Freins à air Knorr-Bremse : systèmes OE, composants et pièces de rechange

Knorr-Bremse est un équipementier d'origine pour les systèmes de freinage à air des véhicules commerciaux lourds ; il fabrique des compresseurs, des unités de traitement d'air, des valves de commande, des chambres de frein et des freins à disque pour la plupart des constructeurs européens de camions et d'autobus. Si vous travaillez sur un Mercedes-Benz Actros, un MAN de la série TG, un DAF, un Iveco ou de nombreux autocars, le compresseur, l'unité de traitement d'air et les freins de service sont souvent des pièces coulées Knorr-Bremse, généralement vendues sous la référence du constructeur du véhicule plutôt que sous la marque Knorr. En Amérique du Nord, le même groupe commercialise sous la marque Bendix, ce qui explique que les deux gammes partagent une bonne partie de leur héritage de conception.

En pratique, pour un technicien, une installation Knorr-Bremse est un système de freinage à air pneumatique classique, et non hydraulique. Les seuils de pression, la méthode de test d'étanchéité et l'ordre du diagnostic sont les mêmes que sur tout autre véhicule lourd. Ce qui change, c'est le conditionnement, la numérotation des pièces et le niveau de commande électronique superposé à la pneumatique.

Comment le système est organisé

L'air est produit par un compresseur d'air alternatif entraîné par le moteur, par engrenage ou par courroie. L'air comprimé sort du compresseur chaud, chargé d'humidité et d'un peu de vapeur d'huile, parcourt la conduite de refoulement, puis passe par l'étage de traitement d'air avant d'atteindre les réservoirs. Pour la vue d'ensemble des circuits, voir le fonctionnement des systèmes de freinage à air.

Sur les installations modernes, cet étage de traitement est une unité de traitement d'air (APU) : un bloc unique qui réunit ce qui était autrefois trois ou quatre dispositifs distincts.

• Le régulateur, qui décide quand le compresseur se met en charge ou se décharge
• La cartouche de sécheur d'air à dessiccant, qui élimine l'humidité et la vapeur d'huile
• La valve de protection multi-circuits, qui répartit l'air entre les circuits et protège les circuits de freinage en cas de défaillance de l'un d'eux
• Sur de nombreuses unités, un limiteur de pression et une valve de purge chauffée pour les climats froids

Depuis l'APU, l'air alimente le circuit de service avant, le circuit de service arrière, le circuit de stationnement et de frein à ressort, ainsi que le circuit auxiliaire qui alimente la suspension pneumatique, le servo d'embrayage, les sièges et autres consommateurs. Le circuit auxiliaire est délibérément le moins prioritaire et coupé en premier, afin que les circuits de freinage conservent toujours leur air.

Les principaux groupes de composants

EBS : la couche électronique

Sur un véhicule équipé d'EBS (système de freinage électronique), la valve de frein à pied produit toujours un signal pneumatique de secours, mais la demande principale est un signal électrique envoyé aux modulateurs d'essieu qui génèrent localement la pression requise à chaque essieu. Cela offre une réponse plus rapide, un meilleur équilibrage entre le tracteur et la remorque, ainsi qu'une intégration avec l'ABS, l'antipatinage, le contrôle de stabilité et les fonctions de freinage d'urgence.

En atelier, cela signifie que les manomètres seuls ne racontent pas toute l'histoire. Un frein qui traîne ou un déséquilibre de pression peut être commandé électroniquement plutôt que causé mécaniquement, donc lisez d'abord les codes défaut et confirmez avec les points de test de pression. Le circuit pneumatique de secours existe toujours, doit toujours passer un test d'étanchéité, et c'est lui qui permet au véhicule de rester capable de s'arrêter si l'électronique tombe en panne.

Pressions à attendre

Les données européennes sont exprimées en bar et les données nord-américaines en psi, mais la plage de fonctionnement est globalement la même d'un constructeur à l'autre.

Ces valeurs sont des plages typiques données à titre indicatif uniquement. Les pressions exactes de coupure, d'alerte et de relâche des freins à ressort sont fixées par le constructeur du véhicule et varient selon le châssis et le marché ; reportez-vous donc à la documentation d'entretien actuelle du véhicule avant de condamner un composant.

