BAC PRO Conducteur Routier
Transport de Marchandises
POLE TRANSPORT Louis Armand Chambéry (73)
SÉANCE 9 :
L' EMBRAYAGE
Objectif de cette séance : développer les connaissances permettant de conduire rationnellement et en sécurité le véhicule, et d'en exploiter les caractéristiques techniques.
Le conducteur doit être capable d'exploiter les caractéristiques techniques du véhicule en toutes circonstances, et d'identifier les principaux composants et le fonctionnement de l'embrayage.
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1 - Emplacement et Rôle :
1.1 Emplacement :
L'embrayage se situe entre le moteur et la boite de vitesses
1.2 Rôle(s) :
L’embrayage permet l’accouplement et le désaccouplement du moteur et de la boite de vitesses
L’embrayage permet :
- de transmettre progressivement le mouvement de rotation du moteur à la boite de vitesses
- le lancement du véhicule ( démarrage )
- d’obtenir une allure très faible ( ex : en manœuvres ) avec le « point de patinage »
- une coupure du mouvement entre moteur et boite de vitesses pour faciliter le changement des rapports.
1.3 Positions débrayée et embrayée :
Position débrayée :
Lorsqu'il est "décollé " ( pédale enfoncée )
Position embrayée :
Lorsqu'il est "collé " ( pédale relâchée )
Le mouvement du moteur n'est plus transmis aux autres éléments de la chaine cinématique
Le mouvement du moteur est transmis aux autres éléments de la chaine cinématique
Rôle et fonctionnement de l'embrayage
2 - Différents types d'embrayages :
2.1 L' embrayage monodisque
Un embrayage comporte plusieurs pièces :
-
Le volant moteur, solidaire de l'arbre moteur peut porter l'ensemble et constituer une des faces de friction du disque.
-
Le disque d'embrayage qui est solidarisé en rotation à l'arbre d'entrée (primaire) de la boîte de vitesses par des cannelures.
-
Le plateau de pression du mécanisme, assure l'adhérence du disque d'embrayage sur le volant moteur en position embrayée.
-
Les ressorts du mécanisme (à diaphragme dans notre cas), appuient sur le plateau de pression et peuvent être comprimés par la butée d'embrayage.
Lorsque la commande ( hydraulique ou à câble ) de débrayage est actionnée :
-
la butée exerce une force sur ressorts ou le ressort à diaphragme,
-
le plateau de pression s'écarte pour libérer la pression sur le disque de friction. Le mouvement est de moins en moins transmis, rendant indépendante la boîte de vitesses du moteur. Cela permet, par exemple, de rester à l'arrêt sans caler le moteur, ou de changer de vitesse.
La manœuvre inverse consiste à relâcher progressivement la commande de débrayage, pour rétablir la liaison moteur/boîte de vitesses. Cette manœuvre s'appelle « faire patiner l'embrayage ».
1 - Arbre moteur ( Vilebrequin )
2 - Volant moteur
3 - Disque d'embrayage
4 - Plateau de pression
5 - Ressorts
6 - Boite de vitesses
( arbre primaire )
7 - Butée d'embrayage
Fonctionnement embrayage monodisque
2.2 L' embrayage à diaphragme
Diaphragme poussé en position embrayé :
Le plateau presseur est fortement plaqué par le diaphragme sur le disque et le volant moteur. Le disque est ainsi rendu solidaire du volant moteur, il transmet l’intégralité du couple moteur à l’arbre d’entrée de la B.V.
Diaphragme tiré en position embrayé :
La butée est insérée dans le diaphragme.
Le diaphragme est supporté par le rebord périphérique de la cloche.
Il pousse le plateau presseur, le disque d’embrayage contre le volant moteur.
L’intégralité du couple moteur est transmise à l’arbre d’entrée
Diaphragme poussé en position débrayé :
Le cylindre récepteur de la commande d’embrayage pousse la buté et comprime le diaphragme selon une distance bien déterminé.
Au même moment le plateau presseur est ramené vers le diaphragme grâce aux linguets de rappel. Il libère ainsi le disque.
Le disque (en liaison glissière par rapport à l’arbre d’entrée) ne touche plus le volant moteur ainsi que le plateau presseur. La liaison moteur/B.V. est interrompue. Le passage de rapport est permis.
Diaphragme tiré en position débrayé :
Le cylindre récepteur de la commande d’embrayage tire la buté et les doigts du diaphragme.
Le plateau presseur n’est plus soumis à la contrainte du diaphragme, il est ramené grâce aux linguets de rappel. Il libère ainsi le disque.
Le disque (en liaison glissière par rapport à l’arbre d’entrée) ne touche plus le volant moteur ainsi que le plateau presseur. La liaison moteur/B.V. est interrompue. Le passage de rapport est permis.
