Le frein à disque : principe de fonctionnement

[Meta 0]

Le système de frein d'une moto se compose de trois organes:

1) -La partie commande Levier + maitre cylindre

2) -La liaison mécanique Durite + liquide de frein

3) -La partie puissance Etrier(s) + plaquettes + disque(s)


Pour chaques organes, il existe différents types ou plutôt différentes évolutions.


1) La partie commande,à quoi cela ressemble et comment ça fonctionne:



Le maitre-cylindre qui est actionné par la poignée(levier) ou la pédale de frein,n'est rien d'autre qu'un piston qui va exercer une pression sur le liquide qui est présent dans le circuit de frein. Vous avez tous déjà vu et utilisé une seringue,et bien cela marche de la même façon. Il est toujours composé d'un bocal afin d'avoir une réserve de liquide au fur et à mesure que les plaquettes vont s'user entrainant une plus grande quantité de liquide dans le cicuit par la sortie du ou des pistons de l'étrier et permettre l'expansion du liquide en fonction de sa t°.
Il existe deux types de maitre-cylindres,l'axial(le plus répandu) et le radial qui par son encombrement réduit permet l'utilisation d'un levier plus grand et permet un freinage plus puissant en demandant moins de force sur le levier de frein.

Maitre-cylindre schématisé:




2) La liaison mécanique:




C'est la durite qui joue ce rôle,qu'elle soit d'origine ou de type aviation,la durite est un élément qui doit supporter pas mal de contraintes,elle ne peut en aucun cas se déformer lorsque le liquide est mis sous pression.

Le liquide de frein n'est pas n'importe quel liquide,il doit répondre à plusieurs contraintes également. Le premier est qu'il doit évidemment être imcompressible(comme la plupart des liquides).Il doit possèder un point d'ébulition très élevé,lorsque vous freinez,le contact des plaquettes sur les disques dégage de la chaleur par le frottement de ces deux éléments(On dit que l'énergie mécanique est transformé en énergie calorifique),cette chaleur va se dissiper dans l'environement le plus proche les plaquettes,les étriers et via le liquide de frein. Sur des freinages très appuyés et/ou prolongés,la chaleur dégagée peut-être importante.Si le liquide de frein se met à bouillir,il va dégagé des gaz qui eux sont compressibles,ce qui va avoir pour conséquence de réduire la qualité du freinage en rendant la commande de frein "spongieuse".

Il doit également rester fluide à froid comme à chaud afin de transmettre la pression le plus rapidement possible en toute circonstance.

Bien qu'il soit corrosif pour certains éléments de votre moto (peinture) le liquide de frein doit lubrifier le système de frein qui est composé de joints d'étanchéité et d'éléments mobiles(pistons).Il protège également le circuit de la corrosion mais son défaut est qu'il se charge très rapidement en eau via l'humidité de l'air.C'est pour ça qu'il doit être remplacé au moins tous les deux ans.

Les liquides de frein actuels sont synthétiques et possède différentes versions (évolution) DOT 3,DOT 4,DOT 5.1
Ils sont classés selon plusieurs critères(ex:les joints d'étanchéité composant le système étant prévus pour supporter tel DOT et pas un autre) et surtout selon leurs points d'ébulitions.


3) La partie puissance:

L'élément principal étant l'étrier.Il est soit fixe ou flottant.
L'étrier est appelé "fixe" lorsque qu'il possède au moins 2 pistons qui sont opposés l'un à l'autre afin qu'il actionne chacun une plaquette vers le disque de frein.Le ou les pistons étant poussé par la pression du liquide de frein sous l'effet du maitre-cylindre.


Etrier fixe à 6 pistons.




Un étrier "flottant" est un étrier qui possède soit un seul piston ou plusieurs mais tous du même côté. Ce type d'étrier est dit "flottant" car il coulisse sur lui-même (via deux axes de fixations protégés par des soufflets en caoutchouc) lorsque le frein est actionné afin de permettre à la plaquette qui n'est pas du côté du piston d'entrer en contact avec le disque.

