Différents types d'embrayage et leur principe de fonctionnement

En raison du fait qu'un embrayage est l'un des composants les plus importants d'une voiture, il est composé de types pour répondre à différentes exigences. Dans la leçon précédente, l'embrayage est expliqué comme étant un dispositif mécanique qui engage et désengage la transmission de puissance de l'arbre menant à l'arbre mené. Nous avons également révélé qu'il comporte deux arbres, l'un est connecté au moteur ou à l'unité de puissance (l'élément moteur) tandis que l'autre arbre fournit la puissance de sortie qui fait le travail.

Aujourd'hui, nous allons examiner les différents types d'embrayage et leur principe de fonctionnement.

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Divers types d'embrayage :

Vous trouverez ci-dessous les différents types d'embrayage et leur fonctionnement :

• Embrayage à friction
• Embrayage hydraulique
• Embrayage centrifuge
• Embrayage semi-centrifuge
• Embrayage conique
• Embrayage à diaphragme
• Embrayage électromagnétique
• Embrayage à chien et cannelure
• Embrayage à vide
• Embrayage roue libre

Plongez-vous dans leur explication !

Embrayage à friction :

L'embrayage à friction est de deux types différents à savoir; embrayage monodisque et embrayage multidisque.

Disque d'embrayage simple :l'embrayage simple est l'embrayage le plus courant et le plus utilisé sur les véhicules légers modernes. Il aide à transmettre le couple/la puissance du moteur à l'arbre d'entrée de la transmission. Il a juste sur la plaque comme son nom l'indique. Ce plateau est fixé sur des cannelures du plateau d'embrayage. La plaque est un disque métallique mince qui contient une surface de friction des deux côtés.

Disque d'embrayage multiple :comme son nom l'indique, un plateau d'embrayage multiple utilise plusieurs embrayages pour établir un contact par friction avec le volant moteur. Celle-ci transmet la puissance entre l'arbre moteur et l'arbre de transmission du véhicule. Le nombre de surfaces de frottement détermine la capacité de l'embrayage à transmettre le couple. Ce disque d'embrayage est monté sur l'arbre moteur et l'arbre de boîte de vitesses. L'embrayage multiple fonctionne de la même manière que l'embrayage monodisque. Il est atteint lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée. L'embrayage est utilisé dans les voitures de course, les véhicules utilitaires lourds et les motos pour transmettre un couple élevé.

L'embrayage multiple est de deux types tels que sec et humide; l'embrayage est dit à bain d'huile car il fonctionne dans un bain d'huile. C'est un embrayage à sec s'il fonctionne sans huile. Les embrayages humides sont couramment utilisés en relation avec ou dans le cadre de la transmission automatique.

Embrayage hydraulique :

Le principe de fonctionnement de l'embrayage hydraulique est le même avec l'embrayage à vide. Leur principale différence est que l'embrayage hydraulique fonctionne avec la pression d'huile tandis que l'embrayage à vide fonctionne avec le vide. Les principales parties de ce système d'embrayage comprennent l'accumulateur, la commande de soupape, la pompe, le cylindre avec piston et un réservoir.

Dans le principe de fonctionnement d'un embrayage hydraulique, le réservoir d'huile pompe l'huile dans l'accumulateur à l'aide d'une pompe. Cette pompe fonctionne avec le moteur et l'accumulateur est relié au cylindre par l'intermédiaire de la soupape de commande. La soupape de commande est actionnée par l'interrupteur monté sur le levier de vitesses. Le piston est relié à l'embrayage par le mécanisme de tringlerie.

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L'interrupteur ouvre la soupape de commande lorsque le conducteur tient le levier de vitesses pour changer de vitesse, ce qui permet à l'huile sous pression d'atteindre le cylindre. La pression d'huile déplace le piston vers l'avant et vers l'arrière, ce qui provoque le désengagement de l'embrayage.

Et si le conducteur relâche le levier de vitesses, l'interrupteur est ouvert, ce qui ferme la soupape de commande et l'embrayage sera engagé.

Embrayage centrifuge :

Les types d'embrayage centrifuges utilisent une force centrifuge pour engager l'embrayage contrairement à d'autres qui fonctionnent avec la force du ressort. L'embrayage est actionné automatiquement en fonction du régime moteur ce qui rend la suppression de la pédale d'embrayage.

