Fonctionnement, Types et Applications des Embrayages

I. Généralités
 La fonction essentielle d'un embrayage est d'établir progressivement, ou d'interrompre, la
liaison mécanique entre deux arbres en rotation.
 Les moteurs thermiques ont la particularité de ne délivrer de couple qu'à partir d'un
certain régime de rotation, ce qui impose pour les démarrages en charge, un couplage
progressif avec le récepteur.
 Il faut pour cela qu'il y ait glissement des pièces respectives jusqu'à égalisation des
vitesses.
 Pendant le glissement, la puissance perdue se transforme en chaleur et doit être évacuée.
 La liaison doit pouvoir être établie progressivement ; le glissement terminé, le
mécanisme est embrayé et se trouve en position telle que le disque est comprimé et la
liaison totale.
 L'interruption de la liaison doit pouvoir être instantanée et complète, le débrayage est
généralement temporaire, il permet l'arrêt de l'avancement et le passage des différents
rapports de la boîte de vitesses.
 Le disque d'embrayage, relié à l'arbre primaire de la boîte de vitesses, doit avoir la plus
faible inertie possible de manière à s'arrêter rapidement lorsqu'on débraye ; il doit
pouvoir être facilement relancé à un régime déterminé lorsque le passage des rapports
s'effectue au moyen d'un synchroniseur.
 L'embrayage peut dans certains cas agir en limiteur de couple étant donné qu'il est étudié
pour une application spécifique donc pour transmettre un couple déterminé.

II. Définition
L'embrayage est un accouplement
temporaire permettant d’accoupler
ou de désaccoupler à volonté deux
arbres en rotation. Du fait de sa
transmission par adhérence, il offre
une mise en charge progressive de
l'accouplement qui évite les à-coups
qui pourraient provoquer la rupture
d'éléments de transmission ou le
calage dans le cas d'une
transmission depuis
un moteur thermique.
Sur les véhicules automobiles, l'embrayage est nécessaire parce que les moteurs thermiques
doivent continuer à tourner même si le véhicule est à l'arrêt. Le désaccouplement facilite
aussi le changement de rapport de vitesses. L'embrayage trouve donc sa place sur
la chaîne de transmission, entre le moteur et la boîte de vitesses, où, de plus, le couple à
transmettre est le moins élevé.
On opposera les embrayages aux systèmes à crabotage qui assurent un accouplement par
obstacle et qui n'autorisent donc pas une mise en charge progressive.
III. Fonction
Les embrayages de véhicules automobiles sont intercalés entre le moteur et la boîte de
vitesses. Les exigences sont multiples :
 Transmettre la masse au moteur sans à-coups.
 Lors de l'arrêt, interrompre la transmission du couple entre le moteur et la boîte de
vitesses.
 Interrompre la transmission du couple pour permettre le passage des rapports de boîte
de vitesses.
 Amortir les vibrations.
 Protéger contre toute surcharge
IV. Structure
Un embrayage est composé, par principe, des éléments suivants :
 Volant moteur ou volant bi-masses (ZMS)
 Disque d'embrayage
 Mécanisme d'embrayage
 Butée de débrayage

V. Rôles des embrayages
L’embrayage a pour but de transmettre temporairement le mouvement de rotation et le
couple d’une partie motrice à une partie réceptrice. Il doit permettre :
 D’assurer un démarrage progressif ou rapide de la machine pour l’amener à sa vitesse
de régime.
 De transmettre intégralement et sans glissement en régime de travail le couple total du
moteur à la machine réceptrice.
 De faire cesser instantanément ces transmissions de couples par une manœuvre simple
et facile exigeant le minimum d’effort.
VI. Types d'embrayage
Voici les différents types d'embrayage suivants :
1. Embrayage positif ou cannelé ou à chien :
Dans l'embrayage positif, des rainures sont découpées soit dans l'élément d'entraînement,
soit dans l'élément entraîné, et des pièces
spécialement conçues sont situées à la fois dans
l'élément d'entraînement et dans l'élément
entraîné.
Le conducteur relâche la pédale d'embrayage,
puis ces pièces spéciales s'insèrent dans les
rainures et l'arbre d'entraînement et entraîné
commence à tourner ensemble lorsqu'il appuie
sur la pédale d'embrayage, ces pièces sortent des
rainures et l'arbre moteur tourne sans arbre entraîné.
2. Embrayages à friction :
L'embrayage à friction est un autre type d'embrayage le
plus important. Il est utilisé pour transmettre le mouvement
de rotation d'un arbre à un autre lorsque cela est souhaité.
Les axes des deux arbres sont confondus.
Les surfaces peuvent être pressées fermement l'une contre
l'autre lorsqu'elles sont engagées et l'embrayage a tendance
à tourner en un seul bloc.
3. Embrayage à une seule plaque :
Un embrayage à disque se compose d'un disque d'embrayage fixé à un moyeu sur lequel sont
découpées des cannelures et qui est libre de coulisser sur des cannelures découpées sur
l'arbre mené dans le sens axial parallèlement à l'arbre.
Le disque d'embrayage est réalisé en métal généralement en acier et comporte une bague de
garniture de friction de chaque côté qui a un coefficient de friction important. L'arbre moteur
supporte un volant d'inertie.

