Le principe de fonctionnement du freinage repose principalement sur le frottement, grâce à l'utilisation de plaquettes et de disques (ou tambours) de frein, ainsi que du frottement des pneus avec la chaussée. L'énergie cinétique du véhicule est convertie en énergie thermique, ce qui permet son arrêt. Un système de freinage performant doit fournir une force de freinage stable, suffisante et contrôlable, et disposer d'une bonne transmission hydraulique et d'une capacité de dissipation thermique adéquate. Ceci garantit que la force exercée par le conducteur sur la pédale de frein soit transmise intégralement et efficacement à la pompe principale et aux pompes auxiliaires, évitant ainsi les pannes hydrauliques et la dégradation du freinage dues à une surchauffe. Il existe des freins à disque et des freins à tambour, mais outre leur coût plus avantageux, les freins à tambour sont nettement moins efficaces que les freins à disque.
friction
Le terme « frottement » désigne la résistance au mouvement entre les surfaces de contact de deux objets en mouvement relatif. L'intensité de la force de frottement (F) est proportionnelle au produit du coefficient de frottement (μ) et de la pression verticale positive (N) exercée sur la surface de frottement, selon la formule physique : F = μN. Dans le cas d'un système de freinage : μ représente le coefficient de frottement entre la plaquette et le disque de frein, et N la force exercée par le piston de l'étrier de frein sur la plaquette. Plus le coefficient de frottement est élevé, plus le frottement est important. Cependant, le coefficient de frottement entre la plaquette et le disque varie en raison de la chaleur générée par le frottement ; autrement dit, le coefficient de frottement (μ) est influencé par la température. Chaque type de plaquette de frein, de par ses matériaux et sa courbe de coefficient de frottement, possède sa propre température de fonctionnement optimale et sa plage de températures d'utilisation. Ces informations sont essentielles lors de l'achat de plaquettes de frein.
Transfert de la force de freinage
La force exercée par le piston de l'étrier de frein sur la plaquette de frein est appelée force de pédale. Après que la force exercée par le conducteur sur la pédale de frein soit amplifiée par le levier du mécanisme de pédale, cette force est à nouveau amplifiée par un système d'aspiration utilisant le principe de la différence de pression pour actionner le maître-cylindre de frein. La pression du liquide produite par le maître-cylindre exploite l'effet de transmission de puissance des fluides incompressibles et est transmise à chaque pompe auxiliaire par les canalisations de frein. Le principe de Pascal est utilisé pour amplifier la pression et pousser le piston de la pompe auxiliaire afin d'exercer une force sur la plaquette de frein. La loi de Pascal stipule que la pression d'un liquide est uniforme dans tout son milieu.
La pression s'obtient en divisant la force appliquée par la surface sollicitée. À pression égale, on peut amplifier la puissance en modifiant le rapport entre la force appliquée et la surface sollicitée (P1 = F1/A1 = F2/A2 = P2). Pour les systèmes de freinage, le rapport entre la pression de la pompe principale et celle de la pompe secondaire est égal au rapport entre la surface du piston de la pompe principale et celle de la pompe secondaire.
