FR2600958A1

FR2600958A1 - Systeme de freinage hydraulique pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR2600958A1
Application number: FR8708084A
Authority: FR
Inventors: Horst Peter Becker
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1987-06-10
Publication date: 1988-01-08
Anticipated expiration: 2007-06-10
Also published as: GB2192682A; US4798422A; DE3622556A1; FR2600958B1; JPS6325167A; GB8715257D0; GB2192682B

Abstract

DANS UN SYSTEME DE FREINAGE, DEUX GROUPES DE FREINS DE ROUES 17, 18 ET UNE VALVE DE FREINAGE 12 DESTINEE A COMMANDER LA PRESSION DE SORTIE D'UNE POMPE 24 SONT RELIES AUX DEUX CONDUITES DE FREINAGE 10, 15; 11, 16 D'UN MAITRE-CYLINDRE EN TANDEM 1. LE FLUX DEPLACE PAR LA POMPE 24 EST ETRANGLE A TRAVERS LA VALVE DE FREINAGE 12 EN FONCTION DE LA PRESSION REGNANT DANS LES CONDUITES DE FREINAGE 10, 11 ET IL S'ETABLIT AINSI, DANS UNE CONDUITE DE FREINAGE 26 RELIEE A LA SORTIE DE LA POMPE, UNE PRESSION QUI EST PROPORTIONNELLE A CELLE DU MAITRE-CYLINDRE ET QUI, A TRAVERS DES VALVES ANTI-RETOUR 31, 32, PARVIENT AUX CONDUITES DE FREINAGE 15, 16 MENANT AUX FREINS DE ROUES 17, 18. EN OUTRE, LA SORTIE DE POMPE 26 EST RELIEE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE CONDUITE DE PRESSION 33, A UNE CHAMBRE DE PRESSION DE RESERVE 34 QUI EST SEPAREE PAR UN PISTON 35 DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL 6 DU MAITRE-CYLINDRE EN TANDEM 1. EN CAS DE DEFAILLANCE DE L'ALIMENTATION EN AGENT DE PRESSION ASSUREE PAR LA POMPE 24, L'AGENT DE PRESSION NECESSAIRE A L'ACTIONNEMENT DES FREINS PEUT ETRE REFOULE HORS DE LA CHAMBRE DE PRESSION DE RESERVE 34 EN ENFONCANT LA PEDALE DE FREIN 2.

Description

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La présente invention concerne un système hydraulique de

freinage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un maitrecylindre de freinage pouvant être actionné directement, au moins un frein de roue relié au maitre-cylindre de freinage, une pom5 pe qui est entrain&e par un moteur et qui peut être reliée au frein de roue, une valve de freinage qui est destinée à commander la pression de la pompe et qui peut être commandée par la pression régnant dans le maître-cylindre de freinage, et un dispositif de régulation du glissement de freinage muni d'un agencement de valves qui est im10 planté en amont du frein de roue et qui permet de relier alternativement le frein de roue à la pompe ou à un réservoir sans pression.

Dans des systèmes de freinage de ce type, la pression de freinage destinée à actionner les freins de roues peut être produite par l'intermédiaire du maître-cylindre de freinage ou d'une pompe en15 traInée par un moteur, la pression de la pompe pouvant être commandée

hydrauliquement en fonction de la pression d'actionnement régnant dans le maître-cylindre de freinage. Ces systèmes de freinage sont de conception relativement simple, car ils peuvent fonctionner sans accumulateur de pression et ne nécessitent pas de moyen de transmission 20 mécanique entre la pédale de frein et la valve de freinage.

