Système de freinage du véhicule

Le véhicule dispose de trois systèmes de freinage indépendants : le système de service, le système de secours et le frein de stationnement.

Le système de freinage de service est hydraulique, à deux circuits (séparés en circuit avant et circuit arrière), avec servofrein à dépression, régulateur de pression et capteur de chute anormale du niveau de liquide de frein dans le réservoir.

Le système de secours est constitué par chacun des circuits du système de service.

Schéma général du système de freinage avec indication des principaux éléments
Fig. 1. Système de freinage : 1 — disque de frein ; 2 — étrier du frein des roues avant ; 3 — circuit avant ; 4 — maître-cylindre de frein ; 5 — réservoir avec capteur de chute anormale du niveau de liquide de frein ; 6 — servofrein à dépression ; 7 — poussoir ; 8 — pédale de frein ; 9 — contacteur de feux stop ; 10 — garnitures de frein de roue arrière ; 11 — cylindre de roue arrière ; 12 — circuit arrière ; 13 — carter de demi-arbre ; 15 — ressort de charge ; 16 — régulateur de pression ; 17 — câbles arrière du frein de stationnement ; 18 — égalisateur ; 19 — câble avant (central) ; 20 — levier de frein de stationnement ; 21 — témoin de chute anormale du niveau de liquide de frein ; 22 — contacteur du témoin de frein de stationnement ; 23 — garniture de frein de roue avant.

En cas de défaillance de l'un des circuits du système de freinage, le second circuit assure le freinage du véhicule, bien qu'avec une efficacité moindre.

Le frein de stationnement est mécanique, à commande par câble depuis le levier manuel vers les garnitures de frein des roues arrière.

Le frein de roue avant est à disque, avec réglage automatique du jeu entre les garnitures (fig. 2) et disque ventilé, à étrier flottant.

Frein à disque de roue avant à étrier flottant
Fig. 2. Frein de roue avant : 1 — flexible de frein ; 2 — vis de purge ; 3 — colonnette de guidage de l'étrier (protégée par un soufflet) ; 4 — guide de garnitures ; 5 — étrier de frein ; 6 — disque de frein ; 7 — garnitures de frein (la garniture extérieure n'est pas visible sur la photo car masquée par l'étrier).

L'étrier mobile est constitué de l'étrier 5 avec cylindre de roue à deux pistons.

Le guide 4 des garnitures est fixé par boulons au porte-fusée.

L'étrier mobile est fixé par boulons aux colonnettes de guidage 3, montées dans les alésages du guide de garnitures.

Les colonnettes de guidage sont lubrifiées avec une graisse consistante et protégées par des soufflets en caoutchouc. Pour la lubrification des colonnettes, on utilise des graisses haute température à base de silicone ou de savon de lithium (par exemple МС-1600, LIQUI MOLY Bremsen-Anti-Quietsch-Paste), résistantes au lavage et à l'action du liquide de frein.

Dans les alésages des cylindres de roue sont montés des pistons avec joints d'étanchéité. Les joints sont fabriqués en caoutchouc résistant à l'huile et à l'essence (EPDM — caoutchouc éthylène-propylène), résistant au liquide de frein DOT-4.

Grâce à l'élasticité de ces joints, un jeu optimal est maintenu entre les garnitures et le disque ventilé.

Au freinage, les pistons, sous l'effet de la pression du liquide, plaquent la garniture intérieure contre le disque ; sous l'effet des forces de réaction, l'étrier se déplace sur les colonnettes et la garniture extérieure est également plaquée contre le disque, les forces d'application des garnitures étant alors égales.

Au relâchement, les pistons, grâce à l'élasticité des joints, s'écartent de la garniture, et un léger jeu se forme entre les garnitures et le disque.

Les garnitures de frein avant comportent des matériaux de friction sur support métallique ; les garnitures sont fabriquées en matériaux composites (semi-métalliques, céramiques ou organiques) à coefficient de frottement élevé et stable. Les disques de frein sont en fonte, ventilés ; l'épaisseur minimale admissible du disque de roue avant est de 30,0 mm.

