L'embrayage

bases
embrayage conique
coupleur - convertisseur de couple
contrôler un embrayage
coupleur Jaeger

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L'ermbrayage - Bases

Système de transmission
Connaître l'organisation de la transmission du mouvement aux roues.
Calculer les forces résistantes à l'avancement du véhicule.
Calculer l'effort moteur aux roues.

Fonction
Transmettre le couple moteur dans toutes les conditions réalistes d'exploitation du véhicule,
Assurer une bonne progressivité lors du démarrage du véhicule.

Phases de fonctionnement
Véhicule roulant en palier en ligne droite, changement d'allure (vitesse, pente), point mort, virage.

Grandeurs associées:
Puissance : P = Cw
Couple C, vitesses angulaire w : régime de rotation n : w = 2p.n/60

Architecture du véhicule
Voitures à 2 roues motrices :
tout à l'avant, transmission classique, tout à l'arrière,
moteur - embrayage - boîte de vitesses - pont - roues - sol, arbres de transmission.
Position moteur :
transversal, longitudinal (renvoi d'angle).
Voitures à 4 roues motrices.

Documents fournis
Caractéristiques d'un véhicule - courbes de couple/puissance/consommation - couple moteur
résistance à l'avancement - résistance de pente
architectures de transmission - moteur transversal - longitudinal

Maintenance
...

Recherche

Rechercher les éléments qui composent la transmission sur un véhicule de son choix.
Donner les caractéristiques de chacun d'eux.



Embrayage par cône


1 organe menant - 2 organe mené (liaison glissière)
- 3 butée de débrayage - 4 arbre mené - 5 garniture - 6 arbre menant


Ladhérence des disques est obtenue par :
la surface de contact entre les disques 1 et 2 est un anneau, la pression de contact est uniformément répartie,
laction de la pesanteur est négligée devant les autres actions mécaniques,
toutes les liaisons sont parfaites.

Conicité

(D - d) (D - d)
conicité = 2 * tg (a/2) =------------ ; pente = tg (a/2) = ------------
L2 * L

d petit diamètre de l'arbre, D grand diamètre de l'arbre, avec diamètre moyen du cône ds = (D + d) / 2 (mm)
L longueur du moyeu (mm)
a 1/2 angle du cône
valeur de coincement : tg a = f, soit, avec un coefficient de frottement de 0,2 à 0,4, un angle limite de 11 à 22 degrés
Pression requise
2 * 1000 - Ks * T * cos (a/2)
P =----------------------------------------- MPa
p * ds2 * L * u

ks sécurité en cas de patinage
T couple [Nm]
u facteur de serrage = 0,008 0,1

Force de pression requise
tg (a/2) + u
Fs = p * ds * L * P * tg ((a/2) + f) = p * ds * L * P * ----------------- N
1 - tg (a/2) * u

f angle de frottement = arctg u

Force de déblocage
u - tg (a/2)
Fs = p * ds * L * P * tg ((f - a/2)) = p * ds * L * P * ----------------- N
1 + u * tg (a/2)


Coefficient de frottement
Matériauxsurface sèchesurface grassesurface graissiéesurface graissiée
sous pression
T MaxiP maxi
Fonte / Fonte
Fonte / Acier
0,15 à 0,210.150,05 à 0,10-280 C1,50 mPa
Acier / Acier--0,07 à 0,100,04 à 0,05250 C0,75 mPa
Bois / Acier
Bois / Fonte
0,2 à 0,35---150 C0,50 mPa
Cuir / Acier
Cuir / Fonte
0,3 à 0,5---100 C0,25 mPa
Feutre / Acier
Feutre / Fonte
0,22---140 C0,10 mPa
Ferodo (amiante) / Acier
Ferodo (amiante) / Fonte
0,35 à 0,50---250 C1,00 mPa
Acier / Fonte
Acier / Bronze
0,190,160,10---
Acier trempé / Bronze--0,100,05--
Métal fritté / Acier0,10 à 0,20-----
Acier / Antifriction
bronze+acier friité
0,20
surface polie
-0,050,01--
Caoutchouc / Fonte0,25 à 0,45-0,05---
Matières plastiques--0,02 à 0,08---
Polyamide / Acier0,32 à 0,38-----
Polyamide / Acier0,32 à 0,38-----



Coupleur - Convertisseur de couple

Transmission du couple moteur - Embrayage
Identifier les éléments de la transmission et et enoncer leur fonction.
Connaître les principes élémentaires de l'embrayage.
Connaître la relation couple-rayon-coef d'adhérence-effort presseur. Connaître les principes élémentaires des embrayages automatiques.