Dans un syst&me de freinage décrit dans la demande d.L X]t altemard 38 284.8, les différents freins de roues comportent une seconde unité hydraulique d'actinsrnorEqui ne peut être soumise qu'à la pression régulée de la pompe, tandis que la première unité d'actcrrEsntde 25 ces freins de roues ne peut être soumise qu'à la pression d'une chambre de pression du maitre-cylindre de freinage. Pour réguler le glissement de freinage, les freins de roues comportent également une unité hydraulique de relâchement qui peut être soumise à la pression de la pompe commandée par l'agencement de valves et qui agit à l'encon30 tre des unités d'aczt rúen Le fait de séparer les moyens d'actionnement des freins de roues en deux unités dactioeumntet en une unité de relâchement permet d'obtenir une bonne sécurité de fonctionnement car, en cas de d&faillance de l'alimentation en énergie ou de la régulation du glissement de freinage, les freins peuvent toujours être 35 actionn&s par l'intermédiaire de la seconde unité d'actinmmmct l'aide

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du maitre-cylindre de freinage. Cependant, les ensembles piston-cylindre destinés à former les unités d'tazinnTEntet l'unité de-relgchement des freins de roues sont relativement chers et d'un encombrement

relativement important.

Dans un autre système de freinage de ce type (demande de brevet35 38 284. 8), l'agent de pression fourni par une pompe n'est introduit que dans des sous-circuits du système de freinage, des valves de commutation à commande hydraulique étant prévues pour séparer les sous-circuits du mattre-cylindre de freinage et des autres sous10 circuits du système de freinage en cas d'introduction de la pression de la pompe. Dans ce système de freinage, les sous-circuits qui peuvent être reliés à la pompe peuvent également être raccordés à un dispositif de régulation du glissement de freinage. Dans ce système de freinage, la sécurité nécessaire face à une défaillance de l'ali15 mentation en énergie de la pompe ou du dispositif de régulation du glissement de freinage est garantie par les sous-circuits qui ne peuvent être actionnés qu'à l'aide du maître-cylindre de freinage. Ce système de freinage comporte un inconvénient, à savoir que seuls les sous-circuits pouvant être reliés à la pompe peuvent être équipés 20 d'une régulation du glissement de freinage. En outre, la fiabilité de

fonctionnement de ce système de freinage dépend beaucoup de la manoeuvre correcte des valves de commutation.

La présente invention a pour but de proposer un système hydraulique de freinage du type indiqué précédemment, dans lequel tous 25 les freins de roues reliés peuvent être commandés par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation du glissement de freinage, et qui est à

la fois très simple et très fiable.

Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que le fond du maitre-cylindre de freinage est formé par un piston 30 qui sépare la chambre de maitre-cylindre d'une chambre de pression de réserve pouvant être reliée à la sortie de la pompe, le piston étant empêché, par une butée fixe, de pénétrer dans la chambre de maltrecylindre. Si une défaillance de l'alimentation en énergie se produit lors d'une phase d'actionnement des freins o, en raison du cycle 35 précédent d'actionnement des freins, le volume d'agent de pression

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disponible dans la chambre de maltre-cylindre n'est pas suffisant, ceci permet, en appuyant sur la pédale de frein, de refouler le volume d'agent de pression nécessaire hors de la chambre de réserve et de l'introduire dans le système de freinage pour poursuivre le freinage. 5 Si l'alimentation en énergie est intacte, la pression de la pompe s'exerce sur le piston de la chambre-de réserve et le maintient, en position initiale, contre la butée fixe. La présence de la chambre de pression de réserve confère au système de freinage conforme à l'invention une grande sécurité contre toute défaillance de l'alimenta10 tion en énergie et du dispositif de régulation du glissement de freinage. En l'occurrence, le volume de la chambre de pression de réserve peut être calculé de façon à suffire pour actionner d'urgence tous

les freins de roues reliés au maître-cylindre de freinage.

Pour garantir que l'agent de pression provenant de la cham15 bre de pression de réserve ne pénètre que dans le système de freinage, il est prévu, entre la sortie de la pompe et la connexion du système de freinage avec la chambre de pression de réserve, une valve

anti-retour qui interrompt l'écoulement en direction de la pompe.

