Conception d'embrayage de voiture, éléments principaux
Teneur
L'embrayage est le mécanisme qui transmet le couple du moteur à la boîte de vitesses par friction. Il permet également de déconnecter rapidement le moteur de la transmission et de rétablir la connexion sans difficulté. Il existe plusieurs types d'embrayages. Ils diffèrent par le nombre de disques qu'ils gèrent (simple, double ou multidisque), le type d'environnement d'exploitation (sec ou humide) et le type de disque. Différents types d'embrayage présentent des avantages et des inconvénients respectifs, mais l'embrayage à sec monodisque à commande mécanique ou hydraulique est le plus couramment utilisé dans les véhicules modernes.
But de l'embrayage
L'embrayage est installé entre le moteur et la boîte de vitesses et est l'une des parties les plus sollicitées de la boîte de vitesses. Il remplit les fonctions principales suivantes :
- Déconnexion et connexion en douceur du moteur et de la boîte de vitesses.
- Transmission de couple sans patinage (lossless).
- Compensation des vibrations et des charges résultant d'un fonctionnement inégal du moteur.
- Réduisez les contraintes sur les pièces du moteur et de la transmission.
Composants d'embrayage
L'embrayage standard de la plupart des véhicules à transmission manuelle comprend les composants principaux suivants :
- Volant moteur - Disque d'entraînement.
- Disque d'embrayage.
- Panier d'embrayage - plateau de pression.
- Butée de débrayage.
- embrayage extractible.
- Fourche d'embrayage.
- Commande d'embrayage.
Des garnitures de friction sont installées des deux côtés du disque d'embrayage. Sa fonction est de transmettre le couple par friction. Un amortisseur de vibrations à ressort intégré dans le corps du disque adoucit la connexion au volant et amortit les vibrations et les contraintes résultant d'un fonctionnement irrégulier du moteur.
Le plateau de pression et le ressort à diaphragme agissant sur le disque d'embrayage sont combinés en une seule unité, appelée "panier d'embrayage". Le disque d'embrayage est situé entre le panier et le volant moteur et est relié par des cannelures à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, sur lequel il peut se déplacer.
Le ressort du panier (diaphragme) peut être à poussée ou à échappement. La différence réside dans le sens d'application de la force de l'actionneur d'embrayage : soit vers le volant, soit à l'opposé du volant. La conception du ressort de traction permet l'utilisation d'un panier beaucoup plus fin. Cela rend l'ensemble aussi compact que possible.
Comment fonctionne l'embrayage
Le principe de fonctionnement de l'embrayage est basé sur la liaison rigide du disque d'embrayage et du volant moteur en raison de la force de frottement générée par la force générée par le ressort à diaphragme. L'embrayage a deux modes : "on" et "off". Dans la plupart des cas, le disque mené est plaqué contre le volant. Le couple du volant est transmis au disque entraîné, puis à travers la connexion cannelée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
Pour débrayer, le conducteur appuie sur une pédale reliée mécaniquement ou hydrauliquement à la fourche. La fourchette déplace la butée de débrayage qui, en appuyant sur les extrémités des pétales du diaphragme, arrête son effet sur le plateau de pression qui, à son tour, libère le disque entraîné. A ce stade, le moteur est déconnecté de la boîte de vitesses.
Lorsque le rapport approprié est sélectionné dans la boîte de vitesses, le conducteur relâche la pédale d'embrayage, la fourchette cesse d'agir sur la butée et le ressort de débrayage. Le plateau de pression presse le disque entraîné contre le volant. Le moteur est relié à la boîte de vitesses.
Variétés d'embrayage
Embrayage à sec
Le principe de fonctionnement de ce type d'embrayage repose sur la force de frottement créée par l'interaction de surfaces sèches : plateaux menant, menés et de pression. Cela fournit une connexion rigide entre le moteur et la transmission. L'embrayage monodisque à sec est le type le plus courant sur la plupart des véhicules à transmission manuelle.
Embrayage humide
Les raccords de ce type fonctionnent dans un bain d'huile sur des surfaces frottantes. Comparé à sec, ce schéma offre un contact de disque plus doux ; l'unité est refroidie plus efficacement grâce à la circulation du fluide et peut transmettre plus de couple à la boîte de vitesses.
La conception humide est largement utilisée dans les transmissions automatiques modernes à double embrayage. La particularité du fonctionnement d'un tel embrayage est que les engrenages pairs et impairs de la boîte de vitesses sont alimentés en couple par des disques entraînés séparés. Entraînement d'embrayage - hydraulique, à commande électronique. Les vitesses sont changées avec un transfert constant de couple à la transmission sans interruption du flux de puissance. Cette conception est plus chère et plus difficile à fabriquer.
Embrayage à sec à double disque
Un embrayage à sec à double disque comporte deux disques entraînés et une entretoise intermédiaire entre eux. Cette conception est capable de transmettre plus de couple avec la même taille d'embrayage. En soi, il est plus facile à réaliser que le wet look. Généralement utilisé dans les camions et les voitures avec des moteurs particulièrement puissants.
Embrayage avec volant bimasse
Le volant bimasse se compose de deux parties. L'un d'eux est connecté au moteur, l'autre - au disque entraîné. Les deux éléments du volant ont un petit jeu l'un par rapport à l'autre dans le plan de rotation et sont reliés entre eux par des ressorts.
Une caractéristique de l'embrayage à volant bimasse est l'absence d'amortisseur de vibrations de torsion dans le disque entraîné. La conception du volant utilise une fonction d'amortissement des vibrations. En plus de transmettre le couple, il réduit efficacement les vibrations et les contraintes résultant d'un fonctionnement inégal du moteur.
Durée de vie de l'embrayage
La durée de vie de l'embrayage dépend principalement des conditions de fonctionnement du véhicule, ainsi que du style de conduite du conducteur. En moyenne, la durée de vie de l'embrayage peut atteindre 100 à 150 XNUMX kilomètres. En raison de l'usure naturelle qui se produit lorsque les disques entrent en contact, les surfaces de frottement sont sujettes à usure et doivent être remplacées. La raison principale est le glissement du disque.
L'embrayage à double disque a une longue durée de vie en raison du nombre accru de surfaces de travail. La butée de débrayage s'enclenche à chaque rupture de liaison moteur/boîte. Au fil du temps, toute la graisse est produite dans le roulement et perd ses propriétés, ce qui entraîne une surchauffe et une défaillance.
Caractéristiques du couplage céramique
La durée de vie de l'embrayage et ses performances maximales sont déterminées par les propriétés du matériau de l'engagement. La composition standard des disques d'embrayage sur la plupart des véhicules est un mélange comprimé de fibres de verre et de métal, de résine et de caoutchouc. Le principe de fonctionnement de l'embrayage étant basé sur la force de friction, les garnitures de friction du disque entraîné sont adaptées pour fonctionner à des températures élevées, jusqu'à 300-400 degrés Celsius.
Dans les voitures de sport puissantes, l'embrayage est soumis à plus de contraintes que d'habitude. Certains engrenages peuvent utiliser un embrayage en céramique ou fritté. Le matériau de ces superpositions comprend de la céramique et du Kevlar. Le matériau de friction céramique-métal est moins sujet à l'usure et peut résister à un chauffage jusqu'à 600 degrés sans perdre ses propriétés.
Les fabricants utilisent différentes conceptions d'embrayage qui sont optimales pour un véhicule particulier, en fonction de son utilisation et de son coût. L'embrayage monodisque à sec reste une conception assez efficace et peu coûteuse. Ce schéma est largement utilisé sur les voitures économiques et de taille moyenne, ainsi que sur les SUV et les camions.
