2.chap.2 Embrayage + TD - 2 [PDF]

Zitiervorschau

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Chap. II : SYSTEME D’EMBRAYAGE

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I.

Mise en situation

II.

Nécessité du système Constatations :  Si l’on observe la courbe de couple d’un moteur thermique, on note qu’il ne peut pas fournir de couple à bas régime. Ce même moteur possède également un régime minimum, régime de ralenti, en dessous duquel il cesse de fonctionner. Or, lors du démarrage du véhicule, les roues doivent passer progressivement d’une vitesse nulle à la vitesse de fonctionnement.  Lorsque le véhicule est lancé à une certaine vitesse, le changement de rapport impose une modification du régime moteur. En effet, pour une vitesse constante du véhicule, la montée d’un rapport exigera un régime moins élevé alors que la descente d’un rapport exigera un régime plus élevé du moteur. Conclusion : •

Au démarrage, l’embrayage permet d’amener progressivement la vitesse de rotation de la transmission au régime du moteur.

•

Lors du changement de rapport, l’embrayage a pour rôle de désaccoupler temporairement le moteur du reste de la transmission afin d’amener le régime moteur à la vitesse de rotation de la transmission.

•

En marche normale, l’embrayage doit transmettre intégralement et sans glissement le couple moteur au reste de la transmission.

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III.

Analyse fonctionnelle

IV.

Analyse technologique 1. Le système

Rep. 1

Désignation Volant moteur

2

Disque d’embrayage.

3

Mécanisme d’embrayage

4

Butée

5

Fourchette de commande

6

Soufflet de protection

2. Le volant moteur Sa surface sert d’appui au disque d’embrayage. Celle-ci s’use et doit être contrôlée lors du remplacement du système. 3. Le disque d’embrayage Il est composé d’un moyeu en acier (1) sur lequel sont rivetées (parfois collées) les garnitures (2). Elles sont en

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matériaux composites, ce qui leur procure un haut coefficient de frottement et une bonne résistance aux températures élevées. Le moyeu est solidaire en rotation de l’arbre primaire de boite de vitesses grâce aux cannelures (3) usinées en son centre. Le disque est pourvu de ressorts (4) permettant d’amortir les « à coup » de la transmission (phases d’embrayage trop violentes). En fonctionnement normal, le disque s’use ce qui implique un remplacement périodique. 4. Le mécanisme d’embrayage Il est composé d’une armature (1), d’un plateau de pression (2) qui pousse le disque d’embrayage sur le volant moteur et d’un diaphragme (3). Celui-ci est découpé sur toute la périphérie intérieure par un certain nombre de fentes radiales. Celles-ci forment des lamelles : chacune constitue le ressort d'embrayage et se comporte comme un levier. 5. La butée d’embrayage Elle permet de comprimer le centre du diaphragme afin de libérer le disque d’embrayage. Elle est constituée d’un plateau d’appui et d’un roulement intégré pour limiter la friction sur le centre du diaphragme.

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6. Fonctionnement Rep. 1

Désignation Volant moteur

2

Disque d’embrayage

3

Mécanisme d’embrayage

3.1

Corps du mécanisme

3.2

Plateau de pression

3.3

Diaphragme

4

Butée d’embrayage

5

Arbre primaire de la boite de vitesses

Au repos, le diaphragme pousse le plateau de pression contre le disque d'embrayage. Comme le disque coulisse axialement sur l'arbre primaire de la B.V., il est poussé par le plateau de pression contre la surface de friction du volant moteur. Celui-ci se trouve ainsi en contact, par l'intermédiaire du disque, avec l'arbre primaire de la B.V. Comme le volant et le mécanisme sont solidaires, le disque se trouve entraîné aussi bien par le volant que par le plateau de pression.  Le système est embrayé Lorsque le conducteur actionne la pédale d’embrayage, la butée est mise en appui sur le diaphragme par l’intermédiaire de la fourchette et d’une liaison mécanique ou hydraulique. Le diaphragme, en se déformant, desserre la contrainte exercée par le plateau de pression sur le disque.