L'avantage de cet embrayage est que le conducteur arrête facilement le véhicule dans n'importe quel rapport sans caler le moteur. Le véhicule peut être facilement démarré dans n'importe quelle vitesse en appuyant sur la pédale d'accélérateur.

Le fonctionnement de l'embrayage centrifuge est assez différent car il est constitué de masselottes A pivotées en B. Les masselottes s'envolent sous l'effet de la force centrifuge lorsque le régime moteur augmente. La force centrifuge appliquée actionne les leviers coudés qui pressent le plateau C. Le mouvement du plateau C presse le ressort E qui presse extrêmement le disque d'embrayage D sur le volant moteur contre le ressort G. Cela engage l'embrayage.

Le ressort G aide à débrayer à bas régime vers 500tr/min et la butée H limite le mouvement des masselottes.

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Embrayage semi-centrifuge :

L'embrayage semi-centrifuge utilise également la force centrifuge ainsi qu'une force de ressort qui l'aide en position engagée. L'embrayage se compose de leviers, de ressorts d'embrayage, d'un plateau de pression, d'une garniture de friction, d'un volant et d'un plateau d'embrayage. Les leviers et les ressorts sont disposés de manière égale sur le plateau de pression. Ce ressort est conçu pour transmettre le couple à un régime moteur normal tandis que la force centrifuge aide à transmettre le couple à un régime moteur plus élevé.

Le fonctionnement de l'embrayage semi-centrifuge se produit également aux régimes normaux du moteur, lorsque la transmission de puissance est faible, les ressorts maintiennent l'embrayage engagé. Les leviers lestés n'exercent aucune pression sur la plaque de pression. Et à haut régime lorsque la transmission de puissance est élevée, les masselottes s'envolent ce qui permet aux leviers d'exercer une pression sur le plateau. Cela maintient l'embrayage fermement engagé. Les ressorts de ces types d'embrayages sont constitués de ressorts moins rigides, ce qui permet au conducteur de ne subir aucune contrainte lors de l'utilisation de l'embrayage.

Embrayage conique :

Dans un embrayage à cône, les surfaces de friction sont de forme conique avec deux surfaces pour transmettre le couple. L'arbre moteur est composé d'un cône femelle et d'un cône mâle. Le cône mâle est monté sur l'arbre d'embrayage cannelé qui coulisse dessus. Cette partie conique présente une surface de friction.

Les surfaces de frottement du cône mâle entrent en contact avec le cône femelle sous l'effet de la force du ressort lorsque l'embrayage est embrayé. Cependant, lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée, le cône mâle glisse vers la force du ressort, ce qui rend l'embrayage débrayé.

L'un des grands avantages de l'embrayage à cône est que la force normale agissant sur la surface de friction est supérieure à la force axiale. Certaines limitations se produisent également dans l'embrayage à cône telles que; le cône mâle a tendance à se lier avec le cône femelle rendant difficile son dégagement. Une petite quantité d'usure affectera le mouvement axial des cônes mâles, ce qui rend l'embrayage difficile à engager.

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Embrayage à diaphragme :

L'embrayage à diaphragme contient un diaphragme sur ressort conique qui produit une pression sur le plateau de pression pour engager l'embrayage. L'utilisation du ressort est de type couronne ou doigt qui est fixé sur la plaque de pression.

Dans le type d'embrayage, la puissance du moteur est transmise du vilebrequin au volant moteur qui contenait une garniture de friction. Le plateau de pression est situé derrière le plateau d'embrayage car il applique une pression sur celui-ci.

Dans le fonctionnement de l'embrayage à diaphragme, le diaphragme est une forme conique du ressort qui permet au roulement extérieur de se déplacer vers le volant lorsqu'il est pressé. Le volant d'inertie appuyant sur le ressort à diaphragme pousse la pression plaquée vers l'arrière. Cela permet de restreindre la pression sur la plaque et l'embrayage sera désengagé. Et si la pédale d'embrayage est relâchée, le plateau de pression et le diaphragme reviendront à leur position normale et l'embrayage s'engagera.

