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1 / 8 Une roue, de la pédale à la route Le modèle montre le frein d’une roue avant, pédale à gauche et roue à droite. La piste d’essai au fond compare les distances d’arrêt. La voiture freine depuis 100 km/h avec 300 N sur la pédale, et le panneau dans le coin suit la force tout du long.
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01 Une roue, de la pédale à la route Le modèle montre le frein d’une roue avant, pédale à gauche et roue à droite. La piste d’essai au fond compare les distances d’arrêt. La voiture freine depuis 100 km/h avec 300 N sur la pédale, et le panneau dans le coin suit la force tout du long.
02 Pédale et servofrein La pédale est un levier de rapport 4 pour 1 : les 300 N du pied deviennent 1200 N sur la tige de poussée. Le servofrein à dépression placé derrière y ajoute la poussée de la dépression moteur et envoie 4200 N dans le maître-cylindre.
03 La pression dans le maître-cylindre Le piston du maître-cylindre mesure 22,2 mm de diamètre, soit 3,87 cm². Le pousser avec 4200 N porte la pression du liquide à 10,9 MPa, et comme le liquide de frein est presque incompressible, cette pression atteint chaque point du circuit.
04 Un piston plus gros à la roue Le piston d’étrier mesure 54 mm, soit 5,9 fois la surface du piston du maître-cylindre. Les mêmes 10,9 MPa le poussent avec 24,9 kN, de quoi presser les plaquettes sur le disque avec le poids de 2,5 tonnes. Ce piston n’avance qu’environ 0,2 mm pour chaque 1,2 mm parcouru par le piston du maître-cylindre.
05 Le mouvement devient chaleur Les plaquettes frottent sur le disque en rotation et le mouvement de la voiture devient chaleur. Un arrêt depuis 100 km/h envoie environ 130 kJ dans ce disque et réchauffe ses 9 kg d’environ 29 °C. Après 18 freinages appuyés sans temps pour refroidir, il dépasse 525 °C et commence à rougeoyer.
06 Quand la roue se bloque L’ABS est coupé sur route mouillée. Le frein demande 7,4 kN au pneu, qui ne peut en donner que 2,9 kN au plus : la roue cesse de tourner et glisse. Le caoutchouc qui glisse adhère moins : μ tombe de 0,80 à 0,51 et l’arrêt s’allonge à 76 m.
07 L’ABS relâche puis reprend ABS en marche, le calculateur surveille la vitesse de la roue. Quand le glissement dépasse 20 %, il ferme l’électrovanne d’admission et ouvre celle d’échappement, la roue reprend de la vitesse, puis la pression remonte. Dans ce modèle, cela se produit environ 14 fois par seconde.
08 Trois routes, deux façons de s’arrêter Les drapeaux verts montrent l’arrêt avec ABS, les rouges l’arrêt roues bloquées : 36 et 51 m sur le sec, 52 et 76 m sur le mouillé. Sur la glace, les deux demandent environ 790 m. Le braquage est activé, et seul le pneu qui roule peut faire passer la voiture sur la voie voisine.
Pédale de frein Un levier articulé en haut. Le pied appuie à 0,4 m de l’axe et la tige de poussée est fixée à 0,1 m, donc la pédale multiplie par quatre l’effort du pied (modèle). Servofrein à dépression Un tambour partagé par une membrane en caoutchouc. La dépression du moteur d’un côté et l’air de l’autre ajoutent leur poussée à celle du conducteur : 3,5 fois l’entrée dans ce modèle. Maître-cylindre Un piston de 22,2 mm de diamètre pousse le liquide de frein enfermé. Le réservoir au-dessus garde le cylindre plein à mesure que les plaquettes s’usent. « Voir l’intérieur » montre le piston. Canalisations de frein Des tubes en acier et un flexible portent la pression jusqu’à la roue. Ils virent à l’orange avec la pression : le premier tube montre celle du maître-cylindre, le second celle qui arrive à l’étrier. Modulateur ABS Un bloc de valves avec pompe et calculateur. Une électrovanne d’admission peut fermer la ligne et une électrovanne d’échappement peut laisser sortir le liquide : la pression d’une roue peut être maintenue ou abaissée plusieurs fois par seconde. Capteur de vitesse de roue Un capteur magnétique face à une cible dentée de 48 dents sur le moyeu. Chaque dent qui passe produit une impulsion. La pointe clignote avec les impulsions et s’immobilise quand la roue se bloque. Étrier Un étrier flottant à un seul piston côté intérieur. Quand le piston pousse la plaquette intérieure, le corps coulisse sur deux colonnettes et tire la plaquette extérieure contre le disque avec la même force. Piston d’étrier 54 mm de diamètre, soit 5,9 fois la surface du piston du maître-cylindre. À 10,9 MPa, il presse la plaquette avec 24,9 kN. Plaquettes de frein Garniture de friction sur des plaques d’acier, une sur chaque face du disque. Le coefficient de frottement sur la fonte est pris égal à 0,4. Le jeu au repos est dessiné environ dix fois trop grand pour qu’on le voie. Disque ventilé Deux faces en fonte grise de 300 mm de diamètre, reliées par 36 ailettes qui pompent l’air par le milieu. Sa couleur suit la température calculée à partir de la chaleur de chaque freinage. Roue et pneu Rayon de roulement 0,31 m, portant un quart d’une voiture de 1500 kg (3679 N). Le repère jaune montre si le pneu tourne. Des traces de freinage apparaissent quand le glissement dépasse 25 %. Piste d’essai Trois voies à l’échelle 1:40 : asphalte sec, asphalte mouillé et glace. Les drapeaux verts marquent l’arrêt avec ABS, les rouges l’arrêt roues bloquées. La voiture bleue effectue le freinage en cours.
