée ou diminuée en modifiant la taille du piston et du cylindre.
• Il y a moins de taux d'usure car il n'y a pas de joints.

Inconvénients :

Les limites du système de freinage hydraulique incluent :

• Fuite de liquide de frein qui pourrait endommager les mâchoires de frein.
• La présence de poches d'air peut détruire l'ensemble du système.

En conclusion, le système de freinage hydraulique est meilleur pour le choix du freinage pour les automobiles et autres applications mécaniques. Dans cet article, nous avons appris en détail le système, qui comprend la définition, les fonctions et la construction. Nous avons également vu les applications, les composants, les types et les principes de fonctionnement du système de freinage hydraulique.

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