Selon un perfectionnement du principe de l'invention, la 20 valve de freinage est de préférence conçue de façon que la pression de la pompe soit supérieure à celle du maitre-cylindre pour ainsi amplifier la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein. Conformément à la présente invention, pour pouvoir produire une différence de pression correspondante entre la chambre de maître-cylindre 25 et le système de freinage, une valve anti-retour empêchant tout reflux en direction du maître-cylindre de freinage est implantée sur la conduite de sortie du maitre-cylindre de freinage menant au frein de roue, et il est également prévu que la réduction de la pression dans le frein de roue s'opère en actionnant l'agencement de valves du dis30 positif de régulation du glissement de freinage. L'invention fonctionne donc avec une simple valve anti-retour implantée sur la conduite de sortie du maltre-cylindre et présente, en outre, un avantage, à savoir que l'agencement de valves est actionné- et maintenu

prêt à fonctionner même en freinage normal.

En l'occurrence, conformément à un autre mode de réalisation

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de l'invention, il est possible, pour actionner l'agencement de valves, d'implanter, sur le frein de roue et sur le maître-cylindre de freinage, des capteurs de pression dont les valeurs mesurées sont enregistrées et comparées entre elles par un dispositif de commande 5 qui, en actionnant par impulsions une valve de surpression de l'agencement de valves, amène la pression du frein de roue au même niveau que la pression du maltrecylindre de freinage selon le rapport d'amplification prédéfini par la valve de freinage. Si la pression du maitre-cylindre de freinage diminue en raison d'un relâchement de la 10 pédale de frein, cet événement est détecté par les capteurs de pression et la valve de surpression est actionnée par le dispositif de commande jusqu'à ce qu'un rapport correct entre la pression de frein de roue et celle du maître-cylindre de freinage soit à nouveau établi.

Bien entendu, le système de freinage conforme à l'invention peut comporter plusieurs circuits de freinage indépendant les uns des autres, qui sont reliés à des chambres de pression séparées d'un maître-cylindre de freinage, une valve anti-retour étant prévue à la sortie de chaque chambre de pression. En outre, chaque circuit de 20 freinage peut n'être relié à la chambre de pression de réserve et à la sortie de la pompe qu'à travers une seule valve anti-retour se fermant en direction de la pompe, et chaque circuit de freinage comporte au moins une valve de surpression de l'agencement de valves du dispositif de régulation du glissement de freinage. En l'occurrence, 25 le maître-cylindre de freinage est de préférence conçu sous la forme d'un maitre-cylindre en tandem, la chambre de pression de réserve étant reliée au fond du maître-cylindre en tandem et étant séparée de

la chambre flottante du mattre-cylindre en tandem par le piston.

Conformément- à l'invention, le piston disposé au fond du 30 maitrecylindre de freinage peut également être conçu sous la forme d'un piston étagé dont l'étage de plus grand diamètre est tourné vers la chambre de pression de réserve et dont l'étage de plus petit diamètre est tourné vers la chambre de mattre-cylindre. Avec la conception du système de freinage o les pressions sont sensiblement iden35 tiques à la sortie de la pompe et dans le maître-cylindre de

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freinage, ceci empêche que le piston ne pénètre dans la chambre de pression de réserve à l'encontre de la pression de la pompe. La position de réserve du piston ne peut donc être surmontée qu'en cas de

défaillance de la pression de la pompe.

Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée qui représente, sous forme schématique, un système de freinage à deux circuits de freinage, le maître-cylindre de freinage et la valve de 10 freinage étant représentés en coupe longitudinale.

Le système hydraulique de freinage est constitué d'un maltre-cylindre en tandem 1 pouvant être actionné par l'intermédiaire d'une pédale de frein 2. La pédale de frein 2 agit sur un piston à tige de pousse 3 en aval duquel est prévu un piston flottant 4 qui 15 sépare la chambre de maitrecylindre en deux chambres de pression 5

et 6. Les chambres de travail 5, 6 sont reliées à un réservoir sans pression 9 par l'intermédiaire de valves centrales 7, 8 qui sont ouvertes lorsque le maître-cylindre en tandem 1 adopte la position relâchée représentée et qui sont implantées dans le piston à tige de 20 pcuse 3 et dans le piston flottant 4.

