Pour le Q, nous avons dû recourir au langage parlé ... Q-Plung ou correctement embrayage. Après la boîte de vitesses, le moteur et la chaîne/le cardan, nous complétons la chaîne cinématique avec l'embrayage. Il est responsable de l'adhérence variable.

Au cours de cette série technique, je me suis rendu compte à un moment donné que quelques lettres délicates allaient me tomber dessus vers la fin de l'ABC. Le Q me frappe de plein fouet. Pas si grave que ça, je me souviens de l'astuce du langage parlé et j'ai déjà trouvé le sujet de cette fois : le Q-pling. Tout le monde l'utilise des dizaines de milliers de fois sans se rendre compte du rôle important que joue l'embrayage dans notre progression à deux roues et du travail stressant qu'il doit accomplir à l'abri de nos regards. Mais tous les embrayages ne se valent pas ! En gros, chaque type d'embrayage sert à relier deux arbres entre eux afin de transmettre un couple. Il existe des accouplements rigides, élastiques, mobiles et amovibles, ainsi que des accouplements de forme et de force. En moto, seuls les accouplements amovibles et les accouplements par adhérence sont utilisés, du moins dans le contexte que l'on imagine communément pour l'accouplement.

Par adhérence

Alors que l'engagement positif signifie que deux composants sont assemblés de telle manière que la force est donnée uniquement par la forme (p. ex. roues dentées), on entend par liaison par adhérence que la force est transmise uniquement par le frottement entre la moitié motrice et la moitié entraînée, comme par exemple dans le cas d'un entraînement par courroie trapézoïdale - le pendant positif serait la courroie dentée. Sans embrayage, il serait impossible de démarrer à l'arrêt, le changement de vitesse serait problématique et l'arrêt sans caler le moteur serait également difficilement réalisable. Et de préférence un système qui n'intervienne pas brusquement, mais qui permette un glissement variable, donc une possibilité de dosage du couple, et qui permette ainsi un démarrage en douceur.

Matériaux et design

Des solutions ont rapidement été trouvées, mais au début, on expérimentait encore avec les formes et les matériaux, on pense aux revêtements en cuir et aux roues de friction ou aux embrayages coniques. Mais les types de construction courants jusqu'à aujourd'hui et les matériaux adaptés ont rapidement été trouvés. De nos jours, nous distinguons les embrayages à un ou plusieurs disques ainsi que les embrayages à sec et les embrayages humides, c'est-à-dire les embrayages qui fonctionnent dans un bain d'huile - l'embrayage humide est le plus répandu.

Embrayage monodisque

Le principe d'un embrayage monodisque (à sec) est évident : entre le volant d'inertie et le disque d'entraînement (tous deux reliés au vilebrequin) se trouve le disque d'embrayage, souvent appelé disque de friction, qui peut être déplacé par une denture et qui est relié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Lorsque l'embrayage n'est pas actionné et qu'il est complètement desserré, les ressorts poussent le disque d'entraînement contre le disque d'embrayage d'une part et celui-ci contre le volant d'inertie d'autre part. Il est coincé et le frottement statique prévaut, ce qui signifie que nous n'avons pas de glissement et donc une transmission quasi rigide. La vitesse de rotation du vilebrequin correspond à la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, et jusqu'ici tout va bien, nous aurions pu le faire sans embrayage. Mais si l'on actionne le levier d'embrayage, notre force manuelle est transmise au levier de débrayage, qui appuie sur le disque d'entraînement par l'intermédiaire de la butée de débrayage, ce qui a pour effet de repousser ou de soulever légèrement le disque d'entraînement contre la force du ressort et de créer ainsi un petit espace d'air de part et d'autre du disque d'embrayage - le flux de force entre le moteur et la boîte de vitesses est interrompu à 100 %, et nous pouvons rester à l'arrêt avec une vitesse engagée.

Problème de taille

L'embrayage monodisque est le plus souvent utilisé sur les voitures, plus rarement sur les motos. Certes, il est relativement peu long et peut séparer 100 %, mais son diamètre doit être relativement grand en raison des deux paires de surfaces de friction seulement. Cela signifie un encombrement plus important, ce qui n'est pas le cas avec un quatre cylindres monté transversalement. Ce type de construction est idéal pour les motos à moteur longitudinal et entraînement par cardan, comme les boxers BMW ou le V2 de Moto Guzzi. Grâce à la construction et au grand diamètre, la masse d'inertie est élevée. C'est une bonne chose pour la rotation, mais cela s'oppose aux montées en régime rapides et aux baisses de régime, ce qui est gênant.

Embrayage humide multidisque

Comme son nom l'indique, l'embrayage multidisque utilise plusieurs disques disposés en ligne : le panier d'embrayage rond, dont le côté ouvert est tourné vers l'extérieur et dans le fond duquel se trouve le palier, est monté sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Il est entraîné par le vilebrequin via une denture sur le côté extérieur. A l'intérieur de ce panier d'embrayage se trouve le moyeu d'embrayage, qui est relié par une denture à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et qui présente à son tour une denture extérieure. Il existe en principe deux types de disques d'embrayage : ceux qui, munis de garnitures, sont reliés au panier d'embrayage par une denture extérieure et sont ainsi entraînés par le vilebrequin, et les autres, les disques de friction, qui sont reliés au moyeu d'embrayage par une denture intérieure et entraînent ainsi à leur tour l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Chaque type d'embrayage est composé d'environ huit pièces qui sont empilées les unes sur les autres et qui forment le paquet d'embrayage.

