Maître-cylindre de frein : signification, fonctionnement, composants

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Maître-cylindre de frein

L’un des éléments les plus essentiels du système de freinage d’une voiture est le maître-cylindre de frein. C’est la première partie du système de freinage d’une voiture qui est activée en appuyant sur la pédale de frein. Il est chargé de convertir la pression du conducteur sur la pédale de frein en pression hydraulique qui est ensuite envoyée aux étriers de frein, ce qui provoque le ralentissement ou l’arrêt des roues. Le maître-cylindre de frein fonctionne comme une sorte de pompe qui comprime le liquide de frein avant de l’envoyer aux étriers via les conduites de frein.

Lorsque le maître-cylindre de frein tombe en panne, il peut être difficile, voire impossible, de ralentir ou d’arrêter la voiture, ce qui augmente les risques d’accidents. Le maître-cylindre de frein doit être fréquemment inspecté et entretenu pour garantir un fonctionnement optimal et prévenir tout danger potentiel sur la route. Pour que le maître-cylindre de frein survive à la pression et à la chaleur produites lors du freinage, des matériaux de haute qualité comme la fonte ou l’aluminium sont généralement utilisés.

Eh bien, dans cet article, je vais discuter de la signification, des fonctions, de l’emplacement, des schémas, des composants, des types, du fonctionnement et des problèmes d’un maître-cylindre de frein. Je discuterai également des symptômes d’un maître-cylindre défaillant et de son coût de remplacement.

Alors, plongeons-nous !

Qu’est-ce qu’un maître-cylindre de frein ?

Un maître-cylindre de frein, également appelé maître-cylindre, est une pompe hydraulique. Il alimente le circuit de freinage en liquide de frein afin de convertir la pression exercée sur la pédale de frein en pression hydraulique. En d’autres termes, un maître-cylindre de frein est un composant du système de freinage d’un véhicule qui convertit la force mécanique exercée par le pied du conducteur sur la pédale de frein en pression hydraulique. Les étriers de frein ou cylindres de roue transmettent alors la pression hydraulique produite par le maître-cylindre de frein aux plaquettes ou mâchoires de frein, qui servent à ralentir ou arrêter le véhicule.

Le maître-cylindre de frein est un élément essentiel du système de freinage et est essentiel pour fournir une puissance de freinage sûre et efficace. Même si le maître-cylindre est destiné à durer toute la vie du véhicule, comme les étriers de frein, il développe occasionnellement des fuites ou subit d’autres pannes, nécessitant une reconstruction ou un remplacement.

Lire la suite :  Comprendre le bloc-cylindres moteur de l’automobile

Les fonctions

La fonction d’un maître-cylindre, également appelé maître-cylindre de frein, est d’introduire du liquide de frein dans le circuit de freinage et de le réguler en fonction de la force mécanique pour convertir la pression sur la pédale de frein en pression hydraulique.

Eh bien, les fonctions typiques d’un maître-cylindre incluent le développement d’une pression qui amène les pistons des cylindres de roue à se déplacer vers les rotors ou le tambour après que les patins ou les plaquettes ont déjà généré suffisamment de friction. Il maintient également le système plein de liquide à mesure que les garnitures de frein diminuent et peut maintenir une légère pression pour empêcher les contaminants de pénétrer dans le système.

Emplacement du maître cylindre

Le maître-cylindre pour freins manuels est directement fixé sur la pare-feu et relié à la pédale de frein. Dans les freins assistés, le maître-cylindre est relié à un servofrein, ce qui donne au système de freinage une puissance supplémentaire. La pédale de frein est reliée au booster par l’ensemble fixé à la cloison pare-feu dans le compartiment moteur.

Schéma d’un maître-cylindre de frein

 Composants d’un maître-cylindre de frein

Voici les principales pièces d’un maître cylindre :

Pédale de frein

Le composant crucial de l’ensemble maître-cylindre, à partir duquel vous activez le maître-cylindre, est la pédale de frein.

Piston

Le piston à l’intérieur du cylindre tourne lorsque vous appuyez sur la pédale de frein. En conséquence, le piston provoque la compression du liquide de frein à l’intérieur du cylindre, produisant une pression hydraulique élevée. Des tiges de poussée et des ressorts de rappel maintiennent le piston MC en place.

