Le système de frein hydraulique de la NSU TT
(frein à disque - frein à tambour)
Introduction
L'introduction en Europe en 1924 par Mr Alfred Teves du système hydraulique Lockheed, déjà en application en Amérique, donna une impulsion importante a l'évolution du frein. Le but fut de construire un système de frein qui donne une pression dosable sur les quatre cylindres de frein de manière simultanée. Le système devait aussi pouvoir fonctionner longtemps et sans trop d'entretien. Chez NSU on vit en premier les freins à disque monté de série à l'avant sur la Wankel Spider (1964) et livrable en option dès 1964 sur les modelés NSU Prinz 4, la NSU SportPrinz et la NSU Typ 110 ou la NSU 1200. Les TT et TTS avaient de série des freins à disque à l'avant, l'NSU Ro 80 (1967) fut construite avec des disques à l'avant et à l'arrière.
Dans cette article une explication sur:
1. Le maître cylindre.
2. La valve de pré pression et le contacteur de feux stop.
3. Le cylindre récepteur.
4. Le frein à disque.
5. Flexible, tuyauterie et liquide de frein.
6. Entretien et conseil.
1. Le maître cylindre
Le maître cylindre, organe central, peut être considéré comme le coeur du système de frein ATE. De la partent les conduites de frein vers les cylindres récepteurs. La force sur la pédale de frein actionne le mécanisme du maître cylindre. Cette force se transforme en pression hydraulique qui actionne instantanément les mécanismes de freinage par les cylindres récepteurs.
La Loi de Pascal est d'application ici: une pression appliquée sur un liquide se propage dans ce liquide dans tous les sens et de force égale. Les importantes fonctions suivantes doivent être examinées:
1. remplissage automatique du liquide de frein dans un "circuit fermé" et l'obtention de la pression.
2. le fonctionnement rapide lors d'un enfoncement court de la pédale.
3. protéger le système hydraulique de l'air.
Les pièces et le fonctionnement du maître-cylindre: dans le maître-cylindre se trouve le piston et les coupelles résistantes au liquide de frein, la coupelle primaire (séparée du piston ) et la secondaire (autour du piston). Le piston est maintenu en place par un ressort et repoussé dans sa position de repos quand la pédale de frein est relâchée. Ce ressort se trouve entre la coupelle principale et la soupape du fond. Un réservoir de liquide de frein est raccordé au maître-cylindre. Sur la TT ce raccord se fait à l'aide d'un caoutchouc. Le réglage de réapprovisionnement du liquide de frein est réglé par la présence d'un petit orifice (0,8 mm) reliant le tuyau du réservoir au cylindre juste derrière la coupelle primaire et un plus grand passage près du piston. Lorsque la pédale est enfoncée, la coupelle primaire ferme l'orifice de réapprovisionnement et le système est "fermé". Le liquide enfermé, sous pression, peut maintenant propager la pression jusqu'aux cylindres récepteurs. Pour réaliser déjà une grande force sur les patients de frein (tout autour pour des freins à tambours) et ce pour un petit déplacement de la pédale, la soupape du fond du cylindre entre en action. Grâce à elle et le ressort une certaine pression est maintenu dans la tuyauterie. Pour la NSU TT une soupape à petit diamètre est montée dans le maître-cylindre, puisque les disques avants n'ont pas besoin de pré-pression, mais dans la conduite d'huile vers les tambours arrières, une deuxième soupape va reprendre cette fonction. Pour prévenir l'entrée d'air dans le système, le piston est munit d'un creux qui d'une part est en communication avec le réservoir de frein et d'autre part est en communication avec le système hydraulique à l'aide de six petits trous forés dans le cylindre.
Lorsque la pédale de frein est relâché rapidement, il se craie un vide dans le système qui est comblé d'huile par la coupelle principale et le trou dans le cylindre vers le réservoir d'huile de frein. Le liquide suit le chemin suivant: il entre dans le cylindre par l'orifice ou est raccordé le réservoir, passe la rondelle en laiton et l'ouverture dans la rondelle du joint principale. Quant le piston est revenu dans la position de repos, l'équilibre se rétablit par l'orifice vers le réservoir. La rondelle en laiton sert à boucher les petits trous du piston en position de repos et à protéger la coupelle. La coupelle principale ne sert pas qu'a rendre le circuit hermétique, mais aussi a empêcher que l'air y pénètre.
Le maître-cylindre de la TT est identique à celui de la NSU 1000 à l'exception de la soupape du fond. En générale un maître-cylindre à soupape spéciale est entouré d'une étiquette bleu avec “Ansluß mit Spezial Bodemventil” comme inscription. Pour les dimensions et les pièces détachées référez-vous au dessin.