Bien identifier les pièces

Les unités Knorr-Bremse portent une identification moulée ou estampillée sur le boîtier, généralement un code alphanumérique, et à côté vous trouverez souvent la référence propre du constructeur du véhicule, car la même unité est également vendue comme pièce Mercedes, MAN ou DAF. Deux habitudes évitent bien des frais de transport inutiles.

1. Relevez tous les numéros avant la dépose. Photographiez le boîtier, l'étiquette et la disposition des orifices. Une fois la pièce déposée et sale, les numéros gravés sont souvent illisibles.
2. Ne jamais identifier par l'apparence. Deux compresseurs peuvent sembler identiques et pourtant différer en cylindrée, type d'entraînement, dispositif de refroidissement, configuration du déchargeur ou filetage d'orifice.

Unité d'origine ou pièce de rechange de qualité OE ?

Les composants de freinage à air sont critiques pour la sécurité et réglementés, en Europe par la norme ECE R13, qui fixe les exigences de performance de freinage pour l'ensemble du véhicule. Une pièce de rechange doit permettre au véhicule de continuer à répondre à cette norme, ce qui est une question de spécification et non de marque sur la boîte. Vérifiez que la pièce de rechange correspond sur :

• La cylindrée et le débit, afin que le temps de montée en pression reste conforme aux spécifications
• Les dimensions d'orifices, les formes de filetage et l'orientation des orifices
• Le schéma de la bride de fixation et la disposition de l'engrenage ou de la poulie d'entraînement
• Le dispositif de refroidissement, culasse refroidie par air ou par eau, et la disposition des orifices de liquide de refroidissement
• La configuration du signal du déchargeur et du régulateur
• Les spécifications de joints et de matériaux adaptées à la température de fonctionnement et à l'huile moteur

Une unité construite et testée selon ces paramètres se comporte comme l'originale. Une pièce qui échoue sur un seul de ces points se traduira plus tard par une montée en pression lente, un entraînement d'huile ou une durée de vie réduite, ce qui constitue le vrai fond de la comparaison entre pièces OE et pièces de rechange.

Points d'entretien à connaître

La cartouche du sécheur est un élément d'entretien programmé, pas un élément de panne. La plupart des constructeurs préconisent un remplacement environ annuel, plus fréquent en climat humide ou en usage intensif. Une cartouche saturée laisse passer l'humidité et l'huile en aval, ce qui finit par coûter des valves et des modulateurs. La présence d'eau dans les réservoirs lors d'une purge de routine en est le signe direct.

De l'huile dans la conduite de refoulement pointe vers l'amont. Un résidu huileux à la purge ou dans le premier réservoir signifie généralement que les segments ou le déchargeur du compresseur laissent passer de l'huile, ou qu'une fuite du système maintient le compresseur en charge bien trop longtemps. Trouvez la fuite avant de condamner le compresseur.

Les axes de guidage des freins à disque grippent. Sur les étriers coulissants, le mécanisme doit se déplacer librement, sinon on obtient une usure inégale des plaquettes, une tirée au freinage et des dommages thermiques au disque. L'état du soufflet est l'alerte précoce ; un soufflet fendu laisse entrer l'eau et l'axe est généralement déjà compromis.

Par où commencer en cas de problème

Quelle que soit la marque sur le boîtier, l'ordre est le même. Confirmez que le régulateur coupe et enclenche aux pressions spécifiées. Chronométrez la montée en pression de l'enclenchement à la coupure et comparez aux spécifications. Effectuez un test de fuite statique puis un test de fuite en application. Vérifiez que le sécheur purge de manière audible à la coupure. Ce n'est qu'ensuite qu'il faut commencer à déposer des pièces. Une grande part des pannes de compresseur signalées sur les camions européens se révèlent être une fuite, un sécheur saturé ou un régulateur qui ne signale pas correctement, autant de causes moins coûteuses et plus rapides à corriger qu'un remplacement de compresseur.