Réservoir

Dans les systèmes de freinage hydrauliques, le liquide de frein est généralement stocké dans le réservoir. Il est généralement en fonte, en aluminium ou parfois en plastique. Les réservoirs rectangulaires sont généralement utilisés pour les freins à disque arrière ; cependant, ils peuvent aussi occasionnellement être ronds. Il est possible de voir le niveau et la couleur de l’huile dans ce réservoir grâce à sa conception.

Cylindre

C’est le boîtier étanche à l’air dans lequel le piston se déplace lorsque la pédale de frein est enfoncée, modifiant et multipliant la force. La fonte ou l’aluminium sont utilisés pour fabriquer le cylindre.

Ensemble piston

Un ensemble piston est essentiellement un ensemble de pièces composé d’un piston, d’un certain nombre de joints toriques ou de joints, également appelés coupelles ou joints toriques, d’un cercle P, d’une coupelle primaire, d’une coupelle secondaire et d’un ressort de rappel. L’alésage du maître-cylindre n’est pas loin de l’endroit où se trouve l’ensemble piston.

Vessie

Habituellement, un maître-cylindre à système ouvert contient cette pièce. Parce qu’il est composé de caoutchouc fin, il peut se dilater, se comprimer et se déformer. D’un côté, il transporte du liquide et de l’autre, de l’air.

Liquide de frein

Le liquide de frein est généralement du liquide hydraulique. Elle est considérée comme étant tout aussi essentielle que l’huile moteur. La fonction principale du liquide de frein est de permettre à une voiture d’appliquer une pression sur les freins, de ralentir et de s’arrêter.

Série de joint

Un cercle P, une coupelle primaire, une coupelle secondaire et un joint torique constituent la série de joints. Le piston est maintenu en place entre la tige de poussée et la coupelle par un cercle P qui sert de retenue.

Lorsque le levier ou la pédale de frein est enfoncé, le joint primaire permet au liquide de frein du réservoir de s’écouler dans le tuyau de frein, mais le joint secondaire maintient le liquide de frein scellé et l’empêche de s’écouler vers l’extérieur lorsque la pédale de frein est enfoncée.

Retour du printemps

Il s’agit d’un type spécifique de ressort installé à l’intérieur du cylindre et qui aide à maintenir le piston et la pédale de frein dans leur position d’origine une fois la pédale de frein relâchée. Les freins à tambour et les freins à disque l’utilisent tous deux.

Soupape

Cette valve relie la conduite de frein au véhicule. Le liquide de frein comprimé est ensuite transmis à l’étrier à l’aide de cette valve.

Types de maîtres-cylindres de frein

Voici les principaux types de maîtres-cylindres de frein :

Système ouvert

Les réservoirs d’un ensemble maître-cylindre à système ouvert contiennent une vessie. Ces vessies aident à ajuster le niveau de liquide de frein des maîtres-cylindres. Comme la vessie n’a qu’un seul côté exposé, elle réagit aux changements de température en se dilatant ou en se contractant. Un système ouvert présente l’avantage d’ajuster automatiquement le niveau de liquide de freinage dans l’ensemble maître-cylindre. protection contre l’échauffement du système de frein à disque.

Cela n’a aucun impact sur les performances de freinage, car l’expansion ou la contraction de la vessie ajuste automatiquement la quantité de liquide de frein dans le système. L’ajustement automatique est un inconvénient d’un système ouvert. Lorsque les plaquettes de frein tombent en panne, le système ouvert ajoute une quantité excessive de liquide dans l’alésage de l’étrier, ce qui oblige le piston à s’ajuster à la plaquette défaillante.

L’ensemble disque et étrier pourrait subir des dommages dans cette situation. De plus, cela fait du bruit et altère les performances des freins. Les performances des freins peuvent être affectées à la fois par une vessie sous-remplie sous vide et par une vessie trop remplie sous pression. Elle est donc considérée comme une technologie ancienne.

Systeme ferme

Il n’y a pas de vessie dans un réservoir dans un maître-cylindre en système fermé. Un ajustement humain est donc nécessaire pour le système. Un tel système a l’avantage de permettre de vérifier le niveau de liquide de frein via le réservoir et de le remplacer s’il est bas ou s’il ne répond pas aux spécifications. Dans de tels systèmes, les plaquettes de frein usées peuvent être rapidement identifiées et remplacées.