2. La valve de pré pression et le contacteur de feux stop
Cette valve est un remplacement de la soupape du fond (standard), elle est utilisée pour garder une pression dans le circuit allant au frein à tambour. Lorsque la pression augmente, la valve de couple s'ouvre et les cylindres récepteurs vont fonctionner. Ensuite lorsque la pédale est relâchée, une bille va faire en sorte qu'il reste un peu de pression dans le circuit des freins à tambour. Les deux ressorts et les joints caoutchoucs vont compenser une différence de pression éventuelle dans le circuit. Le fonctionnement est comparable à celui d'une soupape du fond.
Conseil: Avant de monter une vanne de pré pression, il faut s'assurer de son bon fonctionnement. Ceci est simple à faire, il suffit d'introduire délicatement une tige de 2mm par le trou hexagonal. Une petite pression doit décoller la bille du caoutchouc. De l'autre coté, la bille doit aussi se décoller, mais maintenant la pression doit être un peu plus forte. La valve de pré pression fonctionne uniquement suite à la pression dans le système. C'est un élément qui ne demande normalement pas d'entretien, lors que la pression augmente, les deux extrémités sont reliés, voir le croquis. Seul les conduits peuvent parfois s'obstruer.
3. Le cylindre récepteur
Dans le cylindre de frein se trouvent deux pistons munis de coupelle et tenus en place par un ressort. Sur le haut du cylindre se trouve un purgeur. Il faut prévoir des caches poussières en bonne état. Vérifiez les deux boulons de fixation M6 X 10 et s'ils sont roulés, il vaut mieux les remplacer. Si les patins doivent être remplacés, il vaut mieux revisser également les deux cylindres de frein (presque toujours nécessaire...) Les pistons en aluminium sont anodisés, ce qui leur donne une surface plus dure. Suit a l'usure et la corrosion, cette couche est abîmée.
Polir un piston est possible, mais la couche “dur” disparaît ce qui raccourcit sa duré de vie.
4. Le frein à disque
Les étriers droits et gauches sont différents car le purgeur doit toujours se trouver en haut. Les pistons ont un diamètre de 38 mm. L'étanchéité est obtenue grâce à un joint carré se logant dans une rainure de l'étrier ou il peut à peine se déplacer. Une pré pression dans la canalisation n'est pas nécessaire. Lorsque la pédale de frein est lâchée, les pistons sont “aspirés” vers l'intérieur ce qui libèrent les plaquettes. Les disque (TT) ont un diamètre de 229 mm. Les disques de la 1200C (251 mm) ne peuvent pas être utilisés pour la TT. L'épaisseur est de 9 mm. Lors de la rectification des disques, on ne peut pas les diminuer en deçà de 8,5 mm. La surface effective de freinage des quatre plaquettes est de 82.5 cm2. Remplacez les plaquettes lorsque l'épaisseur totale est 7 mm (épaisseur de la garniture minimale 2 mm). Toujours remplacé les 4 plaquettes. Par exemple par des FERODO type FDB 3M. Les goupilles et ressorts croisés sont par exemple du type 905 (Quick of PEX). Le frein à disque
5. Flexible, tuyauterie et liquide de frein
Il est conseillé de bien vérifier les flexibles. Ils vieillissent sous l'influence de la saleté extérieure, l'eau , la graisse, la pâte antirouille, la chaleur et la roule. L'intérieur aussi peut provoquer de sérieux problèmes, par son petit diamètre interne (d = +/- 1,5 mm) ils se bouchent principalement près des raccords.
La tuyauterie: Il faut vérifier les conduites pour la présence de rouille. Les conduites roulés doivent être immédiatement remplacer. A l'origine les conduites de frein étaient (sont) montés en acier, pour prévenir la rouille, ont peut monter des conduites plus résistantes. Les conduites sont alors en CuNi10Fe (Cunifer), du cuivre, du nickel et 10% d'acier. Diamètres des conduites: 3/16” (4,75 mm), épaisseur de la paroi 0,71 mm. Les conduites doivent être pliées et fixées pour ne pas vibrer; utilisez à ces fins des colliers Nylon.
Liquide de frein: Il veut mieux remplacer l'huile de frein tous les ans, par de l'huile ATE-SL-DOT 4 ou un produit équivalant. Le remplacement régulier est nécessaire par ce que l'huile absorbe petit à petit l'humidité de l'air. De ce fait la température d'ébullition du liquide de frein diminue. Pour la ATE-SL-DOT 4 elle est de 260° C; avec 4% d'eau, elle n'est plus que 165° C. Soyez prudents avec l'huile de frein, elle attaque très rapidement et en profondeur la peinture de carrosserie.