Maître-cylindre de frein tandem avec réservoir et capteur de niveau
Fig. 3. Maître-cylindre de frein avec réservoir : 1 — réservoir du maître-cylindre ; 2 — bouchon du réservoir ; 3 — capteur de niveau de liquide de frein ; 4 — vis de fixation du réservoir ; 5 — raccord de raccordement du flexible au maître-cylindre d'embrayage ; 6 — douilles de raccordement (non visibles sur la photo car masquées par le réservoir) ; 7 — maître-cylindre de frein.

Le maître-cylindre de frein de type « tandem » de la commande hydraulique est installé dans le compartiment moteur directement sur le servofrein. Il se compose de deux chambres séparées, reliées à des circuits hydrauliques indépendants.

La première chambre est reliée aux freins arrière, la seconde aux freins avant.

Sur le maître-cylindre, par l'intermédiaire de douilles en caoutchouc 6, est monté et fixé par la vis 4 le réservoir 1, dont la cavité intérieure est divisée par des cloisons en trois compartiments.

Chacun des deux compartiments principaux alimente l'une des chambres du maître-cylindre, et le troisième compartiment alimente le maître-cylindre de la commande hydraulique d'embrayage.

Lors de l'appui sur la pédale de frein, les pistons du maître-cylindre se déplacent, les arêtes de travail des manchettes obturent les orifices de compensation, les chambres et le réservoir se séparent, et le refoulement du liquide de frein commence.

Dans la partie supérieure du réservoir est installé le capteur 3 de niveau de liquide de frein. Lorsque le niveau descend en dessous du minimum admissible, un témoin de défaut du système de freinage s'allume au combiné d'instruments.

La bride de raccordement au servofrein est étanchée par un joint torique en caoutchouc.

Le servofrein, installé entre le mécanisme de pédale et le maître-cylindre, crée au freinage, grâce à la dépression produite par la pompe à vide entraînée par l'arbre à cames du moteur, via la tige et le piston de la première chambre du maître-cylindre, un effort supplémentaire proportionnel à l'effort sur la pédale.

Le servofrein est relié à la pompe à vide par un flexible et un clapet de non-retour qui maintient la dépression dans le servofrein à l'arrêt du moteur.

Dans l'extrémité avant du poussoir du servofrein est vissé un boulon de réglage avec contre-écrou, assurant le jeu requis pour le bon fonctionnement du maître-cylindre.

Frein à tambour de roue arrière avec cylindre de roue hydraulique
Fig. 4. Frein de roue arrière : 1 — pont arrière ; 2 — levier d'écartement ; 3 — flasque de frein ; 4 — garniture de frein ; 5 — tambour de frein ; 6 — moyeu ; 7 — excentrique ; 8 — capot de protection ; 9 — ressort supérieur de rappel ; 10 — cylindre de roue ; 11 — vis de purge ; 12 — capuchon de protection ; 13, 14 — douilles ; 15 — barre d'écartement ; 16 — ressort ; 17 — ressort inférieur de rappel ; 18 — embout du câble de frein de stationnement ; 19 — câble de frein de stationnement ; 20 — bague de protection ; 21 — manchettes ; 22 — piston ; 23 — bague d'appui du piston.

Le frein de roue arrière est à tambour, avec réglage automatique du jeu entre les garnitures et le tambour.

Les garnitures 4 sont actionnées par un seul cylindre de roue hydraulique 10 à deux pistons 22.

Le jeu optimal entre le tambour 5 et les garnitures 4 est maintenu par des régulateurs mécaniques situés dans le cylindre de roue et constitués de bagues d'appui élastiques en acier fendues 23, montées avec serrage dans le cylindre.

Les queues façonnées des pistons 22 entrent dans les orifices figurés des bagues d'appui.