L’inconvénient d’un tel système est qu’il peut entraîner des problèmes de surchauffe. L’efficacité du freinage peut être affectée si le niveau de liquide de frein n’est pas optimal. Les performances de freinage peuvent être affectées si une bulle d’air se développe n’importe où dans le système. Pour éviter la formation de bulles d’air lors du changement du liquide de frein, le liquide de frein doit être purgé.

Monocylindre

Le piston à l’intérieur du cylindre est poussé par le levier de la pédale de frein dans ce type de maître-cylindre, forçant le fluide à pénétrer dans le cylindre récepteur à travers les conduites. Un ressort inséré dans le cylindre force le piston à revenir à sa position initiale lorsque la pédale de frein est retirée.

Le liquide de frein du réservoir de liquide de frein est aspiré hors des conduites et dans les cylindres par la pression négative générée. Puisqu’un seul piston ou circuit est utilisé, les moteurs monocylindres exercent la même force sur toutes leurs roues.

Tandem ou bicylindre

Un cylindre double cylindre à double piston ou monocylindre à double piston est utilisé dans cette version modifiée du maître-cylindre pour un freinage indépendant entre les roues avant et arrière. Il permet un freinage indépendant des roues avant et arrière du véhicule, ce qui est crucial pour la sécurité.

Lorsque la pédale de frein est enfoncée, le piston primaire appuie contre un ressort fixé à l’arrière du piston secondaire. Le piston secondaire commence à pomper du fluide à travers son système désigné lorsque le ressort est comprimé. Ceux-ci sont presque toujours utilisés dans les automobiles car ils sont plus efficaces que les maîtres-cylindres à circuit unique.

Maître cylindre sans port

Par rapport aux conceptions conventionnelles qui utilisent un port de compensation, le type sans port offre un desserrage plus rapide des freins. Lorsque le frein est relâché, un ensemble de soupapes dans le piston s’ouvre pour égaliser la pression.

Cela permet de se passer d’un port de compensation, qui restreint le débit de fluide et abaisse la pression du système de freinage lors de la première application. Ceux-ci fonctionnent mieux lorsqu’ils sont utilisés avec le système ABS, qui modifie rapidement la force de freinage.

Principe de fonctionnement d’un maître-cylindre de frein

Le fonctionnement d’un maître-cylindre de frein est un principe de base des systèmes hydrauliques des automobiles, qui peut être relativement facile à comprendre, mais l’application et les composants impliqués peuvent être assez étendus et couvrir un large éventail de sujets.

Le maître-cylindre de frein est composé de nombreuses pièces mobiles et, étant le cœur du système de freinage, sa durabilité et son bon état sont essentiels. La fonction de chaque composant sera clarifiée, ce qui facilitera l’identification d’un problème.

Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, une tige de poussée transfère la force au maître-cylindre de frein. Le piston du maître-cylindre de frein est actionné par la tige de poussée, comprimant le liquide de frein à l’intérieur du cylindre et produisant une pression hydraulique.

Les conduites de frein transfèrent ensuite la pression hydraulique du maître-cylindre de frein aux étriers de frein ou aux cylindres de roue au niveau des roues. En poussant les plaquettes de frein contre les rotors ou les tambours et en créant une friction, la pression hydraulique à l’intérieur des étriers de frein ou des cylindres de roue au niveau des roues, qui contiennent des pistons, arrête la voiture.

Pour garantir que les freins d’un essieu continuent de fonctionner même en cas de panne d’un circuit hydraulique, le maître-cylindre de frein comprend deux circuits hydrauliques distincts, un pour chaque essieu. De plus, le maître-cylindre de frein dispose d’un réservoir qui stocke le liquide de frein et compense toute perte de volume provoquée par les changements de pression du système.

Le liquide de frein du système est conçu pour être incompressible ou pour ne pas changer de volume lorsqu’une pression est appliquée. Quelle que soit la force avec laquelle vous appuyez sur la pédale de frein, cette propriété du liquide de frein garantit que la même pression est maintenue dans tout le système de freinage.

