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LE FREINAGE 89
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Dossier 20
Le principe
du freinage
Le système de freinage permet de réduire, de manière contrôlée par le conducteur, la vitesse du véhicule
indépendamment des conditions de charge et de vitesse, et de l’immobiliser lorsqu’il est à l’arrêt.
J’observe
Savoir pré-requis
•La structure générale d’un véhicule
Limites de connaissances
•Maîtriser les frontières du système
•Maîtriser les fonctions du système et de ses composants
•Connaître les caractéristiques et phases de fonctionnement
•Maîtriser les paramètres d’entrée et de sortie du système
•Aborder les interrelations avec d’autres systèmes
ou fonctions
Énergie
Pneumatique
Énergie
Électrique
Énergie
Cinétique
dégradée
Énergie
Musculaire
Énergie
Calorifique
Énergie
Cinétique
Informations de
fonctionnement
et d'état
Action
conducteur Charge du
véhicule
Conditions
extérieures

Le principe du freinage Dossier 20
LE FREINAGE 91
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En automobile, l’adhérence change en fonction du poids du véhicule, des caractéristiques, de l’état du
pneu, de la nature et de l’état de la route.
Le coefficient de frottement entre route et pneu peut varier de 0,9 pour un goudron sec à 0,1 pour une
route verglacée.
Le temps de réaction
C’est le temps nécessaire au conducteur pour détecter la cause de freinage et agir sur la commande. Ce
temps dépend des conducteurs, de leur condition physique et de leur attitude au volant. Il est générale-
ment de 0,75 seconde.
La distance d’arrêt est la somme des distances parcourues pendant :
Le temps de détection + le temps réaction + temps de réponse du système + le temps de freinage.
Énoncer les quatre énergies à l’entrée et les deux énergies à la sortie du système.
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Comment est obtenu le ralentissement du véhicule ?
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Quels sont les paramètres qui opèrent sur le freinage ?
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Quelle est l’influence de l’adhérence sur le freinage ?
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Je m’entraîne
LE FREINAGE
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Le principe du freinage
Dossier 20
Réalisation du système
La décélération du véhicule est obtenue mécanique-
ment par le ralentissement des roues. Seul lien entre
le véhicule et le sol. Ce ralentissement s’accomplit par
transformation de l’énergie cinétique initiale en éner-
gie calorifique, au moyen d’un frottement entre deux
éléments : l’un lié au châssis du véhicule, l’autre lié à
la roue.
1- Le système doit satisfaire aux contraintes suivantes
• Le ralentissement doit se réaliser dans un temps et une distance minimum, c’est l’efficacité. (La norme
européenne Cee 70:311 impose une décélération minimale de 5,8 m . s–2 pour un effort de commande
de 50 daN à 80 km/h).
• Le freinage ne doit pas mettre en péril la trajectoire désirée par le conducteur : c’est la stabilité ou
l’équilibre.
• La force de freinage doit être proportionnelle à l’effort du conducteur : c’est la progressivité.
• L’effort du conducteur ne doit pas être trop important : c’est le confort.
En outre, le système doit comporter un mécanisme de commande de secours permettant l’arrêt du véhi-
cule lors d’une défaillance du frein principal avec une décélération de 2,75 m . s–2.
Le frein de stationnement doit permettre de maintenir immobile le véhicule sur une pente de 18 %.
Il peut être combiné avec le frein de secours.
2- Action des conditions extérieures sur le freinage
L’adhérence
Lorsque la roue est ralentie trop violemment, elle dépasse les capacités d’adhérence, elle se bloque et
glisse sans tourner. Le véhicule continue d’avancer sur sa lancée.
Le freinage perd son efficacité, la décélération du véhicule est très faible.
L’adhérence est la force qui s’oppose au déplacement d’un corps par rapport à la surface sur laquelle il
repose.
L’adhérence est dépendante du poids du corps (P) et du coefficient de frottement (f).
La force d’adhérence s’exprime par A = P ¥f.
J’étudie
F
P
P
FF
P
AA A
Huile
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Temps
de détection
Cause
du freinage
Détection
de la cause
Action du
conducteur
sur la
commande
Début réel
du freinage
Arret
du véhicule
Temps
de réaction
Temps
de réponse
Temps
de freinage

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LE FREINAGE 93
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Organisation fonctionnelle du système de freinage
Pour que le système de freinage assure sa fonction principale, il doit faire appel à plusieurs sous sys-
tèmes assurant chacun des fonctions de service :
Fonction principale Fonctions de service Sous-systèmes associés
J’étudie
LE FREINAGE
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Le principe du freinage
Dossier 20
Organisation structurelle du système de freinage
Le système de freinage d’une automobile est constitué de la manière suivante.
1Pédalier
2Assistance de freins
3Réservoir de liquide
4Commande hydraulique
Système de freinage : 5Canalisations souples et rigides
6Répartiteur de freinage
7Organes de frein avant
8Organes de frein arrière
9Commande mécanique
0Système d’information
J’observe
3
61
8
5
9
7
4
2
0
{
Dissiper l’énergie
cinétique initiale
en énergie calorifique Répartir l’énergie
de freinage
entre les freins avant
et les freins arrières
Transformer
l’énergie cinétique
en énergie calorifique
par frottement
Maintenir à l’arrêt
le véhicule
Produire les informations
concernant
le fonctionnement
et l’état du système
Transmettre l’énergie
de freinage vers
les organes de frein
Doser et distribuer l’éner-
gie de freinage
Amplifier l’effort
du conducteur
Transformer l’effort
du conducteur
en énergie mécanique
Pédale de
frein
Assistance
de freinage
Commande
hydraulique
Canalisations
souples
et rigides
Système de
régulation
Organe
de frein
Frein de
stationne-
ment
Système
d’informa-
tion

LE FREINAGE
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Le principe du freinage
Dossier 20
Quelle est la partie du système actionnée par le conducteur ?
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Quels sous-systèmes permettent d’assurer le critère de progressivité ?
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Quel sous-système assure la fonction « maintenir le véhicule à l’arrêt » ?
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Rechercher les différentes informations produites par le système.
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Je m’entraîne
Je retiens
1- La fonction globale du système de freinage est de transformer de l’énergie
cinétique en énergie calorifique.
2- La fonction d’usage est de permettre au conducteur de contrôler le ralentissement
du véhicule, quelles que soient les conditions de vitesse et de charge, et de
maintenir à l’arrêt le véhicule.
3- Le ralentissement du véhicule s’effectue par frottement entre deux pièces, l’une
liée à la roue, l’autre liée au châssis, dégradant ainsi l’énergie cinétique du véhicule
en énergie calorifique.
4- Le système est conçu afin d’être :
• efficace, c’est-à-dire permettre le ralentissement dans un temps et une
distance minimum ;
• stable, c’est-à-dire conserver la trajectoire définie par le conducteur ;
• progressif, c’est-à-dire répondre proportionnellement à l’effort du conducteur ;
• confortable, c’est-à-dire ne pas nécessiter un effort trop important pour sa
mise en action.
5- Le fonctionnement du système peut être perturbé par plusieurs facteurs : son état,
celui du véhicule, les conditions d’adhérence et l’état du conducteur.
Rechercher d’autres moyens d’assurer le freinage d’un véhicule.
Je recherche
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