Comment fonctionne un embrayage ?
Si vous conduisez une voiture à transmission manuelle, vous pourriez être surpris de découvrir qu’il a plus d’un embrayage. Et il s’avère que les gens avec des voitures à transmission automatique ont aussi des embrayages. En fait, il y a des embrayages dans beaucoup de choses que vous voyez ou utilisez probablement tous les jours: Beaucoup de perceuses sans fil ont un embrayage, les scies à chaîne ont un embrayage centrifuge et même certains yo-yos ont un embrayage.
Dans cet article, vous apprendrez pourquoi vous avez besoin d’un embrayage, comment fonctionne l’embrayage dans votre voiture et découvrez des endroits intéressants, et peut-être surprenant, où les embrayages peuvent être trouvés.
Les embrayages sont utiles dans les dispositifs qui ont deux arbres rotatifs. Dans ces dispositifs, l’un des arbres est typiquement entraîné par un moteur ou une poulie, et l’autre arbre entraîne un autre dispositif. Dans une perceuse, par exemple, un arbre est entraîné par un moteur et l’autre entraîne un mandrin de perçage. L’embrayage relie les deux arbres de sorte qu’ils peuvent soit être bloqués ensemble et tourner à la même vitesse, ou être découplés et tourner à des vitesses différentes.
Dans une voiture, vous avez besoin d’un embrayage parce que le moteur tourne tout le temps, mais pas les roues de la voiture. Pour qu’une voiture s’arrête sans tuer le moteur, les roues doivent être déconnectées du moteur d’une manière ou d’une autre. L’embrayage nous permet d’engager en douceur un moteur en rotation à une transmission non-rotation en contrôlant le glissement entre eux.
Pour comprendre le fonctionnement d’un embrayage, il est utile d’en savoir un peu plus sur la friction, qui mesure à quel point il est difficile de faire glisser un objet sur un autre. La friction est causée par les pics et les vallées qui font partie de chaque surface – même les surfaces très lisses ont toujours des pics et des vallées microscopiques. Plus ces pics et vallées sont grands, plus il est difficile de faire glisser l’objet. Vous pouvez en apprendre plus sur la friction dans How Brakes Work.
Un embrayage fonctionne à cause du frottement entre un plateau d’embrayage et un volant moteur. Nous verrons comment ces parties fonctionnent ensemble dans la section suivante.
Volants, plaques d’embrayage et friction
Dans l’embrayage d’une voiture, un volant d’inertie se connecte au moteur, et une plaque d’embrayage se connecte à la transmission. Vous pouvez voir à quoi cela ressemble dans la figure ci-dessous.
Vue éclatée d’un embrayage
Lorsque votre pied est hors de la pédale, les ressorts poussent la plaque de pression contre le disque d’embrayage, qui à son tour appuie contre le volant. Cela bloque le moteur à l’arbre d’entrée de la transmission, les faisant tourner à la même vitesse.
La quantité de force que l’embrayage peut supporter dépend du frottement entre la plaque d’embrayage et le volant, et de la force exercée par le ressort sur le plateau de pression. La force de frottement dans l’embrayage fonctionne exactement comme les blocs décrits dans la section de friction de comment fonctionnent les freins, sauf que le ressort appuie sur la plaque d’embrayage au lieu du poids qui presse le bloc dans le sol.
Comment un embrayage s’engage et libère
Lorsque la pédale d’embrayage est enfoncée, un câble ou un piston hydraulique pousse sur la fourchette de débrayage, qui presse le palier de débrayage contre le milieu du ressort du diaphragme. Lorsque le milieu du ressort du diaphragme est enfoncé, une série de broches près de l’extérieur du ressort amène le ressort à écarter la plaque de pression du disque d’embrayage (voir ci-dessous). Cela libère l’embrayage du moteur en rotation.
Notez les ressorts dans la plaque d’embrayage. Ces ressorts aident à isoler la transmission du choc de l’enclenchement de l’embrayage.