Problèmes avec le maître cylindre

Voici quelques problèmes avec le maître-cylindre de frein que vous devriez éviter :

  • Fuites : Une fuite du maître-cylindre peut entraîner une perte de liquide de frein et une chute de la pression de freinage, ce qui peut altérer la capacité de freinage ou entraîner une panne.
  • Joints de piston usés : Les joints de piston du maître-cylindre peuvent devenir cassants et usés avec le temps, ce qui peut entraîner des fuites et de mauvaises performances de freinage.
  • Air dans les conduites de frein : Il peut être difficile d’appliquer une force de freinage adéquate lorsque la pédale de frein est molle ou spongieuse en raison de la pénétration d’air dans les conduites de frein.
  • Liquide de frein contaminé : Le maître-cylindre peut être endommagé en raison de la pénétration de saleté, d’humidité et d’autres contaminants dans le liquide de frein, ce qui pourrait entraîner des fuites et une diminution des performances.
  • Panne du maître-cylindre : Dans de rares cas, le maître-cylindre lui-même peut tomber en panne, rendant le véhicule complètement imparable.

Pour garantir des performances de freinage sûres, il est essentiel de faire inspecter et réparer votre maître-cylindre dès que vous soupçonnez un problème.

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Symptômes d’un maître-cylindre défaillant ?

Voici les signes et symptômes que vous remarquerez lorsque votre maître-cylindre de frein tombe en panne :

Comportement étrange de la pédale de frein

Vous remarquerez probablement d’abord que la pédale de frein fonctionne étrangement. La pression nécessaire au freinage est entièrement produite par le maître-cylindre. Vous le remarquerez donc dans la pédale s’il y a un problème de répartition de la pression ou d’étanchéité.

Des fuites peuvent également se développer si les joints du cylindre continuent à se détériorer. Cela contribue au rôle du maître-cylindre de frein dans la production d’une pédale molle ou spongieuse. Vous pourrez peut-être même le faire toucher le sol.

Malheureusement, ce symptôme ne permet pas de savoir si le maître-cylindre est endommagé. La cause la plus fréquente d’une pédale spongieuse est la présence d’air dans les conduites de frein. Votre voiture n’aura peut-être besoin que de changer le liquide de frein.

Fuite de liquide de frein

Vérifiez toute fuite de liquide de frein dans le système. Vous avez un problème si vous voyez du liquide de frein couler le long du servofrein ou du pare-feu ou à l’arrière du maître-cylindre. Il est même possible que du liquide de frein s’écoule par le pare-feu de l’habitacle. Le système finira par manquer de liquide de frein à cause de cette fuite, ce qui réduira votre puissance de freinage.

Freins incohérents

Les freins peuvent commencer à se comporter étrangement lorsque le maître-cylindre commence à tomber en panne. Vos freins peuvent d’abord fonctionner normalement, puis cesser soudainement de fonctionner complètement. Il s’agit sans aucun doute d’un problème très grave car cela devient plus dangereux lorsque l’on n’est pas sûr du bon fonctionnement des freins. La pédale peut parfois sembler solide à un moment donné et couler au sol le moment suivant.

Diminution de la capacité de freinage

Les freins peuvent cesser de fonctionner complètement à l’avant ou à l’arrière lorsque le maître-cylindre commence à tomber en panne. Vous observerez une perte considérable de puissance de freinage lorsque cela se produit. Vous pourriez vous retrouver dans un accident si vous ne prévoyez pas ce temps supplémentaire lorsque vous vous préparez à vous arrêter. Cela est dû au fait qu’un maître-cylindre défaillant peut augmenter la distance d’arrêt.

Le même symptôme peut être provoqué par d’autres composants du système de freinage cassés. Vous pouvez avoir affaire à du liquide ou de l’air vieux et usé dans les conduites de frein. Ces signes apparaissent également si votre conduite ou flexible de frein a éclaté.

Pas de freins

Les freins pourraient ne pas s’enclencher du tout dans le pire des scénarios. Même si cela n’arrive pas fréquemment, c’est possible. Lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, le maître-cylindre agit comme une pompe hydraulique pour pressuriser en permanence les conduites de frein. Cette conception rend considérablement plus probable la défaillance des freins avant ou arrière, mais pas des deux. Cependant, si le maître-cylindre tombe en panne, vous pouvez vous retrouver sans freins du tout.

Remplacement du maître-cylindre de frein et son coût

Ce qui suit montre comment le maître-frein est remplacé ;

  • Débranchement des conduites de frein et du servofrein.
  • Retirez l’ancien maître-cylindre du pare-feu en le déboulonnant.
  • Rattachement des conduites de frein et du booster, et installation d’un nouveau maître-cylindre.
  • Rincer le système de freinage du vieux liquide et de l’air.