Etrier flottant




Quelque soit le type d'étrier,il peut possèder un nombre de pistons différents et des diamètres différents également.


Un nouveau type d'étrier équipe pas mal de machines sportives en ce moment,l'étrier radial. Qui soit disant les sources trouvées est supérieur en terme de qualité de freinage par rapport aux étriers standards.

Etrier Radial



Etrier standard




Ce n'est pas vraiment l'étrier même qui fait la différence mais les points de fixations sur la fourche et de ce fait la position de l'étrier par rapport à l'axe de roue.

Les deux points de fixations de l'étrier radial sont plus éloignés l'un de l'autre et par rapport à l'axe de la roue,leurs distances égales et leurs positionnement (un point de fixation plus bas que l'axe de roue) fait que cela permettrait ,selon les sources, une meilleur rigidité de l'ensemble "étrier/fourche" et qui de là améliore le freinage.

Ce qui est certain par contre,c'est que ce type de montage (écartement des étriers par rapport à la fourche) permet le montage de disque de frein de plus grand diamètre = plus grande capacité de freinage.



Les plaquettes de freins:



Elle est composée du support et de sa garniture qui elle même composée de différents matériaux dont des particules métaliques.Cette garniture est censé entrer en contact avec le disque lors du freinage,la composition de la garniture en question ne doit être ni trop dure(usure rapide du disque) ni trop tendre (usure très rapide de la plaquette).Elle doit avoir évidemment un coefficient de friction assez élevé pour jouer son rôle.



Le disque:

Qui est l'élément solidaire à la roue et qui par l'action de l'étrier sur sa piste,va freiner la vitesse de la moto.

Il existe 3 types de disque ou plutôt 4 mais ce dernier n'est utilisé qu'en compétition le disque "carbone" qui n'est efficace qu'à une température élevé et donc totalement inefficace pour un usage routier.Le disque standard étant fait d'acier ou de fonte comme à l'époque.

- Le disque "fixe" est le plus ancien,il est composé d'un seul élément,càd que son point de fixation et la piste ou les plaquettes vont agir sont d'une même pièce. Il est encore utilisé sur nos machines actuelles mais seulement à la roue arrière ou les contraintes sont bien inférieurs par rapport à la roue avant.




-Celui que l'on rencontre sur presque toutes les motos est le disque "semi-flottant".Il est composé de deux parties,la frette,partie du milieu qui sert de point de fixation et la piste,la partie qui va être freinée. On l'appelle semi-flottant car ce disque permet un très léger jeu axial,là ou la piste est relié par des "rivets" sur la frette. Ce léger jeu permet d'éviter de voiler le disque lors de freinages très(trop) appuyés.





Le disque "flottant" lui en plus de permettre un jeu axial,permet d'avoir un léger jeu radial.Pas facile de le différencier par rapport à un dique semi-flottant.C'est la forme de la frette qui permet de le reconnaitre.


Voilà,je pense avoir fait le tour sur le système de frein à disque,le sujet n'est certainement pas complet à 100% mais les grandes lignes sont présentes.

Une rajoute pour le système ABS sera faite car il est de plus en plus répandu sur les motos actuelles.

[V-Twin 0]

Petite subtilité, les disques périmêtriques (notamment les Buell) :

[leynah 0]

Très sympa, merci pour toutes ces infos

[Meta 0]

V-Twin a écrit:

Petite subtilité, les disques périmêtriques (notamment les Buell) :

Quand je disais qu'il n'était sûrement pas complet. Merci V-twin!

[thunder1 0]

Meta a écrit:

V-Twin a écrit:

Petite subtilité, les disques périmêtriques (notamment les Buell) :

Quand je disais qu'il n'était sûrement pas complet. Merci V-twin!

Le disque périmètrique permet des disques de plus grand diamètre, encore.

:ss02: :ss02: :ss02: Merci Meta, pour ces excellentes explications. La rigidité est importante.