Moto-tech: La quincaillerie du freinage

PAR Michel GarneauPosted on

Comme nous l’avons noté dans notre chronique précédente, un système de freinage hydraulique fonctionne en transformant la force mécanique que nous exerçons en pression hydraulique qui, ensuite, est retransformée en force mécanique. Nous allons maintenant examiner davantage les composantes clés d’un tel système.   

Le maître-cylindre 
Le mécanisme de cette chaîne débute avec le maître-cylindre, soit une petite pompe à piston commandée par le levier de frein. Celui-ci effectue la première transformation, celle de la force mécanique en pression hydraulique. Sans trop nous immerger dans la physique de la chose, sachez que la pression hydraulique produite est en proportion inverse à l’aire du piston du maître-cylindre. En d’autres mots, et contrairement aux croyances populaires, (à force égale) plus le piston est petit, plus la pression hydraulique produite sera élevée (et, il va de soi, la puissance de freinage aussi).  

Le maître-cylindre est relié à un petit réservoir de liquide, celui-ci étant nécessaire afin de garder le système plein, car l’usure de plaquettes entraîne une progression des pistons de l’étrier vers le disque. 

L’étrier
À l’autre extrémité du système, l’étrier retransforme la pression en force mécanique.

Lorsque vous appliquez le frein, la pression hydraulique pousse les pistons de l’étrier contre le dos des plaquettes, avançant celles-ci d’environ un dixième de millimètre et les pressant contre le disque. Lorsque vous relâchez le frein, l’élasticité des joints des pistons de l’étrier en élastomère fait reculer très légèrement les pistons, permettant au disque de tourner sans friction. Lorsque les plaquettes s’usent suffisamment pour le permettre, le piston de l’étrier interrompt sa prise juste assez pour glisser légèrement à travers son joint, adoptant une nouvelle position plus près du disque.

La force réelle produite par le piston est égale à la pression de la conduite multipliée par la surface du piston mobile. Dans le cas d’un design à pistons multiples, la force totale est égale à celle de tous les cylindres combinés.

Jusqu’à tout récemment, tous les étriers de frein utilisés sur les motos étaient faits d’aluminium moulé en deux pièces (ce qui facilite l’alésage de leurs pistons), les deux sections étant ensuite assemblées au moyen de boulons. Dans le cas d’étriers à pistons multiples, une conduite interne ou externe servait à équilibrer les pressions dans les nombreux cylindres. Des étriers plus récents dits « monoblocs » sont usinés à partir d’un matériau solide, forgé pour une rigidité accrue. Dans les premières versions, l’alésage des pistons s’effectuait par des trous sur un côté, ensuite fermés au moyen de bouchons à vis. Plus récemment, on effectue l’usinage au moyen d’un dispositif spécial à partir de l’intérieur de l’espace des plaquettes, faisant en sorte qu’aucune carotte ne soit nécessaire.

Axial et radial
Voilà deux termes que l’on utilise parfois lorsqu’on parle de composantes de freinage. Dans le contexte du maître-cylindre, cela fait référence au mécanisme selon lequel la force du levier est appliquée au piston. Dans le cas d’un maître-cylindre axial, le levier de frein exerce une pression contre le maître-cylindre à un angle d’environ 90 degrés par rapport à la force exercée par les doigts; c’est-à-dire que l’axe de pression des doigts est vertical alors que le piston du maître-cylindre est monté dans un axe horizontal. Dans la version radiale, la force exercée par la main est dans le même axe que celle exercée sur le piston. Anciennement le domaine exclusif des motos de course, ce design est de plus en plus populaire sur les modèles de série en raison de sa rigidité et précision accrues.  

Passant aux étriers (notamment ceux utilisés à l’avant), le design axial est joint au pied de la fourche par des boulons reposant dans un axe perpendiculaire à la roue avant, alors que l’étrier radial utilise des boulons montés de façon parallèle à l’axe de la roue. Dans les faits, le montage radial est plus rigide, permettant un meilleur rendement ainsi qu’une fabrication plus légère. Tout comme dans le cas du maître-cylindre radial, les étriers radiaux ont évolué sur les pistes de course et sont maintenant devenus populaires sur les modèles de route. 

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