Coût

Le coût moyen du remplacement d’un maître-cylindre de frein se situe entre 240 $ et 520 $. Alors que les pièces coûtent entre 160 $ ​​et 320 $, les coûts de main-d’œuvre sont estimés entre 98 $ et 173 $. Les taxes et autres coûts ne sont pas inclus dans cette fourchette, et votre véhicule ou zone géographique particulière n’est pas non plus pris en compte. Des réparations supplémentaires pourraient être nécessaires. Selon le modèle de voiture et la fabrication, le remplacement du maître-cylindre peut coûter :

Véhicule Coûts comprenant les pièces et la main d’œuvre
Chevrolet Silverado300 $ – 545 $
Ford Focus400 $ – 750 $
Toyota Camry310 $ – 530 $
Honda Civic230 $ – 475 $

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FAQ

Quels sont les symptômes d’un maître-cylindre de frein défectueux ?

La pédale sera impactée si elle tombe en panne puisque le cylindre ne répartira pas efficacement la pression. Un mauvais cylindre s’usera et commencera à fuir si vous continuez à conduire votre voiture avec. Lorsqu’elle est enfoncée, la pédale sera également pâteuse et spongieuse et risque de s’enfoncer considérablement.

A quoi sert un maître-cylindre de frein ?

Le maître-cylindre, également appelé maître-cylindre de frein, alimente le circuit de freinage en liquide de frein et le régule en fonction de la force mécanique pour convertir la pression sur la pédale de frein en pression hydraulique.

Qu’est-ce qui cause la panne d’un maître-cylindre ?

Le maître-cylindre, élément crucial, convertit le mouvement de votre pédale de frein en pression hydraulique. Ce maître-cylindre finit par tomber en panne en raison d’une usure importante liée à la pression qui se produit au fil du temps.

Quand faut-il remplacer un maître-cylindre de frein ?

La pédale de frein est spongieuse ou molle. Les composants de votre maître-cylindre de frein se dégraderont avec le temps.
Le témoin de freinage ou de contrôle du moteur est allumé.
Votre liquide de frein semble sale ou noir.

Le maître-cylindre peut-il être réparé ?

Une pédale de frein molle ou spongieuse indique probablement que votre maître-cylindre doit être « reconstruit ». Vous devrez le démonter, nettoyer les composants métalliques, affiner l’alésage, remplacer les pièces usées par des pièces neuves provenant d’un kit de reconstruction, puis le remonter.

Comment tester un maître-cylindre de frein ?

Pour appuyer et maintenir le piston à l’arrière du maître-cylindre, utilisez un tournevis. Au-delà de quelques millimètres, le piston doit être extrêmement ferme, voire complètement immobile. Si le piston continue à avancer, au moins un des joints internes est brisé.

Un maître-cylindre peut-il tomber en panne sans fuir ?

Oui, les maîtres-cylindres peuvent tomber en panne sans fuir. Le maître-cylindre d’embrayage a un piston à l’intérieur, et différents fabricants placent la conduite haute pression et la conduite de retour (basse pression) dans le cylindre à différents endroits.

Quelle est la durée de vie des maîtres-cylindres ?

Le maître-cylindre finira par perdre sa fonctionnalité, un peu comme tout équipement mécanique ou hydraulique. Le maître-cylindre standard peut durer entre 60 000 et 200 000 miles, selon l’utilisation. Par exemple, les usagers de l’autoroute utilisent leurs freins moins fréquemment que les taxis urbains, de sorte que leurs maîtres-cylindres durent plus longtemps.

Comment réinitialiser un maître-cylindre ?

  • Retirez le maître-cylindre.
  • Retirez la botte en caoutchouc.
  • Retirez le circlip.
  • Retirez le piston et le ressort.
  • Examinez et nettoyez le cylindre.
  • Montez les nouveaux joints sur le nouveau piston.
  • Installez le ressort de remplacement.

Conclusion

Le maître-cylindre de frein, qui transforme l’action du conducteur sur la pédale en pression hydraulique qui engage les freins, est un élément crucial du système de freinage d’un véhicule. Pour des performances de freinage sûres et fiables, il doit fonctionner correctement. La sécurité et l’efficacité du système de freinage d’une voiture dépendent d’un entretien régulier, d’inspections rapides et de la résolution de tout problème de maître-cylindre.