Les avantages de l'embrayage sont qu'il n'y a pas de leviers de débrayage car le ressort a déjà pris la position. Les conducteurs n'ont pas besoin d'appliquer une pression aussi forte sur la pédale pour maintenir l'embrayage débrayé. En effet, la pression du ressort hélicoïdal augmente davantage lorsque la pédale est enfoncée pour désengager l'embrayage.

Embrayage électromagnétique :

Le type d'embrayage électromagnétique est actionné électriquement mais l'embrayage est transmis mécaniquement. Cet embrayage n'a pas de tringlerie mécanique pour contrôler leur engagement, c'est pourquoi un fonctionnement rapide et fluide se produit. Il utilise une télécommande pour son fonctionnement, ce qui permet à l'embrayage de fonctionner à distance.

L'énergie électrique est fournie par la batterie et le volant d'embrayage contient un bobinage. L'enroulement permet à l'électricité de le traverser et produit le champ électromagnétique et oblige la plaque de pression à s'engager. Il se désengage lorsque l'alimentation est coupée.

Dans un embrayage électromagnétique, il y a un interrupteur de débrayage dans le niveau de vitesse qui permet au conducteur d'actionner le levier de vitesse lors du changement de vitesse. Cet interrupteur est actionné en coupant l'alimentation en courant de l'enroulement qui provoque le désengagement.

Embrayage de chien et de cannelure :

Les types d'embrayages à chien et à cannelures sont utilisés pour connecter l'engrenage et l'arbre ou se verrouiller à l'arbre ensemble. Les pièces principales de l'embrayage sont l'embrayage à griffes qui contient les dents externes et le manchon coulissant qui a les dents internes. Les arbres sont conçus pour tourner l'un sur l'autre à la même vitesse et ne glisseront jamais. L'embrayage est dit embrayé lorsque les deux arbres sont reliés. L'embrayage est désengagé lorsque le manchon coulissant recule sur l'arbre cannelé pour n'avoir aucun contact avec l'arbre menant. Ces types d'embrayage sont principalement utilisés dans les véhicules à transmission manuelle, ce qui permet de verrouiller différents rapports.

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Embrayage à vide :

Cet embrayage utilise le vide existant dans le collecteur du moteur pour son fonctionnement. L'embrayage à dépression se compose d'un réservoir, d'un clapet anti-retour, d'un cylindre à dépression avec piston et d'une électrovanne. Le réservoir est relié au collecteur d'admission par un clapet anti-retour. Un cylindre à vide est relié à un réservoir par l'intermédiaire d'une électrovanne. Ce solénoïde est alimenté par la batterie pour son fonctionnement et le circuit a un interrupteur qui est fixé sur le levier de vitesses. L'interrupteur est actionné lorsque le conducteur change de vitesse en maintenant le levier de vitesses.

Le solénoïde alimente et tire la vanne vers le haut qui relie un côté du cylindre à vide et le réservoir. Ce mécanisme ouvre le passage entre le vide et le réservoir. Différents niveaux de pression permettent au piston du cylindre à vide d'avancer et de reculer. Le mouvement du piston est transmis à l'embrayage par une tringlerie provoquant son débrayage. Si le levier de vitesses n'est pas actionné, l'interrupteur est ouvert et l'embrayage reste engagé grâce à la force des ressorts.

Unité de roue libre :

L'embrayage à roue libre est également appelé embrayage à ressort, embrayage unidirectionnel ou embrayage à roue libre. Sa puissance de transmission est dans une direction, tout comme la transmission d'un vélo. La roue libre est située derrière la boîte de vitesses. L'arbre principal transmet la puissance de l'arbre principal à l'arbre de sortie qui entraîne l'arbre de sortie lorsque les engrenages planétaires sont en surmultiplication. Il y a un moyeu et une bague extérieure contenus sur l'unité de volant. Ce moyeu a des cannelures internes pour le relier à l'arbre principal de transmission. La surface extérieure du moyeu comporte 12 cames conçues pour maintenir 12 galets dans une cage entre eux et la bague extérieure. La bague extérieure est cannelée sur l'arbre extérieur de la surmultiplication.

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