Embrayage multidisque : fonctionnement

FONCTIONNEMENT D'UNE AUTO

TRANSMISSION

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Si habituellement nous avons affaire à des disques d'embrayage simples et fonctionnant à sec, il existe des versions plus évoluées qui permettent de faire face aux moteurs les plus puissants (ou pour moto), généralement pour la compétition (sauf cas rares : Mercedes AMG équipées de la 7G Tronic MCT). Par exemple, les versions les plus résistantes des boîtes DSG sont à double embrayage multidisque (chaque embrayage se constitue de plusieurs embrayages empilés). En effet, un simple embrayage monodisque finira vite par surchauffer et s'user si la puissance qui lui est transmise est trop importante. Je rappelle au passage pour les moins connaisseurs que l'embrayage sert à pouvoir découpler le moteur de la boîte de vitesse (et indirectement les roues donc), cela afin de pouvoir passer des vitesses mais aussi pour pouvoir rester à l'arrêt (vitesse enclenchée) sans caler.

Principe de fonctionnement

Je vous rassure, le principe général est facile à comprendre (voir schéma plus bas), il s'agit ici tout simplement de multiplier les disques afin de répartir la charge de friction sur une plus grande surface de matière. Sur un système classique il n'y a qu'un seul disque d'embrayage qui vient frotter contre le volant moteur, la surface de friction est donc limitée à celle de la taille du disque d'embrayage de friction (disons 25 cm2). Maintenant, si on prend un embrayage multidisque ayant 3 disques de 18 cm2 de surface, j'aurais cette fois-ci 3 X 18 cm2 = 54 cm2, soit plus du double que la version sèche monodisque. Notez que chaque disque de friction vient frotter sur un disque en acier qui a comme rôle d'être un petit volant moteur.

Voici un double embrayage (DSG / S-Ttronic) humide multidisque : chaque embrayage (un en bleu l'autre en vert) est composé lui-même de plusieurs disques qui travaillent ensembles.

Avantages ?

Le premier avantage consiste à pouvoir augmenter la surface de friction et donc les contraintes (possibilité d'avoir plus de puissance transmise à la boîte par le moteur). L'autre avantage se situe dans la compacité de ce type d'embrayage. En effet, il est alors possible de proposer un embrayage moins large au niveau du diamètre puisqu'il suffit de multiplier le nombre de disques sur la longueur/épaisseur pour avoir une plus grande surface de friction. C'est pour cela qu'il se retrouve sur les motos, dont l'espace au niveau moteur est compté.

Embrayage humide ?

Oui, et même si cela peut paraitre paradoxal, les embrayages baignent dans une huile de transmission. Cette huile ne vas pas compromettre la friction et va surtout servir à refroidir le système. Quand elle est usée, il peut alors se produire un effet de patinage malgré que les embrayages soient encore corrects. Idem si l'huile est trop brulante (ex : utilisation intensive sur circuit), l'embrayage pourra alors patiner et il suffira d'attendre que le tout refroidisse pour repartir d'un bon pied.

Schéma du dispositif multidisque

Notez que mon schéma ne reflète pas tous les systèmes multidisques mais il en reprend le principe général. En effet, certaines fois ce seront les disques de friction qui seront reliés à la cloche alors que d'autres fois ce seront les disques d'acier. La chose est la même concernant le mécanisme qui libère l'embrayage, il s'agira certaines fois d'un diaphragme et d'autres de ressorts.

Commençons par décomposer le dispositif en deux grandes parties pour que les choses soient plus claires :

Côté Boîte de vitesses

Voici l'ensemble qui est relié à la boîte de vitesses, les disques d'acier tournent en même temps que l'arbre. Les disques peuvent coulisser car il faut bien pouvoir débrayer (vous comprendrez plus tard).

Côté moteur

Nous voici côté moteur. L'arbre moteur tourne solidairement avec la cloche qui elle-même "tient" les disques de friction grâce à des encoches (qui s'encastrent dans la cloche donc)

Système complet, débrayé

Maintenant, assemblons les deux systèmes pour voir comment ils travaillent ensembles :

Ici je suis débrayé, c'est à dire que j'appuie sur la pédale d'embrayage. On voit que les disques de friction ne viennent pas s'appuyer contre les disques en acier, il y a un petit espace entre eux si vous observez bien. De ce fait, l'arbre moteur n'entraine pas l'arbre de boîte (rouge) puisque qu'il n'y a pas de lien entre eux. Ils tournent de manière indépendante, ce qui permet de changer les rapports ou même de partir depuis l'arrêt sans caler. J'ai ici montré un système avec diaphragme, mais cela aurait pu être un système par ressorts. Quoi qu'il en soit, il faut comprendre qu'il y a un dispositif qui permet de ne plus plaquer les disques entre eux : grâce à une pédale d'embrayage (câble ou hydraulique) soit un système pilotée (boîtes robotisées).

Ici les disques sont plaquées les uns contre les autres grâce au diaphragme qui appuie sur ces derniers. Les disques en pression sont en contact et tournent solidairement, les arbres moteur et boîte sont donc reliés : il y a alors motricité aux roues.

Que pour l'embrayage le multidisque ?

Non, ce système multidisque est utilisé dans beaucoup d'autres domaines industriels. Concernant la voiture, on les retrouve dans les boîtes de vitesses automatiques qui n'ont pas du tout les mêmes engrenages (trains épicyloïdaux) que dans les boîtes mécaniques à arbres parallèles. Chaque verrouillage d'engrenages par frein multidisque permet de changer la démultiplication (= changer de vitesse).
On le retrouve aussi dans les différentiels sur les voitures à transmission intégrale.

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