Aux chambres de travail 5, 6 du maître-cylindre en tandem 1 sont reliées des conduites de freinage 10, 11 qui mènent à des chambres de commande séparées d'une valve de freinage 12 et, de là, à des valves anti-retour 13, 14 aux sorties desquelles deux groupes de 25 freins de roues 17, 18 sont reliés par l'intermédiaire de conduites de freinage 15, 16. Sur les conduites de freinage 15, 16 sont implantées, en amont des freins de roue, des valves électromagnétiques ouvertes à l'état désexcité 19, 20 qui peuvent être commandées par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation du glissement de frei30 nage et par l'intermédiaire desquelles les conduites de freinage 15, 16 peuvent être fermées lorsqu'elles sont commandées. Parallèlement aux conduites de freinage 15, 16, chaque groupe de freins de roues 17, 18 est relié, par l'intermédiaire d'une électrovanne fermée à l'état désexcitE 21, 22, à une conduite de retour 23 qui mène au ré35 servoir 9. Les valves électromagnétiques 21, 22 peuvent également

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être commandées par l'intermédiaire du dispositif de régulation du glissement de freinage, ce qui a pour effet de les faire passer de la

position fermée à la position ouverte.

Le système de freinage comprend également une pompe 24 qui 5 est entrainée par un moteur et qui, par l'intermédiaire de la conduite de retour 23, prélève de l'agent de pression sur le réservoir 9 et, en l'absence de pression de commande, le renvoie dans le réservoir à travers la valve de freinage 12 ouverte, par l'intermédiaire d'une conduite 25. En amont de la valve de freinage 12, une conduite 10 de freinage 26 part de la sortie de la pompe et mène à un embranchement 28 à travers une valve anti-retour 27. Au niveau de l'embranchement 28, la conduite de pression 26 est reliée à des conduites de liaison 29, 30 sur lesquelles sont implantées des valves anti-retour 31, 32 et qui mènent aux conduites de pression 15, 16. En outre, une 15 conduite de pression 33 part de l'embranchement 28 et mène à une

chambre de pression de réserve 34 qui est prévue au fond du maîtrecylindre en tandem 1 et qui est séparée de la chambre de travail 6 par un piston 35. Le piston 35, dont le diamètre correspond à celui du piston flottant 4, est appliqué contre un anneau de butée 36 en 20 direction de la chambre de travail 6 'et est maintenu dans cette position par un ressort de pression 37.

Le mode de fonctionnement du système de freinage sera maintenant décrit, en partant de la position-représentée dans laquelle les freins sont relâchés: Lorsque les freins sont en position relâchée, toutes les conduites et chambres du système de freinage sont sans pression. Les freins de roues 17, 18 sont reliés au réservoir 9 par l'intermédiaire des valves électromagnétiques commutées 21, 22 et de la conduite de retour 23. La valve de freinage 12 est ouverte et la pompe 24, qui 30 est entratnée par un moteur, refoule sans pression et donc pratiquement sans perte en direction du réservoir 9. Il peut également être prévu que la pompe 24 soit arrêtée lorsque les- freins sont relâchés et ne soit mise en marche qu'à l'amorce d'un freinage. Par exemple, le moteur d'entraînement de la pompe 24 peut être un moteur électri35 que qui peut être mis en marche par l'intermédiaire du contacteur des

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feux stop.

Lorsque la pédale de frein 2 est actionnée, le piston à tige de pzuse 3 et le piston flottant 4 sont déplacés axialement et les valves centrales 7, 8 sont fermées. Simultanément, les valves ilec5 tromagnétiques 21, 22 sont commutées en position fermée dans la mesure, par exemple, o le mouvement de la pédale de frein ou la charge à laquelle elle est soumise sont détectés par un capteur approprié, par exemple par un contacteur des feux stop actionné par la padale. Dans les chambres de travail 5, 6 est ensuite établie une pression qui se 10 propage, par l'intermédiaire des conduites de freinage 10, 11, aux chambres de commande de la valve de freinage 12 et, par l'intermédiaire des valves anti-retour 13, 14 et des conduites de freinage 15, 16, aux freins de roues 17, 18. L'établissement de cette pression provoque l'actionnement des freins de roues 17, 18. Simultanément, le 15 courant d'agent de pression fourni par la pompe 24 est étranglé, de

sorte que la pression augmente à la sortie de la pompe 24. La pression de pompe augmentée se propage à la chambre de pression de réserve 34 par l'intermédiaire de la valve anti-retour 27 et de la conduite de pression 33 et, avec le ressort de pression 37, maintient le 20 piston 35 appliqué contre l'anneau de butée 36.