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Le disque, une fois libéré, ne transmet plus le mouvement du moteur au reste de la transmission.  Le système est débrayé Lors de la phase démarrage, le conducteur doit accélérer le moteur thermique afin de l’amener à un régime où le couple permet la mise en mouvement du véhicule. Simultanément, il relâche doucement la pédale d’embrayage. Le disque se trouve alors serré entre le volant moteur et le plateau de pression. Une partie du couple est transmise à la boite de vitesses : le véhicule se met en mouvement.  Le système est dit « en patinage » Durant toute la phase de patinage, une partie de l’énergie mécanique du moteur est transformée en énergie calorifique. Le patinage doit être le plus court possible afin d’éviter la surchauffe et la destruction du disque d’embrayage. Afin de transmettre le couple moteur en toute circonstance il est nécessaire que le couple transmissible par l’embrayage soit supérieur au couple moteur. On applique donc au couple moteur un coefficient de sécurité nommé s (variant de 1,1 à 1,6 selon les applications). La valeur du couple transmissible doit être égale à : Ct = Cm . s Avec : Ct en [N.m] Cm en [N.m]

Le couple transmissible par l’embrayage peut être défini par la formule suivante :

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7. Embrayage « tiré » Dans un embrayage tiré, les appuis du plateau de pression et du diaphragme sont inversés. Par ce fait, il ne faut plus pressé sur le diaphragme pour le libérer, mais le tirer. Ce type d’embrayage nécessite une butée clipsée sur le diaphragme. Des précautions de montage sont à respecter lors des interventions d’après-vente. Ex : 807/C8 diesel, 406 (certaines), C5 (BV ML5T)...

Embrayé

Débrayé

La butée est insérée dans le diaphragme.

Le cylindre récepteur de la commande

Le diaphragme est supporté par le

d’embrayage tire la buté et les doigts du

rebord périphérique de la cloche.

diaphragme.

Il pousse le plateau presseur, le disque

Le plateau presseur n’est plus soumis à la

d’embrayage contre le volant moteur.

contrainte du diaphragme, il est ramené grâce aux linguets de rappel. Il libère ainsi

8. Les commandes Pour manœuvrer le système d’embrayage, le conducteur dispose d’une commande par pédale (pédale de gauche sur le pédalier). Elle est reliée, suivant les dispositifs, soit à un système mécanique par câble, soit à un système hydraulique.

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Commande mécanique

Rep. 1

Désignation Fourchette d’embrayage

Commande hydraulique

Rep. 1

Désignation Cylindre récepteur

2

Câble d’embrayage

2

Vis de purge

3

Pédale d’embrayage

3

Canalisation

4

Cylindre émetteur

5

Raccord vers réservoir de liquide de frein

6

Pédale d’embrayage

Pour maintenir constant l’écartement entre la butée et le diaphragme, le système doit comporter un mécanisme qui compense l’usure du disque :  Système de réglage par écrou,

 Système automatique par secteur cranté,  Système intégré au mécanisme d’embrayage (C4, Espace IV…). Nota : Les commandes hydrauliques compensent l’usure du disque par variation de volume de liquide dans le cylindre récepteur. 8.1 Commande réglable par câble Si de nombreuses voitures disposent aujourd’hui d’un dispositif de réglage de garde à l’embrayage automatique, il est nécessaire de surveiller et éventuellement régler cette garde. La garde est le réglage qui empêche la butée en cours d’usure de ne plus assurer son rôle.

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Si la garde est insuffisante, la butée poussera en permanence le mécanisme, accélérant d'autant son usure et faisant patiner l’embrayage à chaque changement de rapport. Cela se ressent au volant par le glissement engendré dans la transmission, qui génère une perte d’accélération.



Si au contraire la garde est excessive, le disque d’embrayage aura du mal bougé de son emplacement pour permettre un passage correct des rapports, engendrant changement de vitesse difficiles et craquements.

