Le maître-cylindre (Master Cylinder), également connu sous le nom de maître-cylindre de frein, a pour fonction principale de pousser le liquide de frein (ou le gaz) à être transmis à chaque cylindre de frein pour pousser le piston.
Le maître-cylindre de frein est un cylindre hydraulique à piston unidirectionnel dont la fonction est de convertir l'énergie mécanique fournie par la pédale en énergie hydraulique. Il existe deux types de maîtres-cylindres de frein : à simple chambre et à double chambre, utilisés respectivement dans les systèmes de freinage hydrauliques à simple et à double circuit.
Afin d'améliorer la sécurité routière, conformément aux exigences du code de la route, le système de freinage des automobiles adopte désormais un système de freinage à double circuit, composé d'une série de maîtres-cylindres à double chambre (les maîtres-cylindres à chambre unique ont été supprimés).
Actuellement, la quasi-totalité des systèmes de freinage hydrauliques à double circuit sont des systèmes de freinage servo ou des systèmes de freinage dynamiques. Cependant, sur certains véhicules miniatures ou légers, afin de simplifier la structure et à condition que l'effort sur la pédale de frein ne dépasse pas la force physique du conducteur, il existe également des modèles utilisant un maître-cylindre de frein à double chambre en tandem pour former un système de freinage hydraulique manuel à double circuit.
structure du maître-cylindre de frein à double chambre tandem
Ce type de maître-cylindre de frein est utilisé dans un système de freinage hydraulique à double circuit, ce qui équivaut à deux maîtres-cylindres de frein à chambre unique connectés en série.
Le boîtier du maître-cylindre de frein est équipé d'un piston de cylindre avant 7, d'un piston de cylindre arrière 12, d'un ressort de cylindre avant 21 et d'un ressort de cylindre arrière 18.
Le piston du cylindre avant est étanchéifié par un joint torique 19 ; le piston du cylindre arrière est étanchéifié par un joint torique 16 et est positionné par une bague de retenue 13. Les deux réservoirs de liquide communiquent respectivement avec la chambre avant B et la chambre arrière A, et avec les cylindres de frein avant et arrière par leurs soupapes de sortie d'huile respectives 3. Le piston du cylindre avant est poussé par la force hydraulique du piston du cylindre arrière, et ce dernier est actionné directement par la tige de poussée 15.
Lorsque le maître-cylindre de frein ne fonctionne pas, la tête de piston et la coupelle des chambres avant et arrière se trouvent juste entre les orifices de dérivation 10 et de compensation 11 respectifs. La force élastique du ressort de rappel du piston du cylindre avant est supérieure à celle du ressort de rappel du piston du cylindre arrière afin de garantir que les deux pistons soient dans la bonne position lorsqu'ils ne fonctionnent pas.
Lors du freinage, lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, la force exercée est transmise à la tige de poussée 15 par le mécanisme de transmission, ce qui pousse le piston 12 du cylindre arrière vers l'avant. Une fois le joint en cuir obturé sur l'orifice de dérivation, la pression dans la chambre arrière augmente. Sous l'effet de cette pression hydraulique et de la force du ressort du cylindre arrière, le piston 7 du cylindre avant se déplace vers l'avant, augmentant ainsi la pression dans la chambre avant. Si la pédale de frein est maintenue enfoncée, la pression hydraulique dans les chambres avant et arrière continue d'augmenter, assurant ainsi le freinage des freins avant et arrière.
Lorsque le frein est relâché, le conducteur relâche la pédale de frein, sous l'action des ressorts de piston avant et arrière, le piston et la tige de poussée du maître-cylindre de frein reviennent à leur position initiale, et l'huile dans la canalisation pousse l'ouverture de la soupape de retour d'huile 22 et reflue vers le maître-cylindre freiné, de sorte que l'effet de freinage disparaît.
Si le circuit commandé par le maître-cylindre avant tombe en panne, le piston du cylindre avant ne génère pas de pression hydraulique. Cependant, sous l'effet de la force hydraulique du piston du cylindre arrière, le piston du cylindre avant est repoussé vers l'avant, et la pression hydraulique générée par le maître-cylindre arrière permet toujours d'actionner la roue arrière pour freiner. Si le circuit commandé par le maître-cylindre arrière tombe en panne, ce dernier ne génère pas de pression hydraulique. Néanmoins, le piston du cylindre arrière se déplace vers l'avant sous l'action de la tige de poussée et entre en contact avec le piston du cylindre avant, le repoussant ainsi vers l'avant. Le maître-cylindre avant peut alors continuer à générer la pression hydraulique nécessaire au freinage des roues avant. On constate ainsi que même en cas de défaillance d'un circuit quelconque du système de freinage hydraulique à double circuit, le maître-cylindre de frein reste fonctionnel, mais la course de la pédale de frein est augmentée.