Fonction
assurer l'accouplement progressif de la transmission : démarrage du véhicule, son accouplement et désaccouplement : passage des vitesses,
filtrer les vibrations et à-coup du moteur.
Principe : friction mécanique : embrayage,
Grandeurs associées : couple, rayon, coefficient d'adhérence, effort presseur.


Technologie
embrayage commandé : embrayage à disque à diaphragme poussé ou tiré, moyeu amortisseur. commande mécanique, hydraulique,
servo-commande d'embrayage à dépression, à pilotage électronique.
embrayage automatique : embrayage centrifuge, embrayage électromagnétique.

le coupleur électromagnétique Jaeger

embrayage à disque à diaphragme


Le diaphragme

Le disque d'embrayage : les ressorts de progression

Caractéristiques
le couple transmis C = rm . f .n . F est fonction :
du coefficient de frottement volant/garniture/plateau de pression f, de l'effort axial appliqué sur la garniture F, du rayon moyen rm et du nombre de surfaces de frottements n.

Documents fournis
Principe de l'embrayage mécanique - embrayage à diaphragme - éléments - moyeu amortisseur - embrayage poussé - embrayage tiré commande mécanique - hydraulique - assistance de débrayage
embrayage électromagnétique -centrifuge
contrôler un embrayage - monter un embrayage

Maintenance
Régler la garde d'embrayage.
Remplacer un câble d'embrayage.
Apprécier l'étanchéité du circuit de commande hydraulique d'embrayage. Remplacer une commande hydraulique d'embrayage.
Purger un circuit hydraulique de commande d'embrayage avec appareil. Remplacer un embrayage : comprenant contrôle de l'embrayage.
Effectuer le diagnostic de l'embrayage : passage de vitesses difficile.
Remplacer un embrayage

Recherche
Rechercher les caractéristiques détaillées d'un embrayage de son choix.



Adaptation du couple à la vitesse - Coupleur
Identifier les éléments de la transmission et et enoncer leur fonction.
Connaître le principe hydraulique de conversion du couple moteur.

Principe
Utilisation de l'énergie cinétique hydraulique pour le couplage de la transmission.


Technologie
Coupleur : fluide hydraulique, pompe centrifuge, turbine centripète.
Embrayage de coupure.

Caractéristiques
Glissement.

Convertisseur de couple
Multiplication du couple dans les phases de conversion (couple résistant élevé),
Fonctionnement en coupleur au-delà.
Réacteur.


avec U vitesse d'entraînement (U = w x r), w vitesse relative (tangeante à la directrice de la pale), C vitesse absolue (résultante de U et de w)
...Point 2 : U2 x w2 => C2
Point 4 : U4 x w4 => C4Point 3 : U3 = U2, C3 = C2 => w3 = w2
Point 5 : C5 = C4, U5 = 0 => w5 = C5 = C4     Point 6 : U6 = 0 => C6 = w6
Point 1 : C1 = C6, U1 = U4 => w1

C1, défini par C6, tend à accroître U1, or P x S = F x r = couple (P = f(v), d'où augmentation du couple moteur (convertisseur de couple).
Si le réacteur est court-circuité, C'1 est défini par C4, d'où augmentation du couple nulle, C'1 et U1 étant perpendiculaires (coupleur).

Documents fournis
Coupleur hydraulique - coupleur - convertisseur de couple hydraulique - embrayage de coupure
transmission semi-automatique (boîte à vitesses à convertisseur)

Maintenance
Effectuer le diagnostic d'un système d'embrayage automatique.

Recherche
Rechercher un type de véhicule équipé d'un embrayage semi-automatique.
Faire la comparaison avec le même type de véhicule à transmission classique : rapports, vitesse de pointe, accélérations, consommation, etc.