La pression doit être

Il manque encore un élément, la plaque de pression. Il est placé en dernier sur le paquet d'embrayage depuis l'extérieur et vissé sur le moyeu d'embrayage. En règle générale, elle comprime les différents disques de l'ensemble d'embrayage au moyen de 4 à 6 ressorts spiraux, de sorte qu'une adhérence se crée et que l'arbre d'entrée et le panier d'embrayage tournent à la même vitesse. Si nous actionnons l'embrayage, le plateau de pression se soulève légèrement contre la force du ressort, ce qui fait que les différents disques ne sont plus pressés les uns contre les autres et qu'il n'y a plus d'adhérence.

Différences dans la fonction

Contrairement à l'embrayage monodisque, l'embrayage multidisque n'interrompt pas la transmission de la force à 100 %. La course maximale du système de débrayage est limitée, elle ne dépasse généralement pas 8 à 9 mm, ce qui ne donne que 0,5 mm par paire de disques. Pour compliquer encore les choses, il arrive que certaines paires de disques restent un peu collées l'une à l'autre et transmettent ainsi involontairement un certain couple. Ce phénomène est particulièrement prononcé dans le cas de l'embrayage multidisque à bain d'huile, majoritairement utilisé sur les motos. Dans ce cas, un effet indésirable se produit : le couple de traînage. Cela signifie que l'huile qui adhère entre les disques transmet une certaine quantité de couple et que l'embrayage ne se sépare pas complètement. Surtout lorsque le moteur est froid et que l'huile moteur est encore épaisse et visqueuse, le bruit est terrible lorsque l'on passe la première vitesse, ce qui fait douter les passants de nos capacités de conduite. L'huile froide et plus épaisse renforce encore le couple de traction, et certaines lamelles collent tout simplement entre elles. Souvent, dans ce genre de situation, il est également difficile d'enclencher le point mort.

L'astuce 77

Avant d'enclencher la première vitesse pour la première fois, il est recommandé de tirer plusieurs fois sur l'embrayage et de donner en même temps de petits coups d'accélérateur pour permettre au jeu de disques de se libérer. La condition de base est bien sûr que le jeu de l'embrayage ne soit pas trop important. En effet, en réduisant la distance entre le guidon et le levier, le mécanisme de débrayage ne peut pas non plus faire tout le chemin et les disques peuvent encore moins se décoller les uns des autres.

Embrayage en bain d'huile ?

Pourquoi donc l'embrayage fonctionne-t-il le plus souvent dans l'huile, alors que l'huile est appréciée comme lubrifiant, alors que les embrayages misent sur la friction ? La construction compacte est la conséquence de l'idée de disposer les vilebrequins transversalement dans le châssis. Le vilebrequin et les deux arbres de transmission peuvent ainsi être placés l'un derrière l'autre. La plupart du temps, l'entraînement final est assuré par une chaîne, ce qui permet d'éviter les engrenages à renvoi d'angle coûteux, lourds et quelque peu désavantagés en termes de rendement. Les développeurs ont été aidés par le fait qu'à l'époque, les forces à traiter étaient encore gérables et que le développement des garnitures d'embrayage progressait plus rapidement que l'évolution des performances. Le panier d'embrayage est entraîné directement par le vilebrequin via une denture (rapport d'environ 3 : 1). Comme une partie de la démultiplication totale est ainsi déjà effectuée, il est possible d'utiliser des diamètres nettement plus petits pour les roues dentées de l'engrenage, ce qui réduit non seulement le poids et la masse en rotation, mais permet également de réduire la longueur du moteur. La possibilité de placer l'embrayage derrière le vilebrequin a également ouvert la voie aux vilebrequins larges pour les moteurs à quatre ou même six cylindres.

Sec ou humide ?

L'huile a des effets positifs et négatifs sur le fonctionnement de l'embrayage. Les avantages sont certainement l'effet de refroidissement et le meilleur dosage de l'embrayage, qui s'engage plus doucement. De plus, la construction est moins complexe, car le vilebrequin, la boîte de vitesses et l'embrayage se trouvent dans le même carter et utilisent la même réserve d'huile. Certains considèrent l'abrasion de l'embrayage qui se retrouve dans l'huile comme un inconvénient majeur et sont donc d'ardents défenseurs de l'embrayage sec multidisque, comme sur les anciennes Ducati. Je pense que l'abrasion est normalement très faible et que le filtre à huile est absolument capable de la repêcher de manière fiable dans l'huile moteur. Un inconvénient indiscutable est que le couple de traînée est un peu plus important lorsque l'embrayage humide est tiré à fond. Jusqu'à aujourd'hui, les garnitures d'embrayage sont généralement composées d'un mélange de fibres organiques et de résines composites qui maintiennent le mélange. Pour les embrayages à sec, on utilise également des garnitures en métal fritté. Bien entendu, elles ne sont pas complètement à l'abri des dommages. Si l'on laisse traîner l'embrayage trop longtemps, il surchauffe d'abord et peut même brûler par la suite. Avec les embrayages à sec, on le sent tout de suite, l'odeur est douce, âcre, comme celle d'une voiture de tourisme que l'on a conduite avec le frein à main serré. Dans le cas des embrayages humides, on le sent à l'huile, mais celle-ci sent alors terriblement mauvais !

Embrayage centrifuge

Nos amis scootéristes ne peuvent qu'esquisser un léger sourire. Chez eux, c'est la main gauche qui freine la roue arrière. Le travail d'embrayage pour le démarrage est confié à un embrayage à mâchoires centrifuges actionné par la force centrifuge sur le côté entraîné du variateur. Mais c'est un autre sujet que nous n'aborderons pas ici.

L'article complet est à lire dans l'édition 17/2018 de Moto Sport Suisse.Texte : Falk DirlaPhotos : Depositphotos, MSS-ArchivesEdit : Désirée TroxlerPrésenté par Arrigoni Sport