À mesure de l'usure des garnitures, les bagues d'appui se déplacent sur l'alésage du cylindre vers ses orifices extérieurs, permettant aux pistons de se déplacer également plus loin vers l'extérieur et limitant leur retour dans le cylindre sous l'action des ressorts de rappel, ce qui compense l'augmentation des jeux entre les garnitures et le tambour.

Les tambours de frein sont en fonte ou en alliage d'aluminium avec insert en fonte ; les garnitures arrière sont en matériaux composites de friction résistants à la chaleur. Les manchettes du cylindre de roue sont en caoutchouc EPDM résistant au DOT-4.

Régulateur de pression de freinage fixé sur le châssis avec ressort de charge
Fig. 5. Régulateur de pression de freinage.

Le régulateur de pression corrige, au freinage, la pression du liquide de frein dans les cylindres de roue des freins arrière, excluant la possibilité de blocage des roues arrière avant les roues avant.

Le régulateur est fixé au châssis et réagit, par l'intermédiaire du ressort de charge, à la charge perçue par le pont arrière.

Frein de stationnement à commande par câble depuis le levier vers les roues arrière
Fig. 6. Frein de stationnement : A — cote de contrôle (144–150 mm) ; 1 — levier de frein de stationnement ; 2 — câble avant ; 3 — écrous ; 4 — support ; 5, 8 — câbles arrière ; 6 — barre d'écartement ; 7 — levier d'écartement ; 9 — égalisateur.

Le frein de stationnement est mécanique, à commande par câble depuis le levier installé dans l'habitacle vers les freins des roues arrière.

Lors de l'action sur le levier 1, par l'intermédiaire des câbles 2, 5, 8 et des leviers 7, les garnitures des freins sont plaquées contre les tambours, immobilisant le véhicule.

Le levier 1 est verrouillé en position relevée par un mécanisme à cliquet composé d'un cliquet et d'un secteur denté.

Lorsque le levier est relevé, un contacteur situé sur le support de fixation du levier allume le témoin au combiné d'instruments.

Les câbles du frein de stationnement sont en acier galvanisé et protégés par une gaine plastique ; aux points de courbure, on utilise des douilles de guidage en matériau antifriction.

Le système hydraulique de freinage est réuni en un ensemble par des tuyaux métalliques et des flexibles. Les tuyaux sont en acier avec revêtement anticorrosion ; les flexibles sont en caoutchouc armé, calculés pour une pression de service d'au moins 10 MPa.

Le système est rempli de liquide de frein DOT-4 (à base de polyglycol, température d'ébullition au moins 230 °C). Le remplacement du liquide est recommandé au moins tous les 2 ans ou 30 000 km.

La course de la pédale de frein, moteur en marche, doit être d'environ 50 mm.

Important : Une course trop faible indique un réglage initial incorrect de la pédale de frein, un défaut de réglage du servofrein ou un grippage du cylindre de roue ; elle entraîne une surconsommation de carburant et une usure accélérée des garnitures.

Une course trop grande est le signe de jeux excessifs dans le mécanisme de pédale ou d'un défaut d'étanchéité de la commande hydraulique.

Si la course diminue lors d'appuis répétés sur la pédale, c'est-à-dire qu'elle devient dure, il y a de l'air dans le système.

Si la course totale de la pédale commence à augmenter, le système n'est pas étanche.

Si la pédale de frein vibre toujours au freinage, les disques de frein sont probablement voilés. Malheureusement, dans ce cas, il faut les remplacer, et les deux à la fois.

Si le véhicule tire d'un côté au freinage, vérifiez les cylindres de roue : leur remplacement peut être nécessaire.

Si un claquement apparaît dans la suspension avant et disparaît au freinage, vérifiez le serrage des boulons de fixation de l'étrier.

Important : Après le remplacement des garnitures de frein, avant de démarrer, appuyez plusieurs fois sur la pédale de frein — les pistons des cylindres de roue doivent se remettre en place.