Cette conception fonctionne généralement très bien, mais elle a quelques inconvénients. Nous examinerons les problèmes d’embrayage courants et d’autres utilisations des embrayages dans les sections suivantes.
Problèmes communs
Des années 1950 aux années 1970, vous pouviez compter entre 50 000 et 70 000 milles de votre embrayage. Les embrayages peuvent maintenant durer plus de 80 000 miles si vous les utilisez doucement et les maintenez bien. Si elles ne sont pas soignées, les embrayages peuvent commencer à se décomposer à 35 000 miles. Les camions qui sont constamment surchargés ou qui remorquent souvent de lourdes charges peuvent également avoir des problèmes avec des embrayages relativement neufs.
Le problème le plus commun avec les embrayages est que le matériau de friction sur le disque s’use. Le matériau de friction sur un disque d’embrayage est très similaire au matériau de friction sur les patins d’un frein à disque ou les patins d’un frein à tambour – après un certain temps, il s’use. Quand la plupart ou la totalité du matériau de friction a disparu, l’embrayage commencera à glisser, et finalement il ne transmettra aucune puissance du moteur aux roues.
L’embrayage ne s’use que lorsque le disque d’embrayage et le volant d’inertie tournent à des vitesses différentes. Quand ils sont bloqués ensemble, le matériau de friction est maintenu fermement contre le volant, et ils tournent en synchronisation. Ce n’est que lorsque le disque d’embrayage glisse contre le volant que l’usure se produit. Donc, si vous êtes le type de conducteur qui glisse beaucoup l’embrayage, vous allez user votre embrayage beaucoup plus rapidement.
Parfois, le problème n’est pas de glisser, mais de coller. Si votre embrayage ne se relâche pas correctement, il continuera à tourner l’arbre d’entrée. Cela peut provoquer un meulage ou empêcher complètement votre voiture d’entrer en prise. Quelques raisons communes qu’un embrayage peut coller sont:
- Câble d’embrayage brisé ou étiré – Le câble a besoin de la bonne tension pour pousser et tirer efficacement.
- Des cylindres d’embrayage esclaves et / ou maîtres défectueux ou défectueux – Les fuites empêchent les cylindres d’accumuler la pression nécessaire.
- Air dans la ligne hydraulique – L’air affecte l’hydraulique en prenant de la place pour que le fluide ait besoin de créer de la pression.
- Lien mal ajusté – Lorsque votre pied touche la pédale, le lien transmet la force incorrecte.
- Composants d’embrayage dépareillés – Toutes les pièces de rechange ne fonctionnent pas avec votre embrayage.
Un embrayage «dur» est également un problème commun. Toutes les embrayages nécessitent une certaine force pour appuyer complètement. Si vous devez appuyer fort sur la pédale, il se peut qu’il y ait un problème. Coller ou attacher dans la tringlerie de la pédale, le câble, l’arbre transversal ou la rotule sont des causes communes. Parfois, un blocage ou des joints usés dans le système hydraulique peuvent également causer un embrayage dur.
Un autre problème associé aux embrayages est un roulement usé, parfois appelé palier de débrayage. Ce palier applique une force sur les doigts de la plaque de pression en rotation pour libérer l’embrayage. Si vous entendez un grondement lorsque l’embrayage s’enclenche, vous risquez d’avoir un problème avec la vidange.
Dans la section suivante, nous examinerons différents types d’embrayages et comment ils sont utilisés.
test de diagnostic d’embrayage
Si vous n’entendez aucun bruit pendant ces quatre étapes, alors votre problème n’est probablement pas l’embrayage. Si vous entendez le bruit au ralenti et qu’il disparaît lorsque l’embrayage est pressé, cela peut être un problème dans le point de contact entre la fourche et la rotule.
- Démarrez votre voiture, serrez le frein de stationnement et mettez la voiture au point mort.
- Avec votre voiture au ralenti, écoutez un bruit de grognement sans pousser l’embrayage. Si vous entendez quelque chose, c’est probablement un problème avec la transmission. Si vous n’entendez pas de bruit, passez à l’étape trois.