6. Entretien et conseils
Révision des cylindres récepteurs: Lors que l'on démonte un cylindre de frein, il est recommandé de prévoir un kit de révision adapté (coupelles, cache poussières et/ou des pistons). Nettoyez bien toute les pièces avec de l'alcool à brûler. Contrôlez l'intérieur du cylindre et le cas échéant, le polir à la cote supérieure. L'intérieur du cylindre est fréquemment attaqué à hauteur du joint d'étanchéité ce qui doit absolument être polis. Si alors le diamètre devient trop grand, il veut mieux carrément le jeter. Nettoyez et séchez soigneusement l'intérieur, les bords et la face de raccord des cylindres. Remonter les différentes pièces avec de la pâte de remontage spéciale ATE. Utilisez également de l'outillage de montage pour les coupelles, une pince à piston pour remonter les étriers ( voir le dessin).
Conseil: Vérifiez toujours de vieux (emballage neuf) cylindres de frein, vendus complètement montés, pour la qualité des joints. Après une conservation longue même non utilisé, des coupelles pertent beaucoup de leur qualité. Apprêt nettoyage et contrôle des pistons, remontez les avec de la pâte ATE.
Renouvelez le liquide de frein: Vérifiez le niveau actuel dans le réservoir. Commencez au cylindre récepteur de la roue arrière gauche. Enlevez le capuchon du purgeur et adaptez un tuyau plastique transparent du diamètre correspondant que vous laissez pendre dans un pot en verre. Pour obtenir une pression dans les canalisations, la pédale de frein doit être enfoncée 3 fois et puis maintenue enfoncée. (bloquez la pédale ou faite vous aider). Devisez le purgeur d'un demi tour; le liquide de frein coule dans le pot. Lorsque cela ne coule plus, le purgeur doit être fermé. Ensuite reproduisez de la pression, évacuez à nouveau l'huile et ce jus qu'a ce qu'il n'y ai plus d'huile dans le réservoir. Fermez alors le purgeur et remplissez le réservoir d'huile fraîche. Recommencez à récolter l'huile au même cylindre récepteur, jus qu'à ce que la nouvelle huile apparaisse. Refermez le purgeur et récoltez la vieille huile de la même manière successivement à la roue arrière droite, la roue avant droite et enfin à la roue avant gauche. Pendant toute cette opération il faut veiller à ce qu'il y ait toujours assez d'huile dans le réservoir. Il faut maintenant vérifier le système de frein et régler les secteurs de frein. Nettoyez les purgeurs et remettez les capuchons. Traitez le cas échéant les purgeurs avec un produit antirouille. Contrôlez pour finir encore le niveau de liquide de frein dans le réservoir, le remplir au niveau maximale indiqué. Soyez prudent avec le liquide de frein, il attaque rapidement la peinture! Enlevez le avec beaucoup d'eau si ca vous arrive. L'huile de frein est un déchet chimique.
Freins que patinent ou bloquent “en cours route”: Il se peut que dans certain cas un frein à tambour coince obstinément, ce qui provoque un sur échauffement du tambour. Réglez l'écartement des secteurs ne sert plus à rien, le problème est donc dans le cylindre. Il est déconseillé de bricoler dans ces circonstances à l'intérieur du cylindre récepteur. Le problème dans cette situation est probablement un piston bloqué et donc si le réglage des secteurs pourrait le résoudre, ca se bloquerait à nouveau au premier freinage. Pour éviter cette répétition, le bricolage de fortune suivant est une solution provisoire: devisez le raccord du circuit au cylindre et bouchez le conduit à l'aide d'une bille de 5 mm ou quelle que chose du genre, pour empêcher que la pression atteigne le cylindre. A la première occasion il faut naturellement remédier au problème initiale.
Outillage: Utilisez des clés plates spéciales à anneaux ouverts pour conduites de frein (slw 11) et flexibles (slw 14) pour viser et deviser ceux ci, car ils peuvent être très serrés. Si le purgeur est abîmé, il faudra le scier... Pour le maître-cylindre et les cylindres récepteurs, il ne faut pas d'outillage spéciale, sauf si il faut polir. Pour monter les secteurs, une pince à piston est très facile. Pour monter les étrier, il existe des outils pratiques mais pas vraiment indispensables.
Un calibre 20° pour positionner les pistons, une pince pour tourner les pistons, et une pince pour les enfoncer.
Mise en garde: Bien que cette article à été fait avec beaucoup de soin, il va de soi que l'auteur ne peut être pris comme responsable pour de l'information erronée ou un dommage qu'elle pourrait provoquer. Qui compte faire des travaux au système de frein les fait conscient du risque que cela comporte et sous sa propre responsabilité.
Laissez faire les travaux a un système de frein par des personnes qualifiès!