Les freins à tambour n’ont pas changé de façon spectaculaire depuis leur introduction en masse en 1902 grâce à Louis Renault. Il a utilisé une garniture en amiante tissé pour la garniture du frein à tambour parce qu’aucun autre matériau ne permettait de dissiper la chaleur plus efficacement. Les fibres d’amiante se brisaient ou se séparaient avec le temps lorsqu’elles étaient exposées aux températures élevées provoquées par le freinage. Des brosses humides et des pulvérisateurs d’aérosols étaient couramment utilisés pour réduire la poussière. Ces freins étaient actionnés par des câbles et étaient donc purement mécaniques. De plus, ils n’avaient pas de réglage automatique, de sorte que le conducteur devait régulièrement vérifier l’écart entre les mâchoires et le tambour. Mais la conception de base, je le répète, n’a que très peu changé.
Décrivons ici la conception la plus courante du mécanisme de frein à tambour classique. Il y a un bouclier de frein qui est fixé de manière rigide au carter de l’essieu arrière ou à la fusée de la roue et qui ne tourne pas. Il y a également un tambour qui est fixé au moyeu de la roue et qui tourne avec lui et la roue.
Les plaquettes de frein sont montées sur le plateau de frein. Les plaquettes sont soutenues d’un côté par les essieux et de l’autre par les pistons du cylindre récepteur de frein (clairement visibles sur les photos). Lorsque l’on appuie sur la pédale de frein, le liquide de frein dilate les pistons du cylindre récepteur, ce qui a pour effet de dilater les plaquettes de frein. Les plaquettes sont pressées contre la surface du tambour et la voiture ralentit. Les patins de friction sont collés ou rivetés aux plaquettes.Des ressorts de pression sont installés pour éviter que les tampons ne tombent.
L’avantage de cette conception est que l’une des plaquettes possède une propriété de calage (appelée plaquette active). Pour vous donner un exemple, imaginez une roue de voiture, faites-la bien tourner et essayez d’insérer un objet entre la roue et l’arceau avec votre main : d’un côté, l’objet sera poussé vers l’extérieur et de l’autre, il sera encore plus attiré dans l’espace entre la roue et l’arceau, coinçant ainsi la roue. Il en va de même pour les plaquettes.
Le deuxième patin (patin passif) est repoussé par le tambour et son efficacité est inférieure à celle du premier, ce qui est par contre gênant. Pour compenser cette différence, la garniture de friction du patin passif est plus grande que celle du patin actif.
Les plus et les moins
L’un des principaux avantages des mécanismes à tambour est qu’ils sont fermés à l’environnement : ni la saleté ni la poussière ne peuvent y pénétrer. Il est difficile de ne pas être d’accord avec cette affirmation, mais avec une réserve – s’il s’agit de saletés provenant de l’extérieur. Tous les produits d’usure des tampons, qui apparaissent à l’intérieur du tambour, ne peuvent pas simplement en sortir.
Alors que dans les freins à disque, les restes des garnitures de friction sont simplement expulsés du mécanisme, dans les freins à tambour, presque tout reste en place.