8.2 Commande hydraulique Le principe de fonctionnement est commun à tous les systèmes hydrauliques : plusieurs éléments sont reliés entre eux par des durites (dites durites aviation ou encore "flexible hydraulique renforcé" car très résistante à la pression interne) dans lesquelles il y a un fluide hydraulique (en général le liquide de frein qui est partagé donc aussi par le système d'embrayage). Quand je mets sous pression ce fluide du côté émetteur il veut ressortir de l'autre côté (côté récepteur) ce qui émet donc une pression dans ce sens. Cette pression servira à faire bouger la butée d'embrayage

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9. Les différentes causes inhérentes à l’embrayage Les différentes causes inhérentes à l’embrayage sont illustrées ci-dessous : a.

La garniture est arrivée aux rivets Causes : - Usure normale dans des conditions d’utilisations

correctes. - Démarrage fréquent ou défaut de conduite. - Mécanisme de commande grippé. - Système de commande mal réglé. Conséquence : - L’effort presseur n’est plus suffisant pour assurer la

transmission du couple moteur. b. La garniture est grasse (huile ou graisse)

Causes : - Défaut d’étanchéité de la B.V. ou du moteur. - Trop de graisse sur l’arbre primaire ou dans le roulement

pilote (erreur de maintenance). - Fuite du cylindre récepteur de commande. Conséquence : - Le coefficient de friction est diminué.

c.

Garniture brulée ou détériorée Causes : -

Patinage fréquent de l’embrayage. Démarrage sur un rapport trop élevé. Effort presseur insuffisant. Défaut de la commande, manque de jeu ou raideur excessive.

Conséquence : - La garniture est sévèrement détériorée à cause de la

surchauffe, le coefficient de frottent est gravement diminué.

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d. Contact partiel de la garniture Causes : - Le volant moteur n’a pas été rectifié. - Déformation importante de la surface de contact (volant

ou plateau presseur). Conséquence : - La surface de friction est diminuée.

NB : sur les nouveaux disques d’embrayage, seule la périphérie extérieure est en contact, cela disparait après un cours temps de fonctionnement. e.

Le plateau presseur présente des traces de chauffe (bleuis) Causes: - Patinage de l’embrayage régulier. - Présence d’huile ou de graisse. - Défaut de la commande, manque de jeu ou raideur

excessive. - Volant moteur trop fin, rectification hors-cote. Conséquence : - La diminution du coefficient de frottement, un effort

presseur insuffisant ou un patinage régulier de l’embrayage entraine une élévation de température supérieure à la quantité de chaleur dissipée par le système, il en résulte une surchauffe. f.

Porté du diaphragme fortement marqué

Causes : - Porté de la buté d’embrayage (grippé ou pré-charge trop

élevé) - Guide de buté déformé.

Conséquence : - L’effort presseur est limité à cause du mauvais retour de

la butée d’embrayage.

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g.

Diaphragme cassé

Cause : - Effort excessif ou course de commande trop importante

Conséquence : - L’effort du diaphragme n’est plus dans les normes.

N.B : Cela peut aussi créer des à-coups dans la transmission. h.

Cannelures du disque cassées

Causes : - Déséquilibre moteur important. - Mauvais alignement Moteur/Boite

Conséquence : - Le couple moteur n’est plus transmis à la transmission

10. Maintenance Le remplacement du système d’embrayage (Kit d’embrayage) nécessite la dépose de la boîte de vitesses. Il faut contrôler l’état de surface, le voile (avec un comparateur) et la propreté du volant moteur. S’il y a une présence d’huile, il faut changer les éléments défectueux. La repose du disque nécessite un mandrin de centrage (1). Chaque intervention sur le circuit hydraulique de commande impose une purge du circuit.

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Exp : Clio III (MR 392) Avant la repose d’un embrayage vérifier : -

La piste de frottement du volant moteur (pas de rayure ou de bleuissement).

-

Le roulement du vilebrequin (pas de grippage).

-

L’étanchéité des joints moteur et boite de vitesses (remplacer si nécessaire).

-

Le bon coulissement du disque d’embrayage sur l’arbre de sortie.

-

Le guide de la butée et de la fourchette d’embrayage (pas de d’usure ni de rayure).

Démontage d’une butée d’embrayage : -

Levez et caler le véhicule.

-

Démontez le Kit d’embrayage.

