Embrayage - Définition

Classification

Schéma d'un embrayage conique

Les solutions technologiques retenues pour ce dispositif se distinguent suivant plusieurs critères :

• la géométrie de la surface de friction :
  • disques, le contact étant effectif suivant une couronne ;
  • tambour (dans le cas de certains embrayages centrifuges) ;
  • conique (abandonné aujourd'hui sauf quelques applications à faible puissance). Son intérêt réside dans le fait qu'il est autobloquant : l'assemblage conique reste coincé en l'absence d'effort presseur. Il faut agir pour débrayer.

• Selon le nombre de disques (quand il s'agit de disques)
  • monodisque ;
  • bidisque à sec à commande unique ou à commande séparée (double) ;
  • multidisque humide ou à sec.

On appelle disque l'élément généralement associé à l'arbre de sortie et pincé par deux éléments liés à l'arbre moteur. Il porte les garnitures de friction, et constitue de ce fait une pièce d'usure. Le nombre de surfaces de contact est toujours pair ; ainsi les efforts presseurs n'induisent pas de contraintes dans la liaison entre le bâti et le système d'embrayage, et sont en fait repris par la cloche d'embrayage.

Le nombre de disques annoncé dans un embrayage est donc le nombre de disques pincés munis de garnitures.

• La lubrification des surfaces de contact peut :
  • Fonctionner à sec ;
  • Fonctionner sous bain d'huile.

• Selon le principe de commande
  • Commande mécanique ;
  • Commande hydraulique ;
  • Commande électrique asservie électroniquement ;
  • Centrifuge (dans ce cas la commande n'est pas volontaire mais induite par l'action sur l'accélérateur).

• Le sens de la commande
  • Commande d'embrayage pour les dispositifs normalement débrayés (cas de petits engins tels tondeuses et motoculteur), ou des engins à embrayage centrifuge (cyclomoteur, modèles réduits radiocommandés) ;
  • Commande de débrayage pour les dispositifs normalement en prise.

Cas particulier de la boîte automatique

Il n'y a pas d'embrayage à disques avec une boîte de vitesses automatique classique : il est remplacé par un convertisseur de couple hydraulique. En effet, la manœuvre automatisée d'un embrayage classique est assez délicate. Ce dispositif s'apparente à un embrayage centrifuge, l'état de l'accouplement ne dépendant en fait que de la vitesse de rotation du moteur. Les passages de vitesse avec une boîte automatique étant eux-mêmes obtenus par actions sur des embrayages internes à la boîte. Le convertisseur de couple induit un glissement variable, mais aussi une augmentation substantielle du couple moteur disponible.

Dorénavant les boîtes de vitesses manuelles sont de plus en plus souvent robotisées, ce qui implique que l'embrayage est lui aussi piloté par l'électronique du calculateur de la voiture.

Dimensionnement

La démonstration est faite pour un embrayage plan monodisque. Elle n'est plus valable pour les embrayages coniques ou centrifuges. Le couple transmissible par un embrayage dépend du matériau constituant les garnitures, du nombre et des dimensions des surfaces de frottement entre disques ainsi que de la force exercée par les ressorts.

En règle générale, on écrit avec

avec le nombre (pair ou impair) de surfaces de friction

le coefficient de frottement entre ces surfaces

l'effort de serrage, supposé uniformément réparti,

et les rayons extérieurs et intérieurs des surfaces de la couronne.

Les performances, notamment le coefficient de frottement, restent liées à la température. Celle-ci s'élève rapidement lorsque les disques patinent. L'ensemble doit donc pouvoir être refroidi.

Les matériaux constituant les garnitures sont des produits synthétiques étant autrefois à base d'amiante, laquelle est aujourd'hui interdite.