Dès que la pression de la pompe excède la pression régnant dans les conduites de freinage 15, 16, les valves anti-retour 31, 32 s'ouvrent. La nouvelle augmentation de pression dans les conduites de freinage 15, 16 et dans les freins de roues 17, 18 qui y sont reliés 25 est réalisée par la fourniture d'agent de pression par la pompe 24,

tandis que l'actionnement du maltre-cylindre en tandem 1 ne provoque plus que la commande de la valve de freinage 12. Selon la conception de la valve de freinage 12, la pression de la pompe peut correspondre à un multiple de celle du maitre-cylindre, de façon que le système de 30 freinage décrit assure, même lorsque les freins sont actionnés normalement, une amplification de la force de freinage qui permet d'obtenir un excellent confort d'actionnement.

Si la pression est rénite dans le maitre-cylindre en tandem, la pression à la sortie de la pompe défmer également selon un 35 rapport de réduction correspondant prédéfini par la valve de freinage

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12. Cependant, ceci ne permet pas de réduire la pression dans les conduites de freinage 15, 16 ni au niveau des freins de roues 17, 18, car l'agent de pression ne peut pas refluer vers le mattre-cylindre de freinage ou vers la sortie de la pompe à travers les valves anti5 retour 13, 14 et 31, 32. Pour parvenir à réduire la pression au niveau des freins de roues 17, 18, il est donc prévu des capteurs de pression 38, 39 sur les freins de roues 17, 18 et des capteurs de pression 40, 41 sur les conduites de freinage 10, 11. Les valeurs de pression, qui sont mesurées par les capteurs 38 à 41 et qui sont 10 transmises au dispositif de régulation du glissement de freinage sous la forme de grandeurs électriques, sont comparées les unes aux autres par le dispositif de régulation du glissement de freinage. Si la différence entre la pression de frein de roue et la pression du maîtrecylindre excède la valeur définie par le rapport de réduction de la 15 valve de freinage, les valves électromagnétiques 21, 22 sont commutées par impulsions, par le dispositif de régulation du glissement de freinage, jusqu'à ce que la pression au niveau des freins de roues 17, 18 soit revenue à la valeur requise prédéfinie par la pression régnant dans le maître-cylindre en tandem. Si la pédale de frein est 20 complètement relâchée et si la pression du maître-cylindre est complètement rhiite en conséquence, les valves électromagnétiques 21, 22 sont commutées en position ouverte o elles restent jusqu'à ce que

les freins soient à nouveau actionnés.

Si l'alimentation en agent de pression assurée par la pompe 25 est interrompue lors de l'actionnement des freins, la pression de freinage peut être réaugmentée dans les conduites de freinage 15, 16 uniquement en actionnant le maître-cylindre en tandem 1. En l'occurrence, la pression régnant dans les chambres de travail 5, 6, dans la chambre de pression de réserve 34 et dans les freins de roues 17, 18 30 est identique. Etant donné que le piston 35 n'est plus maintenu par

une pression plus élevée contre l'anneau de butée 36, le volume de la chambre de pression de réserve est alors disponible pour remplir le système de freinage. Le volume manquant déplacé par la pompe 24 peut donc être envoya aux freins de roues à travers la chambre de pression 35 de réserve du maltre-cylindre en tandem, ce qui a pour effet d'allon-

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ger la course de la pédale de frein.