Un plateau de pression à ressort appuie fermement le plateau
d'embrayage contre le volant moteur lorsque l'embrayage est
engagé. La position débrayée, les ressorts pressent le couvercle
fixé au Volant.
Ainsi, le volant et le plateau de pression tournent avec l'arbre
d'entraînement. Le mouvement de la pédale d'embrayage est le
mouvement du plateau de pression à travers un palier de butée.
Le plateau de pression tiré par les leviers de débrayage et les
garnitures de friction sur le plateau d'embrayage n'est en contact
avec le plateau de pression ou le volant moteur. Le volant
d'inertie tourne sans entraîner le disque d'embrayage et donc l'arbre entraîné.
Lorsque nous enlevons le pied de la pédale, la pression sur le palier de butée est relâchée. En
conséquence, les ressorts deviennent libres de déplacer le plateau de pression pour l'amener
en contact avec le plateau d'embrayage.
Le disque d'embrayage glisse sur le moyeu cannelé et est pincé entre le plateau de pression
et le volant moteur. Le frottement entre les garnitures du disque d'embrayage et le volant
moteur d'un côté et le plateau de pression de l'autre provoque la rotation de l'embrayage et
donc de l'arbre mené.
Dans le cas où le couple résistant sur l'arbre d'entraînement est supérieur au couple à
l'embrayage, un patinage de l'embrayage se produira.
4. Embrayage multi-plaques :
Dans l'embrayage multidisques, le nombre de garnitures de friction
et de plaques métalliques est augmenté, ce qui augmente la
capacité de l'embrayage à transmettre le couple.
Les bagues de friction ont des cannelures sur la limite extérieure et
s'engagent avec les cannelures correspondantes sur le volant
d'inertie. Ils sont libres de coulisser axialement. Le matériau de
friction tourne ainsi avec le volant et l'arbre moteur. Le nombre de
bagues de friction dépend du couple à transmettre.
L'arbre mené supporte également le disque sur les cannelures et
celles-ci qui tournent avec l'arbre mené et peuvent coulisser dans
le sens axial si la force supplémentaire sur la pédale est supprimée.
Si n est le nombre total de plaques à la fois sur les éléments menant et mené, le nombre de
surfaces actives sera de n-1 car 1 surface sera commune.
5. Embrayage hydraulique :
Ce type de fluide d'utilisation d'embrayage signifie l'utilisation de l'hydraulique pour
transmettre le couple. Selon leur conception, cet embrayage est subdivisé en deux types :
 Couplage fluide

 Convertisseur de couple hydraulique
6. Embrayage électromagnétique :
Dans l'embrayage électromagnétique,
l'électromagnétisme est utilisé pour exercer une
force de pression sur une plaque de pression pour
engager l'embrayage. Dans ce type d'embrayage, le
plateau d'entraînement est fixé aux bobines
électriques.
Lorsque l'électricité est fournie dans ces bobines, la
plaque fonctionne comme un aimant et elle attire
une autre plaque. Ainsi, les deux plaques se rejoignent lorsque l'électricité est fournie et que
l'embrayage est en position embrayée. Lorsque le conducteur coupe l'électricité, cette force
d'attraction disparaît et l'embrayage est en position débrayée.
Ils ne doivent pas être utilisés pour des vitesses supérieures à 50 tr/min, sinon les dents de
l'embrayage pourraient être endommagées lorsque vous essayez d'engager l'embrayage.
7. Embrayage semi-centrifuge :
Il est utilisé dans les moteurs de voitures de course, les moteurs de grande puissance où les
débrayages nécessitent un effort appréciable et fastidieux du conducteur.
La puissance transmise en partie par les ressorts d'embrayage et restante par l'action
centrifuge d'un poids supplémentaire prévu dans le système.
8. Embrayage à diaphragme :
Dans ce type, des ressorts sont utilisés à la place des
ressorts hélicoïdaux/hélicoïdaux. Ce type
d'embrayage ne nécessite aucun levier de débrayage
car le ressort lui-même agit comme la série de
leviers.
9. Embrayage à vide :
Tringlerie d'embrayage à dépression actionnée par le moteur Vide créé pendant la course
d'aspiration. L'embrayage à dépression se compose d'un
réservoir à dépression qui est relié au collecteur
d'admission du moteur par l'intermédiaire d'un clapet
anti-retour.
Le réservoir connecté à une électrovanne qui est
actionnée par une batterie et un interrupteur dans le
levier de vitesses et la vanne de commande attachée au
cylindre à vide se composent d'un piston et d'un
plongeur qui sont en outre connectés à la fourche de
débrayage et au palier de débrayage.