-

Démontez le mécanisme d’embrayage.

-

Démontez le disque d’embrayage.

-

Désaccouplez la canalisation hydraulique de la butée d’embrayage (si le système est hydraulique).

-

Desserrez les fixations de la butée d’embrayage.

-

Retirez la butée d’embrayage.

Remontage d’une butée d’embrayage : -

Vérifiez que la butée d’embrayage neuve est identique à celle démontée.

-

Contrôlez l’état du Kit d’embrayage et le remplacé si nécessaire.

-

Graissez la butée d’embrayage.

-

Mettre en place la butée d’embrayage.

-

Serrez les fixations de la butée d’embrayage.

-

Accouplez la canalisation hydraulique de la butée d’embrayage (si le système est hydraulique).

-

Remontez le kit d’embrayage.

-

Redescendre le véhicule.

-

Contrôlez le bon fonctionnement du système d’embrayage.

Régler la garde d'une commande d'embrayage par câble :

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Lorsque votre voiture est équipée d’une commande d’embrayage par câble, voici la procédure à suivre pour régler la garde : -

Prenez la cote à la pédale ou sur la fourchette.

-

Desserrez le contre-écrou de la gaine de câble sur le support fixé à la boîte de vitesses.

-

Tournez le secteur denté tout en maintenant la gaine immobile jusqu'à ce que la garde à la pédale soit correcte.

-

Appuyez à plusieurs reprises sur la pédale et vérifiez de nouveau le réglage, puis serrez le contre-écrou.

Bon à savoir : n’oubliez pas de lubrifier la partie exposée de la gaine avec un peu de graisse. Régler la garde d'une commande d'embrayage hydraulique Le réglage de la garde est la plupart du temps automatique. Il existe cependant une possibilité de préréglage si l'embrayage patine ou si les vitesses craquent. Une tige filetée sort du cylindre récepteur de la commande hydraulique. L'extrémité de cette tige se trouve vissée dans une pièce fixée au bout de la fourchette, celle-ci est bloquée par un contre-écrou. -

Desserrez le contre-écrou.

-

Tournez la tige sur elle-même à l'aide d'une pince.

-

Pour diminuer la garde, dévissez la tige dans la fourchette. Pour augmenter la garde, vissez la tige.

-

Effectuez le réglage en prenant la cote, de la manière que pour la commande mécanique. Vous devez respecter les prescriptions de réglage des constructeurs, celles-ci pouvant varier selon les voitures.

-

Lorsque le réglage est effectué, bloquez le contre-écrou tout en maintenant la tige pour l'empêcher de tourner.

Important : chaque constructeur indique la valeur en millimètres à utiliser. Elle est mesurée au niveau de la pédale ou à celui de la fourchette.

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11. Les nouvelles solutions technologiques 10.1 Les cylindres récepteurs avec butée intégrée Cette technologie permet d’obtenir un système plus compact, plus léger, plus rapide et plus précis. Certains constructeurs remplacent le cylindre récepteur par un micromoteur.

Vue de l’extérieur

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Problème de récepteur/émetteur Le souci qu'on peut rencontrer dans ce système est donc une fuite hydraulique. En perdant du liquide il n'y a plus de pression possible dans le circuit, la butée ne peut donc plus être actionnée et la pédale devient molle. Si la fuite provient du récepteur, de l'huile pourra alors être projetée sur le disque d'embrayage. Si cela fuit côté émetteur vous pourrez avoir du liquide sur la pédale d'embrayage. 10.2 Les boîtes de vitesses robotisées Pour commander le système, certains constructeurs utilisent un système piloté par calculateur (BV Senso-Drive Citroën, BV QuickShift Renault…). Celui-ci manœuvre l’embrayage en fonction de différentes informations provenant de capteurs grâce à un Micromoteur ou à un vérin hydraulique. La pédale d’embrayage est supprimée. Ces systèmes pilotés commandent également le passage des rapports de la boîte de vitesses.