Contrôler un embrayage

- Votre embrayage est-il en bon état ? (Rémi Bricol'tout, Auto Plus, 18.11.2003)

Il durcit, broute, claque ou patine ? Le moment est peut-être venu de le remplacer. Suivez le guide...
Votre pédale de gauche devient dure ou génère des bruits bizarres, le moteur hurle ou la boîte de vitesses craque ? Il va falloir y regarder de plus près... et, pour cela, déposer la boîte de vitesses. Il peut s'agir soit d'une usure normale de l'embrayage, soit d'une mort prématurée. Dans 70 % des cas, l'embrayage d'origine tient 150 000 km sur une voiture essence et 200 000 km sur une diesel. Dans les autres cas de figure, il peut parfois être possible de faire jouer la garantie, au besoin en faisant appel à un expert. Voici les situations auxquelles vous pouvez être confrontés.
Ménagez-le !
Démarrez toujours en première.
Ne gardez jamais le pied sur la pédale d'embrayage.
N'embrayez pas à régime moteur élevé (démarrage façon dragster)
Evitez d'embrayer ou de rouler en sous-régime, surtout en tractant.
Evitez d'approcher la lance d'un nettoyeur haute pression.
En cas de remplacement du kit d'embrayage à kilométrage élevé, faites aussi changer le joint spi de boîte et le câble de commande.

-1 Les signes de fatigue qui doivent vous alerter
La pédale d'embrayage devient dure
Une pédale dure qui couine trahit un embrayage dont le mécanisme est fatigué.
Le symptôme : Avec une auto à fort kilométrage, on ne s'aperçoit pas toujours que la pédale d'embrayage durcit. Mais il y a un moment où la pression avec le pied gauche devient trop forte.
Le diagnostic : Le mécanisme d'embrayage est fatigué. Il faut remplacer le kit complet d'embrayage (mécanisme + disque + butée) si le débrayage vous devient trop pénible.
Le moteur broute
Des saccades dans l'embrayage sont souvent dues à un disque gras.
Le symptôme : Lorsque vous accélérez, le moteur semble entraîner les roues irrégulièrement, comme par à-coups. Au fil du temps, le broutement sera remplacé par du patinage.
Le diagnostic : Le disque est gras à cause d'une fuite côté boîte ou côté moteur, ou d'un graissage trop généreux lors d'un récent remplacement de l'embrayage.
Les vitesses passent mal ou craquent
Un mécanisme faussé ou un disque gras qui colle font craquer les vitesses. Gare à la boîte !
Le symptôme : Lorsque vous passez les vitesses, on sent un point de résistance. Elles deviennent de plus en plus dures à passer et finissent même par craquer, abîmant la boîte.
Le diagnostic : Les languettes du mécanisme sont détériorées, suite à des démarrages en trombe ou à une mauvaise manipulation lors d'un remplacement d'embrayage (voir 3).
Le moteur hurle mais l'auto n'avance pas
Quand l'embrayage patine, la panne finale n'est plus très loin
Le symptôme : Le moteur accélère mais pas la voiture. Le phénomène se manifeste d'abord en cinquième dans une côte. Puis le mal empire et se produit sur les rapports inférieurs.
Le diagnostic : Si vous persistez, ça patinera aussi en seconde, puis en première et pour finir l'auto n'avancera plus du tout. Le disque d'embrayage, usé, patine. A remplacer d'urgence.

-2 Combien ça coûte ?
Il faut remplacer le kit d'embrayage complet : de 300 à 450 euros (2 000 à 3 000 F)
Un kit d'embrayage comprend un disque, un mécanisme et une butée.
Remplacer un kit d'embrayage nécessite la dépose de la boîte de vitesses. Il faut toujours changer le disque, le mécanisme et la butée. Ces trois pièces constituent le "kit d'embrayage".
Il est parfois nécessaire de changer aussi le câble de commande (de 25 à 40 euros, 150 à 250 F) ou un joint spi côté boîte côté moteur en cas fuite d'huile (15 à 30 euros, 100 à 200 F).

-3 Le garagiste peut avoir commis une faute
Un embrayage mort ne l'est pas toujours par usure normale. Un mécanicien a pu commettre une faute lors d'un précédent remplacement, précipitant sa fin (graisse sur le disque, pièces abîmées, montage brutal, etc.).
Demandez toujours à récupérer les pièces et faites-les expertiser. En cas d'anomalie, le garage devra prendre ses responsabilités et assumer les frais.
Contrôler les extrémités du diaphragme
des rayures provoquées par l'usure sont autorisées jusqu'à 0.3 mm

Contrôler les rivetages des accouplements élastiques entre le plateau de pression et le couvercle
Un embrayage avec rivetages endommagés ou desserrés doit être remplacé
Contrôler les faces d'appui du disque
fissures, traces de brûlure, usure

Contrôler la déformation du plateau
déformation maxi du plateau de pression 0.3 mm

Contrôler le voile maxi du disque d'embrayage
0.4 mm maxi mesuré à 2.5 mm du bord extérieur