Schéma de la commande de freinage de service avec système antiblocage
Fig. 7. Schéma de la commande de freinage de service des véhicules avec ABS : I — circuit avant ; II — circuit arrière ; 1 — frein avant ; 2 — maître-cylindre ; 3 — témoin de chute anormale du niveau de liquide de frein ; 4 — servofrein ; 5 — frein arrière ; 6 — groupe hydraulique ABS ; 7 — rotor ; 8 — capteur ABS.

En version optionnelle, le véhicule est équipé d'un système de freinage avec système antiblocage (ABS).

Défaillances possibles du système de freinage et méthodes de réparation

Course de pédale de frein augmentée :

  • — Fuite de liquide de frein des cylindres de roue — Remplacez les cylindres défectueux, rincez et séchez les garnitures, disques et tambours.
  • — Air dans le système de freinage — Éliminez l'air en purgeant le système.
  • — Joints en caoutchouc endommagés dans le maître-cylindre — Remplacez le cylindre complet.
  • — Flexibles de la commande hydraulique endommagés — Remplacez les flexibles et purgez le système.
  • — Faux-rond excessif du disque de frein (plus de 0,15 mm) — Rectifiez ou remplacez le disque si son épaisseur est inférieure à 30,0 mm.

Efficacité de freinage insuffisante :

  • — Garnitures souillées d'huile — Rincez et séchez les garnitures.
  • — Grippage des pistons dans les cylindres de roue — Éliminez les causes du grippage, remplacez les pièces endommagées.
  • — Usure complète des garnitures — Remplacez les garnitures.
  • — Surchauffe des freins — Arrêtez-vous et laissez refroidir les freins.
  • — Utilisation de garnitures non conformes — Utilisez des garnitures d'origine.
  • — Défaut d'étanchéité d'un circuit (accompagné d'un enfoncement de la pédale) — Remplacez les pièces endommagées, purgez le système.
  • — Réglage incorrect de la tige du servofrein — Réglez la tige.

Relâchement incomplet de toutes les roues :

  • — Absence de jeu libre de la pédale de frein — Remplacez le maître-cylindre.
  • — Saillie excessive de la tige du servofrein — Réglez la tige.
  • — Gonflement des joints en caoutchouc du maître-cylindre dû à l'essence ou à l'huile — Rincez et purgez tout le système, remplacez les pièces en caoutchouc.
  • — Déplacement de l'étrier avant dû au desserrage des boulons — Serrez les boulons de fixation.
  • — Réglage incorrect du frein de stationnement — Réglez le frein de stationnement.

Dérapage ou tirage d'un côté au freinage :

  • — Grippage du piston du cylindre de roue — Vérifiez et éliminez le grippage.
  • — Tuyau bouché par un enfoncement ou un encrassement — Remplacez ou nettoyez le tuyau.
  • — Salissure ou souillure d'huile des disques, tambours et garnitures — Nettoyez les pièces des freins.
  • — Angles de géométrie des roues incorrects — Réglez les angles de géométrie.
  • — Pression des pneus différente — Établissez la pression nécessaire.
  • — Un circuit de freinage ne fonctionne pas — Remplacez les pièces endommagées et purgez le système.

Effort accru sur la pédale de frein :

  • — Servofrein défectueux — Remplacez le servofrein.
  • — Flexible du servofrein endommagé ou fixation desserrée — Remplacez le flexible.
  • — Gonflement des joints des cylindres dû à un liquide de frein non conforme — Remplacez les cylindres, rincez et purgez le système.

Sifflement ou vibration des freins :

  • — Garnitures souillées d'huile — Nettoyez à la brosse métallique avec détergent et eau tiède.
  • — Usure des garnitures ou inclusions étrangères — Remplacez les garnitures.
  • — Faux-rond excessif dû à l'usure du disque — Rectifiez ou remplacez le disque.