LES FREINS

SOMMAIRE I) Introduction II) Les freins sur voiture III) Les freins de vélo IV) les aérofreins V) Conclusion

I) INTRODUCTION Un frein est un système permettant de ralentir, voire d'immobiliser, les pièces en mouvement d'une machine ou un véhicule en cours de déplacement. Son fonctionnement repose sur la dissipation de l'énergie cinétique du véhicule en énergie thermique. Le frottement de pièces mobiles (rotors) sur des pièces fixes (stators) est généralement utilisé. Le frein est donc un système d'absorption de chaleur. Son efficacité est liée à la capacité de ses constituants d'absorber de la chaleur et d'y résister, et au coefficient de frottement entre eux. Les freins constituent un organe de sécurité important sur les véhicules, ils permettent de réguler la vitesse, et de s'arrêter, donc notamment d'éviter une collision (freinage d'urgence)

II) Les freins voiture a) Frein à disque Un véhicule en mouvement possède une énergie appelée énergie cinétique. Ec=(M*V²)/2 Réduire sa vitesse => absorber une partie de cette énergie. Pour s’arrêter => l’absorber complètement Dissiper l’énergie cinétique en la transformant en chaleur <<énergie calorifique>>

Etrier fixe : Les plaquettes sont poussées contre le disque par l'intermédiaire d’un ou plusieurs pistons Fabrication coûteuse notamment à cause de l’étanchéité

Etrier flottant : Seule la plaquette intérieure est poussée contre le disque par un ou plusieurs pistons. La pression de la plaquette extérieure contre le disque est réalisée par l'intermédiaire de l'étrier monté sur un système coulissant dans la chape. C’est le concept le plus répandu.

Disques : Ils doivent résister à 600-800°c Le disque ventilé évacue plus vite la chaleur , il est plus cher , En ventilant par l'intérieur du disque, celui-ci revient à température ambiante deux à trois fois plus vite.

Les plaquettes : Entre en friction sur la surface du disque en rotation afin de la stopper. Cette friction produit une force opposée à la rotation du rotor mais également de la chaleur. Couple de freinage Présenter une bonne résistance à l’usure et ne pas être agressive vis-à-vis du disque. Résister à 800°c Fading ou glaçage

B) Frein à tambour Système de freinage inversé par rapport au système de freinage à disques et plaquettes. La pression en provenance du maître cylindre agit sur les deux pistons du cylindre récepteur. Segments de freins poussés par les mâchoires jusqu’au contact avec le tambour. Basculement du loquet de verrouillage Force de freinage dépend de la pression du maître cylindre

Frein à disque ou frein à tambour ? Frein à disque est plus progressif car il n'est pas auto serrant ,il nécessite une plus grande pression pour être efficace , la pression du conducteur est transmise par un système hydraulique est souvent assisté. Lorsque le frein à tambour est puissant, il provoque facilement des blocages de roues; le refroidissement est relativement inefficace, ce qui peut entraîner une surchauffe; déformation des tambours; disparition progressive de ce type de frein sur les véhicules récents.

III) Les freins de vélo Les freins sur jantes Les freins sur moyeu

Les freins sur jante 2 mords en caoutchoucs Frottement directement sur les jantes e la roue

L’étrier à tirage centrale 1-Pivot central de fixation 2-Cavalier 3-Support 4-Attache du cavalier

Étrier à tirage latérale 1-Pivot de fixation 2-Butée du cable 3-Attache

Le cantilever 1-Cavalier 2-Triangle d’attache 3-Point d’attache du cavalier à la machoire

Le V-brake 1-Gaine guide 2-Cable fixé directement sur le 2nd bras 3-Soufflé en caoutchouc

Les freins sur moyeu Directement sur le moyeu de la roue Pas d’usure des jantes Insensible aux conditions climatiques Demande moins d’entretien

Les freins à disques Disque monté sur un coté du moyeu Métal Permet une pneumatique de grande dimension

Frein à disque mécanique et frein à disque hydrolique 1 plaquette mobile pousse le disque sur une plaquette fixe Plaquettes poussées par piston Pas de baisse d’intensité de freinage

Le rétropédalage Durée de vie exceptionnelle S’active par pédalage en arrière Composé d’un frein à tambour intégré dans le moyeu

IV) Les aérofreins Les aérofreins comme tout autre frein a pour action d’augmenter les frottements pour ralentir et s’arrêter. Les avions en vol n’ont comme source de frottement que l’air qui les porte. Le principe est la conversion d’énergie hydraulique en énergie mécanique pour faire varier l’aérodynamisme

Les surfaces mobiles BAE 146 Sukhoï 27 A380

Les spoilers Le spoiler détruit la portance sur l’aile de l’avion

V) Conclusion Il existe une multitude de systèmes de freinage. La force utilisée est le frottement, base du freinage. Les matériaux utilisés sont le caoutchouc ou un membre de la famille des métaux Les propriétés aérodynamiques peuvent être modifiées pour provoquer des frottements plus importants. Le type de frein est choisi en fonction de la performance que l’on veut obtenir ( freinage progressif, brusque, modification de trajectoire…) On retrouve les freins sur les véhicules, terrestres/navals/aériens ou sur des machines qui utilisent l’énergie cinétique. Les freins sont des éléments essentiels pour notre sécurité c’est pourquoi chaque véhicule doit être muni d’un dispositif sans faille.