Pensez à la dernière fois que vous avez freiné. La pédale a-t-elle été immédiatement ferme ou avez-vous dû la pomper plusieurs fois ? Pour la plupart des voitures modernes équipées d’étriers flottants à un piston, la réponse est immédiate. Ce n’est pas magique. C’est la géométrie et la physique qui travaillent ensemble pour créer un système à la fois autocentré et auto-ajustable.
Le design est d’une simplicité trompeuse. Vous avez un piston du côté intérieur du rotor. Le corps de l’étrier glisse sur des axes lubrifiés, lui permettant de flotter. Lorsque vous appuyez sur la pédale, la pression hydraulique pousse le piston vers l’extérieur, serrant la plaquette intérieure contre le rotor. La force de réaction tire ensuite l’ensemble de l’étrier vers l’intérieur, faisant glisser la plaquette extérieure contre l’autre côté du disque métallique.
L’étrier pouvant se déplacer latéralement, il recherche naturellement le centre. Peu importe si le rotor est légèrement déformé ou si les broches de l’étrier sont un peu granuleuses. L’action flottante se corrige à chaque fois que vous freinez. C’est le mécanisme d’auto-centrage en action.
Le problème avec les ressorts
C’est ici que cela devient intéressant pour les passionnés qui se souviennent des véhicules plus anciens. Beaucoup de gens pensent que les plaquettes de frein doivent être éloignées du rotor lorsque vous soulevez le pied de la pédale. Cela était vrai pour les anciens modèles à étrier fixe, qui utilisaient de puissants ressorts de rappel pour remettre les plaquettes en place.
Les étriers flottants à un piston n’ont pas ces ressorts de rappel. Les plaquettes restent en contact léger et constant avec le rotor. Est-ce mauvais pour le rendement énergétique ou l’accumulation de chaleur ? Pas vraiment. Le contact est si minime que la traînée est négligeable.
Pourquoi retirer les ressorts ? Pour éliminer un point de défaillance. Les ressorts s’affaiblissent avec le temps. Ils se corrodent. Ils cassent. Sans eux, le système est plus fiable et moins cher à fabriquer. Mais il y a une raison fonctionnelle qui compte davantage : la maintenance.
Comment la dynamique des fluides le rend auto-ajustable
Les pistons de frein ont un diamètre nettement plus grand que les pistons du maître-cylindre. Ce rapport offre un avantage mécanique, vous permettant d’arrêter un véhicule de deux tonnes d’un pied léger. Mais cela crée un problème de déplacement de fluide.
Si les pistons de frein se rétractaient complètement dans leurs étriers, ils devraient repousser un volume massif de liquide vers le maître-cylindre. Les pistons du maître cylindre sont petits. Ils ne peuvent pas déplacer autant de liquide assez rapidement à travers les lignes étroites.
Si vous deviez attendre que le liquide revienne, vous devrez pomper la pédale de frein à plusieurs reprises pour créer de la pression avant même que les plaquettes ne touchent le rotor. C’est pourquoi les voitures dont le système de freinage est défaillant semblent spongieuses et nécessitent un pompage.
En gardant les plaquettes en léger contact, le volume de liquide dans le système reste constant. Il n’y a pas d’entrefer à fermer. Vous appuyez sur la pédale, la pression monte instantanément et les coussinets se serrent. Le système s’ajuste tout seul car il n’y a pas de rétraction au départ.
L’héritage des étriers fixes
Cette commodité d’auto-ajustement est un luxe de la conception à piston unique. Les voitures plus anciennes, en particulier les modèles hautes performances ou de luxe des années 70 et 80, utilisaient souvent des étriers fixes à deux ou quatre pistons.
Dans ces configurations, les pistons se trouvaient des deux côtés du rotor. Pour rétracter les patins, les constructeurs ont dû installer des mécanismes de rappel à ressort. Ces conceptions offraient une meilleure sensation de pédale et un meilleur refroidissement car l’étrier