- Avec la voiture toujours au point mort, commencez à appuyer sur l’embrayage et écoutez le bruit. Si vous entendez un sifflement lorsque vous appuyez sur, il est fort probable que ce soit le relâchement de l’embrayage ou le roulement. Si vous n’entendez pas de bruit, passez à l’étape quatre.
- Poussez l’embrayage jusqu’au sol. Si vous entendez un bruit de crissement, c’est probablement le roulement ou la bague pilote.
Il y a beaucoup d’autres types d’embrayages dans votre voiture et dans votre garage.
Une transmission automatique contient plusieurs embrayages. Ces embrayages engagent et désengagent divers ensembles d’engrenages planétaires. Chaque embrayage est mis en mouvement en utilisant du fluide hydraulique sous pression. Lorsque la pression chute, les ressorts provoquent le relâchement de l’embrayage. Des arêtes régulièrement espacées, appelées cannelures, tapissent l’intérieur et l’extérieur de l’embrayage pour bloquer les engrenages et le carter d’embrayage. Vous pouvez en savoir plus sur ces embrayages dans Comment fonctionnent les transmissions automatiques.
Un compresseur de climatisation dans une voiture a un embrayage électromagnétique. Ceci permet au compresseur de s’arrêter même pendant que le moteur tourne. Lorsque le courant traverse une bobine magnétique dans l’embrayage, l’embrayage s’enclenche. Dès que le courant s’arrête, comme lorsque vous éteignez votre climatisation, l’embrayage se désengage.
La plupart des voitures qui ont un ventilateur de refroidissement entraîné par moteur ont un embrayage visqueux à commande thermostatique – la température du liquide entraîne réellement l’embrayage. Cet embrayage est positionné au niveau du moyeu du ventilateur, dans le flux d’air passant à travers le radiateur. Ce type d’embrayage ressemble beaucoup au couplage visqueux que l’on trouve parfois dans les voitures à traction intégrale. Le liquide dans l’embrayage devient plus épais à mesure qu’il chauffe, ce qui fait tourner le ventilateur plus rapidement pour rattraper la rotation du moteur. Lorsque la voiture est froide, le liquide dans l’embrayage reste froid et le ventilateur tourne lentement, ce qui permet au moteur de se réchauffer rapidement jusqu’à la température de fonctionnement appropriée.
Beaucoup de voitures ont des différentiels à glissement limité ou des accouplements visqueux, qui utilisent tous deux des embrayages pour aider à augmenter la traction. Lorsque votre voiture tourne, une roue tourne plus vite que l’autre, ce qui rend la voiture difficile à manier. Le différentiel de glissement compense cela à l’aide de son embrayage. Quand une roue tourne plus vite que les autres, l’embrayage s’engage à ralentir et à faire correspondre les trois autres. Conduire sur des flaques d’eau ou des plaques de glace peut également faire tourner vos roues. Vous pouvez en apprendre plus sur les différentiels et les accouplements visqueux dans How Differentials Work.
Les tronçonneuses à gaz et les mangeoires de mauvaises herbes ont des embrayages centrifuges, de sorte que les chaînes ou les chaînes peuvent cesser de tourner sans que vous ayez à couper le moteur. Ces embrayages fonctionnent automatiquement grâce à l’utilisation de la force centrifuge. L’entrée est connectée au vilebrequin du moteur. La sortie peut entraîner une chaîne, une courroie ou un arbre. À mesure que les rotations par minute augmentent, les bras lestés se balancent et forcent l’embrayage à s’engager. Embrayages centrifuges sont également souvent trouvés dans les tondeuses à gazon, go-karts, cyclomoteurs et mini-motos. Même certains yo-yo sont fabriqués avec des embrayages centrifuges.
Les embrayages sont précieux et nécessaires à un certain nombre d’applications. Pour plus d’informations sur les embrayages et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.