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12. Prévention des risques professionnels Les garnitures des disques d’embrayage peuvent encore contenir de l’amiante. Cette substance (extrêmement cancérigène), est remplacée par des FCR (fibre céramique réfractaire), fibre de verre, fibre de roche ou d’autres produits tels que le plomb ou la silice qui peuvent être eux aussi très nocifs. Afin de vous protéger vous devez respecter les règles suivantes.

11.1 Protection générale - Fibres d’amiante & FCR : mesures de prévention identiques - Proscrire les opérations d’usinage de plaquettes de freins et de remontage de plaquettes amiantées ou contenant des FCR

- Proscrire le nettoyage par soufflette, l’utilisation de balayette, brosse… - Privilégier le nettoyage par aspirateur à filtre absolu, ou par un lavage, ou essuyage humide

- Équiper toutes les machines utilisées pour l’usinage des garnitures de dispositifs d’aspiration efficace

- Équiper les opérateurs d’un appareil de protection respiratoire contre les poussières de classe P3

- Formation et information des opérateurs - Filtration et décantation de l’air et l’eau rejetés

11.2 Protection individuelle - Un masque anti-poussière de classe P3 doit être porté pour toute intervention sur les matériels de friction

- Gants de protection adaptés aux travaux effectués (coupure, résistance aux produits chimiques….)

- Vêtements de protection (combinaison de type 5 avec capuche) - Lunettes de protection fermées latéralement - Il faut aussi se protéger des dégraissants et autres détergents utiliser lors du nettoyage des pièces.

- Mesures d’hygiène (vestiaires équipés de lavabo et douche)

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TD2 :

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SYSTÈME D’EMBRAYAGE

Questions de cours 1.

7.

2. 8.

3.

4.

9.

5.

10.

6.

18

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1.

Compléter le diagramme FAST suivant pour décrire le fonctionnement du système d’embrayage

2.

Donnez trois défauts qui provoquent le patinage de l’embrayage. …………………………………………………………………………………………………

3.

-

…………………………………………………………………………………………………

-

…………………………………………………………………………………………………

Comment s’effectue le rattrapage automatique du jeu avec une commande d’embrayage hydraulique ? ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….

4.

Expliquez la procédure pour le contrôle de glissement d’un embrayage. ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….

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5. Indiquer le type de la commande d’embrayage représentée par la figure ci-dessous : ………………………………………………………………………………………

5.1. Légender le mécanisme :

Rep. Désignation 1 2 3 4 5

Rep. Désignation 6 7 8 9 10

5.2. Décrire le fonctionnement du mécanisme lors de la position débrayée : ………………………………………………………………………………………………….……… …………………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………....................… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………...................................

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6.

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Compléter le diagramme ISHIKAWA pour illustrer les causes possibles pouvant entraîner la mauvaise transmission du couple moteur :

7.

Quel couple en [daN.m] peut transmettre un embrayage mono-disque à sec tiré d’un diamètre extérieur de garniture de 430 [mm], d’un diamètre intérieur de 240 [mm], d’une force de diaphragme de 3400 [daN] et qui possède un coefficient d’adhérence de 0,38 ? ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

Quel sera le coefficient de sécurité de cet embrayage si le couple maximum du moteur est de 1940 [Nm] ? ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………….

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8.

Quelle est la force de serrage du diaphragme en [daN] d’un embrayage mono-disque à sec poussé si le couple du moteur est 210 [N.m] à 3600 [tr/min], le coefficient de sécurité de l’embrayage de 1,6, le coefficient d’adhérence des garnitures de 0,4 et le diamètre moyen du disque de 240 [mm] ? ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

Quel sera la force nécessaire pour débrayer si le rapport de démultiplication de la commande d’embrayage est de 74 :1 ? ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

9. Calculez la force d’action sur le levier

10. Calculez la force F2 si F1 = 180 [N] ?

si F2 = 680[N] ?

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…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

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11. Calculez le rapport total de la commande d’embrayage ? Calculez la force sur la butée si la force nécessaire pour débrayer est de 120 [N] ? (formule, calcul, réponse et unité, SVP !)

……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 12. Calculez le rapport total du système de commande et la force nécessaire pour débrayer en [daN], si la force du diaphragme est de 8800 [N] ? (formule, calcul, réponse et unité)

……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

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