Le fonctionnement de l'embrayage, les différents types et l'emplacement dans une voiture

L’embrayage est un élément automobile mécanique qui permet la transmission du mouvement de rotation produit par le moteur au roues. Il peut également interrompre ce transfert de mouvement. Il facilite aussi le passage de vitesses. L’embrayage est situé entre le moteur et la boîte de vitesses. La pédale d’embrayage n’existe que sur les véhicules à boîte de vitesse manuelle, et est celle située la plus à gauche.

À quoi sert un embrayage

L’embrayage est indispensable sur les véhicules thermiques, car le moteur ne peut pas s’arrêter de fonctionner lorsque le véhicule est à l’arrêt, sinon il cale. Lorsque la pédale d’embrayage est enfoncée par le conducteur, la transmission entre le mouvement de rotation du moteur et les arbres de transmission est interrompue, permettant d’éviter l’arrêt des roues sans l’interruption du cycle du moteur. Sans l’embrayage, ceci ne serait pas possible et le moteur calerait à chaque arrêt du véhicule, ce que vous pouvez observer lorsque vous arrêtez votre véhicule sans appuyer sur la pédale d’embrayage.

L’embrayage sert également à changer de vitesses. En changeant de rapport, le conducteur peut sélectionner la puissance générée par le moteur et transmise aux roues. Plus le rapport sélectionné est bas, plus il est puissant. Même si ceci est contre-intuitif, plus d’énergie est nécessaire pour mettre en mouvement une voiture à partir d’un état stationnaire que d’énergie est requise pour augmenter la vélocité d’un véhicule déjà en mouvement. En effet, une voiture en stationnement représente un poids important et est donc plus difficile à mettre en mouvement. La première vitesse est donc toujours la plus lente mais la plus puissante d’un véhicule. Les vitesses deux à cinq ou six, dépendamment du modèle du véhicule, permettent l’accélération progressive du mouvement des roues.

Même si il est techniquement possible de changer de vitesses sans utiliser la pédale d’embrayage, ceci pose un risque important à la boîte de vitesses. Décrocher d’un rapport grâce à ce système permet d’éviter d’abîmer la boîte à force de grincements et de friction en changeant de rapport.

Éléments de l’embrayage

Le système d’embrayage est composé de plusieurs éléments.

Principe de fonctionnement de l’embrayage

Dans un embrayage mono-disque (le plus courant), la butée d’embrayage n’est pas en contact avec le diaphragme au repos, ce qui permet aux lames de ce dernier d’exercer une pression constante sur le plateau de pression, et donc de conserver le disque d’embrayage plaqué contre le volant moteur. Lors du démarrage du véhicule, la batterie créé le mouvement d’un des pignons, ce qui permet de mettre en marche le moteur. Une fois le moteur en marche, le vilebrequin transfère le mouvement au volant d’inertie, qui transfère le mouvement au disque d’embrayage. Les deux restent en contact grâce à la garniture de friction. Le mouvement est ensuite transmis aux roues par l’arbre de transmission, et lorsqu’une vitesse est enclenchée, les roues tournent.

Pour changer de rapport ou lorsque le véhicule est à l’arrêt, le conducteur doit appuyer sur la pédale d’embrayage. Ceci s’appelle le débrayage. La pression sur la pédale d’embrayage actionne la fourche liée à la butée d’embrayage. La butée est par conséquent pressée sur le centre du diaphragme, dont les extrémités des lames pressent ensuite dans la direction opposée, ce qui relâche la pression et désolidarise le disque du volant moteur. Le volant moteur est à ce moment en rotation libre et ne transmet aucun mouvement vers les roues, mais le moteur tourne toujours et ne cale donc pas si la voiture est à l’arrêt. Une fois cette connection rompue, la boîte de vitesses est immobile, ce qui permet au conducteur de sélectionner un nouveau rapport.

Types d’embrayage, leurs avantages et inconvénients

Il existe deux types d’embrayages. Le plus ancien est l’embrayage á câble, qui, comme son nom l’indique, était actionné par un câble. Le débrayage s’effectuait grâce à un câble métallique qui actionnait la butée d’embrayage. L’appui sur la pédale tirait sur le câble connecté à un basculeur, équivalent de la fourchette.

Ce type d’embrayage n’est plus utilisé depuis les années 90, et a été remplacé par un système hydraulique. Dans ce système, un émetteur et un récepteur (ou une butée hydraulique) permettent le débrayage. La pédale d’embrayage actionne un piston qui transfère le liquide hydraulique de l’émetteur vers le récepteur (ou directement vers la butée hydraulique). Ce liquide appuie sur un second piston dans le récepteur, qui engendre une pression sur la butée et permet le débrayage.

L’embrayage hydraulique est non seulement plus simple à installer, mais élimine le problème d’usure et d’oxydation du câble de l’ancien système et est donc plus durable. D’autres problèmes peuvent cependant survenir, tel qu’une fuite hydraulique. Il est plus coûteux que l’embrayage par câble, car plus complexe.

Les deux embrayages ci-dessus sont sensibles à l’usure. Avec le temps, la garniture de friction du disque d’embrayage s’use contre le volant d’inertie. Il est donc nécessaire de changer le système tous les 150-200 000 km afin d’éviter une panne.

L’embrayage monodisque est limité dans sa compatibilité avec certains moteurs. En effet, le fonctionnement de l’embrayage dépend de la friction entre le disque d’embrayage et le volant moteur. Un couple moteur trop puissant peut causer le glissement des disques l’un sur l’autre et donc les désolidariser.

Pour éviter ce problème sur les moteurs plus puissants, on utilise un embrayage multidisque, donc avec plusieurs disques d’embrayage. Ces types d’embrayages sont souvent utilisés pour les boîtes robotisées. Ils sont moins sensibles à l’usure de la garniture de friction.