2.3 L' embrayage centrifuge
Dans ces dispositifs, l'embrayage est commandé par la vitesse de rotation de l'arbre moteur : lorsque celui-ci atteint une certaine vitesse, sous l'effet de la force centrifuge, des éléments (billes, ailettes) ont tendance à s'éloigner de l'axe de rotation et à frotter sur le disque secondaire, ce qui assure l'embrayement.
Ce genre d'embrayage est couramment utilisé sur les cyclomoteurs ou de petits outils portatifs comme la tronçonneuse2 mais aussi sur certaines Citroën 2CV.
Le ralentissement de la rotation du moteur a pour effet de désolidariser le moteur de l’arbre secondaire, ce qui réduit fortement le « frein moteur ».
2.4 L' embrayage multidisques
Les embrayages multidisques fonctionnent selon le même principe, sauf qu'on utilise un empilement de disques et de plateaux. Les disques ou disques garnis sont crantés (rainurés) sur leur pourtour, et liés en rotation à la cloche d'embrayage, les plateaux aussi appelés disques lisses sont cannelés à l'intérieur, et liés à la noix d'embrayage. Cet empilement est maintenu en pression par des ressorts. La poussée est donc, en théorie et aux frottements près, la même pour chaque disque et les plateaux intermédiaires permettent de répartir la transmission du couple sur de plus grandes surfaces. Les versions bidisques ou multidisques pour camions peuvent s'en passer, la multiplication des disques visant alors à répartir l'usure et prolonger la durée de vie du système.
Cette configuration est, pour un même couple transmissible, bien plus compacte radialement que celle à un seul disque. Elle est retenue sur les motocyclettes.
Fonctionnement embrayage multidisques
2.5 Commande d'embrayage à cable
Quel est le rôle de votre câble d'embrayage ?
Le câble d'embrayage a pour rôle de permettre le passage de vitesses. Il relie la pédale d'embrayage au mécanisme d'embrayage. Il constitue l'un des deux systèmes d'embrayage avec la commande hydraulique. Protégé par une gaine métallique, il est monté côté habitacle par une attache fixée sur la pédale. Côté moteur, il est logé sur la boîte de vitesse en passant par la fourchette d'embrayage. Sa tension est déterminante dans son principe de fonctionnement car c'est d'elle que dépend sa traction et la qualité de l'embrayage.
Quand changer votre câble d'embrayage ?
Parfois considéré comme une pièce d'usure, le câble d'embrayage présente une durée de vie relativement équivalente à la durée d'exploitation d'un véhicule. Sa gaine métallisée le protège notamment de la corrosion. Une sensation de dureté au niveau de la pédale est le signe d'un défaut (jeu, grippage, usure) dans la qualité ou le montage du câble. Même s'il présente une durée d'usage accrue, Il est conseillé de le remplacer lors du remplacement de l'embrayage. A défaut un contrôle est recommandé environ tous les 200 000 km environ.
Pourquoi changer votre câble d'embrayage ?
Le câble d'embrayage est une pièce importante du système d'embrayage. Un défaut peut entraver l'embrayage voire casser la boite de vitesses. Afin d'avoir une conduite confortable et de préserver la boîte de vitesses, il est recommandé de le changer rapidement en cas de défaut.
2.6 Commande d'embrayage hydraulique
L'embrayage hydraulique désigne un modèle spécifique d'embrayage qui fonctionne à l'aide d'un liquide d'embrayage. Dans la plupart des cas, ce fluide correspond au liquide de frein du véhicule et il va être mis sous pression par le système d'embrayage.
Il est mis sous pression par le système de commande de l’embrayage, composé d’un émetteur et d’un récepteur. Cela permet ensuite d’entraîner la butée et le kit d’embrayage.
Fonctionnement d'un embrayage hydraulique :
Pour cela, il faut qu’un piston soit actionné : c’est celui du système de commande, composé sur un embrayage hydraulique d’un récepteur et d’un émetteur d’embrayage. Ils sont mis sous pression, ce qui entraîne la fourchette d’embrayage, qui à son tour actionne la butée d’embrayage.
Notez toutefois qu’il existe aussi des embrayages hydrauliques sans fourchette. Le fonctionnement de l’embrayage se base sur une butée hydraulique, qui joue le même rôle que le récepteur.
Une fois la butée actionnée, elle entraîne le reste du kit d’embrayage. Quand vous débrayez, c’est-à-dire que vous appuyez sur la pédale d’embrayage, vous séparez les différents éléments du système pour passer les rapports.
Quand au contraire vous embrayez, c’est-à-dire que vous relevez le pied, vous remettez les pièces en contact avec le volant moteur, situé au bout du vilebrequin. Celui-ci leur communique de nouveau l’énergie du moteur et l’embrayage se remet à tourner.
Comme vous l’avez compris, le fonctionnement de l’embrayage hydraulique est donc basé sur un circuit contenant du liquide, qui permet d’actionner le système de commande et donc l’embrayage.