Si le dispositif de régulation du glissement de freinage enregistre une tendance au blocage d'un frein de roue, les valves électromagnétiques 19 à 22 sont commandées par intermittence pour réali5 ser un freinage optimal en réduisant et en augmentant la pression de façon alternée selon les paramètres de régulation. Même dans une phase d'actionnement de ce type, la chambre de pression de réserve 34 protège le système de freinage d'une défaillance complète, car, en cas de défaillance de l'alimentation en agent de pression assurée par 10 la pompe 24, le piston 35 peut être actionné à l'aide de la pédale de

frein 2 et un volume suffisant d'agent de pression peut être refoulé de la chambre de pression de réserve 34 dans les conduites de freinage 15, 16.

Comme le montre également la description de ce mode de réa15 lisation, le système de freinage conforme à l'invention est de conception simple et offre une sécurité suffisante contre une défaillance de l'alimentation en agent de pression. Une unité de rappel particulière, permettant de ramener en position de sécurité les pistons du maitre-cylindre en tandem lorsque la régulation du glissement 20 de freinage commence, n'est pas nécessaire, ce qui procure un meilleur confort d'utilisation. En outre, le fait que la diminution de la pression soit commandée à l'aide des valves électromagnétiques 21, 22

en augmente la disponibilité de fonctionnement.

Lorsque les freins sont relâchés, il n'est pas indispensable 25 que les valves électromagnétiques 21, 22 soient actionnées en permanence et il peut être prévu qu'elles soient commutées rapidement à intervalles réguliers pour permettre de compenser la pression, et qu'elles adoptent par ailleurs une position fermée à l'état désexcité. Ceci permet d'éviter sur sollicitation prolongée des électro-ai30 mants.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Système hydraulique de freinage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un maître-cylindre de freinage pouvant être actionné directement, au moins un frein de roue relié au maître-cylindre de freinage, une pompe qui est entraînée par un mo5 teur et qui-peut être reliée au frein de roue, une valve de.freinage qui est destinée à commander la pression de la pompe et qui peut être commandée par la pression régnant dans le maltre-cylindre de freinage, et un dispositif de régulation du glissement de freinage muni d'un agencement de valves qui est implanté en amont du frein de roue 10 et qui permet de relier alternativement le frein de roue à la pompe ou à un réservoir sans pression, caractérisé en ce que le fond du maitre-cylindre de freinage (1) est formé par un piston (35) qui sépare la chambre de maître-cylindre (6) d'une chambre de pression de réserve (34) pouvant être reliée à la sortie (26) de la pompe (24), 15 le piston (35) étant empêché, par une butée fixe (36), de pénétrer

dans la chambre de maître-cylindre (6).

2. Sysctème de freinage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la sortie de la pompe (26) et la connexion (28) du système de freinage (15, 16) avec la chambre de pression de réser20 ve (34) est implantée une valve anti-retour (27) qui interrompt

l'écoulement en direction de la pompe (24).

3. Système de freinage conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une valve anti-retour (13) empêchant tout reflux en direction du maître-cylindre de freinage (1) 25 est implantée sur la conduite de sortie (10, 11) du maître-cylindre

de freinage (1)-menant au frein de roue (17, 18), et en ce que la réduction de la pression dans le frein de roue (17, 18) s'opère en actionnant l'agencement de valves (21, 22).

4. Système de freinage conforme à la revendication 3, carac30 térisé en ce que la pression régnant dans le frein de roue (17, 18) et celle régnant à la sortie du mattre-cylindre de freinage (1) sont mesurées à l'aide de capteurs de pression (38, 39, 40, 41), et en ce

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qu'il est prévu un dispositif de commande qui enregistre les valeurs de pression mesurées, les compare et, en commutant par impulsions une valve de surpression (21, 22) de l'agencement de valves, amine la pression du frein de roue au même niveau que la pression du maStre5 cylindre de freinage selon le rapport d'amplification prédéfini par la valve de freinage (12).

5. Système de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (35) disposé au fond du maître-cylindre de freinage (1) est conçu sous la forme 10 d'un piston étagé dont l'étage de plus grand diamètre est tourné vers

la chambre de pression de réserve (34) et dont l'étage de plus petit

diamètre est tourné vers la chambre de maitre-cylindre (6).