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Dernière modification 09/04/2024

Fonctionnement d'un embrayage


Destiné à équiper les voitures dont le moteur ne peut pas être stoppé (comme les moteurs thermiques qui doivent tourner continuellement sous peine de caler), l'embrayage ne se limite toutefois pas à servir de fusible entre le moteur et la boîte. De plus, les embrayages ne sont pas uniquement utilisés entre le moteur et la boîte de vitesses, ce dispositif d'accouplement sert à tout un tas d'autres choses, notamment dans les boîtes de vitesses automatiques ou dans certaines boîtes de transfert par exemple. Il existe aussi des embrayages secs à simple disque ou humides multidisques.



Rôles de l'embrayage :

  • Découpleur : permet d'accoupler ou découpler deux axes en liaison (dans notre cas ici le moteur et la boîte de vitesses)
  • Facilite le changement de vitesses : le fait de pouvoir découpler le moteur de la boîte permet de changer les rapports facilement. Sans lui, la boîte craque en raison de la friction entre les pignons internes. Certaines boîtes n'ont pas d'embrayage, comme les boîte à crabots qui ne craignent pas les craquements (crabots plus solides que les synchros)
  • Réduit les vibrations : Diminue les vibrations entre le moteur et la boîte de vitesses, protégeant les composants mécaniques et améliorant le confort. Les disques d'embrayage sont amortis par des ressorts
  • Protection contre le sur-couple : Le disque d'embrayage agit comme un fusible en cas d'excès de couple, protégeant ainsi le moteur et la boîte de vitesses en cassant ou en glissant.
  • Dissipation de la chaleur : Les composants de l'embrayage aident à évacuer la chaleur, prévenant l'usure prématurée due à la friction. Car il faut savoir que cet élément est très sollicité. Il doit lier et transmettre la puissance du moteur thermique au reste de la chaîne de traction pour mouvoir une auto de plus de 1 tonne. Dès que l'embrayage patine cela génère une friction qui fait rapidement monter en température les matériaux.

 


Le rôle de l'embrayage est donc de faire le lien entre le moteur et les roues (en passant par la transmission / boîte). En effet le moteur ne doit jamais s'arrêter sinon il cale. Cela serait le cas si le moteur était directement relié à la boîte, puisque l'arrêt des roues provoquerait l'arrêt du cycle du moteur (le mouvement des pistons), c'est d'ailleurs ce qu'il se passe si vous vous arrêtez sans débrayer. Il sert donc en plus aux changements de vitesses puisque pour passer d'un rapport à l'autre il faut se "décrocher" de l'un pour aller à l'autre.
Alors où se situe ce fameux embrayage ? Il se trouve précisément entre le moteur et la boîte de vitesses.
Quel est son aspect ? Il ressemble à un disque qui intègre des patins semblables à des plaquettes de frein (car justement il faut qu'il y ait du grip sur le volant moteur).


A gauche (en arrière) le disque d'embrayage et à droite (devant) le couvercle avec son diaphragme souple au milieu. Le petit objet en haut à droite est la butée d'embrayage. Voir le schéma du bas pour mieux comprendre le mécanisme...

Qu'est ce qui se passe lorsque l'on embraye et débraye ?

Le lien entre la boîte de vitesse et le moteur est donc faite par deux disques de friction (disque d'embrayage qui s'use et volant moteur qui lui ne doit jamais être changé en théorie) qui se décollent plus ou moins l'un de l'autre selon que l'on appuie plus ou moins fortement sur la pédale d'embrayage. C'est donc lorsque que ces deux disques se collent petit à petit l'un vers l'autre que l'usure de l'embrayage se produit. Plus ils se collent l'un à l'autre, plus leurs vitesses se rapprochent pour avoir la même lorsqu'ils sont collés (la vitesse vient juste d'être passée, et l'usure est alors presque inexistante du fait qu'il n'y a plus de rippage).
Notons que la notion de couple maximum d'un moteur est ici évoquée car le couple embrayage / volant moteur ne peut pas recevoir une puissance infinie. En effet, si une puissance trop importante est reçue par le système, les deux disques glisseront l'un sur l'autre au lieu de rester solidaires. C'est pour ça qu'il ne sert à rien d'augmenter trop la puissance d'un moteur si la transmission ne peut pas l'assumer ... Il faut alors s'octroyer un embrayage renforcé à deux disques, voire un multidisque (encore plus de disques) si vous avez rendu votre moteur aussi puissant qu'une F1.



Quand la buté va vers la gauche (action de débrayer, quand on appuie sur la pédale) cela plie le diaphragme. Le plateau presseur va alors vers l'arrière jusqu'à la butée, décollant ainsi le disque du volant moteur. Vous aurez bien évidemment compris que le moteur est sur la gauche et la boîte de vitesse sur la droite.








La butée qui comprend un roulement (devient bruyant quand il est usé)




Notez qu'il existe une souplesse dans le disque d'embrayage, indiquée par les deux flèches blanches. Le contour est la partie qui frottera contre le volant moteur, elle est donc particulièrement adhérente. L'usure aura raison de ce revêtement kilomètre après kilomètre ... D'ailleurs, le disque d'embrayage peut se comparer à des plaquettes de freins car la garniture les recouvrant et le principe sont sont assez proches. Pour adhérer correctement au volant moteur, le disque d'embrayage se devait d'avoir des garniture qui accrochent (comme des plaquettes de frein donc)

 

Commande d'embrayage

Sur les autos plus anciennes (frontière aux alentours des années 90), l'embrayage était commandé par un câble. L'appui sur la pédale tirait donc un câble métallique qui lui-même bougeait la butée (dite mécanique ici) via un basculeur (fourchette).

Cette technique a laissé part à la commande hydraulique, bien plus agréable à utiliser et plus facile à mettre en place dans le dédale d'organes que possèdent les autos d'aujourd'hui (sans oublier qu'un câble fatigue et s'oxyde avec le temps ...). Le fonctionnement s'effectue donc grâce aux émetteur et récepteur (ou butée hydraulique à la place), dont vous pouvez retrouver le fonctionnement sur cet article. L'inconvénient est toutefois d'avoir une fuite hydraulique dans l'embrayage, avec la nécessité de tomber la boîte pour remédier à la chose.


Voici l'un des composants de l'embrayage hydraulique


Voici une fourchette, obligatoire sur les commandes à câble mais facultative sur les commandes hydrauliques

Avantages et inconvénients d'une commande d'embrayage hydraulique

Parmi les avantages on notera un confort d'utilisation et une meilleure durabilité dans le temps vis à vis du dispositif à câble (il s'use, n'est plus très bien lubrifié et donc il induit de forcer sur la pédale ... Jusqu'à ce que ça finisse par casser) tant qu'on vidange régulièrement le liquide de frein. L'autre avantage est la facilité du dispositif à être intégré dans les autos modernes (un réseau hydraulique est plus souple en terme d'intégration qu'une tringlerie par câble).

Du côté des inconvénients on pourra citer le coût plus important à la fabrication mais aussi des soucis de fuite hydraulique qui peuvent devenir couteux (quand la buté fuit, il faut désolidariser la boîte du moteur ...




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