Purge du système hydraulique :
Contrairement à un embrayage mécanique, l’embrayage hydraulique est un circuit qui contient du liquide de frein. Il est périodiquement nécessaire d’en faire la purge pour garantir son bon fonctionnement.
Symptômes d'un embrayage hydraulique HS :
Comme tout circuit contenant du liquide, l’embrayage hydraulique est sujet aux fuites occasionnelles. Le kit d’embrayage est aussi composé de pièces d’usure, ce qui là aussi peut entraîner des pannes de l’embrayage : il faut changer ces éléments tous les 150 000 kilomètres environ.
Si votre embrayage hydraulique est en panne, vous allez rencontrez les symptômes suivants :
-
La pédale d’embrayage reste enfoncée ;
-
Au contraire, la pédale d’embrayage est dure ;
-
La pédale d’embrayage vibre ;
-
L’embrayage fait du bruit ;
-
Il est difficile de passer les vitesses et le démarrage est compliqué.
En cas de fuite sur le système hydraulique de l’embrayage, souvent due à un joint usé, on change en même temps le récepteur et l’émetteur d’embrayage. Leur usure est généralement symétrique et il faut éviter de devoir intervenir de nouveau sur le système dans un laps de temps bref.
2.7 Commande hydro-pneumatique
La commande hydropneumatique d'un véhicule lourd fonctionne de façon similaire à la commande exclusivement hydraulique.
Pour débrayer, le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage, il actionne alors un vérin qui crée un pression hydraulique vers le dispositif d'embrayage. La pression hydraulique alors exercée n'actionne pas directement le mécanisme mais "ouvre" un circuit d'air sous très haute pression ( 8 à 12 bars ). C'est cet air sous haute pression qui actionne "physiquement" le mécanisme d'embrayage et le place en position débrayée.
Lorsque le conducteur relâche la pédale d'embrayage, la pression hydraulique retombe et le circuit pneumatique se ferme. L'air contenu dans le circuit s'échappe par une valve de desserrage rapide et le mécanisme d'embrayage retrouve sa position embrayée.
3 - Maintenance sur l' embrayage :
3.1 Maintenance qui incombe au conducteur
L'assistance d'embrayage :
L' assistance d'embrayage aide le conducteur à actionner le mécanisme.
Elle est le plus souvent hydraulique (PL de faible tonnage) ou oléopneumatique (pour les plus forts tonnages)…
Entretien :
• Vérifier que le niveau de liquide de commande d’embrayage soit correct.
• Changer le liquide selon les prescriptions du constructeur.
• Vérifier l’absence de tâche et donc de fuite sur le circuit.
• Si l’embrayage patine, broute, ou que l’on a du mal à changer les rapports cela indique une anomalie et il faut le faire contrôler à l’atelier.
La garde de l'embrayage :
Réglage de la garde d’embrayage : La garde est parfois réglable, aujourd’hui le plus souvent elle se règle automatiquement
3.2 Précautions d'utilisation
• Éviter le plus possible le patinage qui provoque une usure rapide ou un glaçage du disque.
• Utiliser les bons rapports de boîte de vitesses pour les mêmes raisons (par exemple, toujours démarrer en première sauf descentes ou raisons de sécurité).
• Ne pas embrayer trop sec ( = trop brutalement ) et attention aux erreurs de manipulation de la boîte à vitesses qui peuvent provoquer l’arrachement des garnitures du disque d’embrayage ou le bris des ressorts de poussée.
• Ne pas laisser le pied sur la pédale d’embrayage en conduite (usure de la butée).
• Lors des attentes à l'arrêt, feu rouge par exemple, passer au point mort et relâcher l’embrayage (usure de la butée, et poussée axiale sur le vilebrequin qui entraîne une usure anormale des cales de jeu latéral de celui-ci).
3.3 Le " cahier " du conducteur
Le conducteur doit :
Éviter toute usure superflue de l’embrayage, le disque étant une pièce d’usure particulièrement sensible à sa température d’utilisation.
Pour cela :
- Choisir le bon rapport de démarrage,
- Ne pas accélérer avant la mise en mouvement du véhicule.
- Éviter les changements inutiles de rapports de boîte de vitesses.
- Soigner les changements de rapports de boîte de vitesses.
- Limiter le temps de patinage au cours d’une manœuvre (seulement pour les parties très précises d’une manœuvre comme la fin d’une mise à quai par exemple).
- Ne pas garder le pied sur la pédale d’embrayage durant les attentes.
A SAVOIR :
Il est inutile dans la plupart des cas d’accélérer pour démarrer un véhicule à moteur diesel (mise en mouvement du véhicule).
On relâche l’embrayage et ce n’est que quand le véhicule se met en mouvement et que l’embrayage est totalement relâché que l’on accompagne ce mouvement avec l’accélérateur.
On évite ainsi, le moteur tournant moins vite, une usure exagérée de l’embrayage.
Avec l’aide du carnet d’entretien et de la notice du véhicule, le conducteur veille au respect de la périodicité des contrôles et entretiens.
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