Philippe Boursin - Pedagogie - Echange d'un embrayage

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

L’adhérence 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,
l’action 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) =	------------
	L		2 * 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 à 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

Matériaux surface sèche surface grasse surface graissiée surface graissiée sous pression T Maxi P maxi Fonte / Fonte Fonte / Acier 0,15 à 0,21 0.15 0,05 à 0,10 - 280 °C 1,50 mPa Acier / Acier - - 0,07 à 0,10 0,04 à 0,05 250 °C 0,75 mPa Bois / Acier Bois / Fonte 0,2 à 0,35 - - - 150 °C 0,50 mPa Cuir / Acier Cuir / Fonte 0,3 à 0,5 - - - 100 °C 0,25 mPa Feutre / Acier Feutre / Fonte 0,22 - - - 140 °C 0,10 mPa Ferodo (amiante) / Acier Ferodo (amiante) / Fonte 0,35 à 0,50 - - - 250 °C 1,00 mPa Acier / Fonte Acier / Bronze 0,19 0,16 0,10 - - - Acier trempé / Bronze - - 0,10 0,05 - - Métal fritté / Acier 0,10 à 0,20 - - - - - Acier / Antifriction bronze+acier friité 0,20 surface polie - 0,05 0,01 - - Caoutchouc / Fonte 0,25 à 0,45 - 0,05 - - - Matières plastiques - - 0,02 à 0,08 - - - Polyamide / Acier 0,32 à 0,38 - - - - - Polyamide / Acier 0,32 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 = r_m . 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 r_m 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 => C4	Point 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