Transmission/FAQ sur l'embrayage non-Verto

par (C) Marcel Chichak

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L'une des questions les plus fréquemment posées par les propriétaires de Mini est *"pourquoi mon embrayage ne se désengage-t-il pas correctement?"* ou *"pourquoi est-il difficile d'engager la transmission?"* Le symptôme habituel est que l'embrayage s'engage directement jusqu'au sol et que le chauffeur doit enfoncer la pédale dans la moquette pour éviter de grincer les engrenages. Étant donné que l'embrayage fonctionnait correctement lorsque la voiture a quitté l'usine, la réponse évidente est «l'usure». Évidente, mais certainement pas une réponse simple ni réponse complète. Il y a vraiment deux volets à ce problème de l'embrayage: l'une est l'usure du mécanisme d'actionnement et l'autre est la configuration du système d'embrayage / volant en 4 parties.

L'embrayage de moteurs Series-A utilisés dans les Minis sont en quelque sorte **une anomalie dans le secteur automobile**, dans la mesure où la puissance entre la transmission par le volant puis revient sur elle-même pour être livrée dans la même direction d'où elle venait. Cela signifie que la configuration de l'embrayage est complètement différente des voitures *normales* et un ensemble unique de problèmes. Le fait est que les embrayages Mini doivent être configurés correctement. Ne vous sentez pas mal si vous n'en avez jamais entendu parler auparavant, il faut lire les livres de Des Hammill, How to Power Tune The BMC / BL / Rover 998  et 1275 A-series engine  publiés par Veloce Publishing. Il y décrit comment un embrayage doit être mis en place, mais j'ai trouvé son explication un peu brève et manquant de données à l'appui. Cet article tentera d'expliquer comment cela est fait et pourquoi c'est important.

### Problème n° 1: Usure du mécanisme d'actionnement de l'embrayage

Bien que l'embrayage de la Mini soient à commande hydraulique, la majorité du mécanisme est mécanique et tous les points de pivot s'usent. Les deux zones problématiques se situent dans le cadre de support de tableau de bord dans au dessus de la boîte à pédales où la pédale d'embrayage est reliée à la chape de la tige de poussée du cylindre primaire et au bras d'actionnement de l'embrayage lui-même.

La détection de l'usure de la chape du cylindre primaire est relativement simple. Il est possible de regarder du bas en haut dans le pédalier et d'observer la chape pendant que vous déplacez la pédale utilisant son jeu libre. Vérifiez que la pédale, la chape du cylindre primaire et l'axe de chape se déplacent simultanément comme une unité. S'il y a une usure considérable, le trou dans la chape sera ovale et il y aura des rainures profondes dans l'axe de chape. Cela seul représentera jusqu'à 3cm de course de pédale inutile.

Les pédales d'embrayage ont un mouvement total de 102mm, ce qui se traduit par une poussée totale du cylindre secondaire de 16mm. Avec un rapport de 5,33:1, cela équivaut à 2.97mm de mouvement à l'extrémité utile du bras d'actionnement, dont 1.75mm est repris par la butée réglable, ne laissant qu'environ 1.22mm de mouvement utile du palier de butée. il sera démontrée plus loin, une mouvement de l'embrayage inférieure à 1.143mm entraînera une traînée des plaques de friction et des difficultés à engager les engrenages. Ainsi, il faut conclure qu'il y a peu de place pour l'usure dans le système.

Dans le compartiment moteur, non seulement les charges sures composants est plus élevée, mais il y a aussi du sable de la route et des embruns sales qui volent qu'usent les surfaces de contact encore plus rapidement. L'image Fig1 montre la manivelle d'actionnement d'embrayage bien utilisé et des mesures d'usure typiques. Ces chiffres d'usure peuvent ne pas sembler important, mais rappelez-vous qu'il s'agit d'un levier et que la poussée appliquée en haut est multipliée mais que du côté utile le mouvement est divisé. L'image Fig2 montre les longueurs utilisées pour calculer l'effet de levier. Si l'usure accumulée est multipliée par les longueurs des leviers, (*note par le traducteur : s'il dépasse 1.8mm les plaques de friction peuvent glisser et par conséquant des difficultés à engager les engrenages*), comme le montre l'image Fig3 vous pouvez voir que pratiquement toute la course de la pédale est gaspillée pour reprendre du jeu dans le système. En regardant les figures, le point le plus critique est la goupille d'appui située juste au-dessus du centre du logement de la cloche.

C'est un problème très courant et la solution typique pour un mécanisme usé consiste soit à allonger la tige de poussée du cylindre récepteur et à déplacer la butée de réglage pour prendre le jeu, soit à chauffer le bras et à le plier. Bien que cela permette à l'embrayage de fonctionner à nouveau, **la bonne approche consiste à remplacer tous les axes de chape usés, à construire l'extrémité sphérique avec de la soudure et à remplacer ou réparer la chape du cylindre primaire.**

### Problème n ° 2: configuration du ressort d'embrayage

Le livre de Des Hammill décrit un embrayage correctement configuré comme ayant le diaphragme «à plat». L'image Fig4 montre de quoi il parle. La vue est dans un plan le long de l'arrière du volant, en regardant entre celui-ci et le ressort d'embrayage. Notez, si vous pouvez le voir, que le ressort à diaphragme est parallèle au volant. Comme décrit ci-dessous, cette configuration donne la pression de serrage la plus élevée et nécessite la poussée la plus faible pour se désengager. Ce que le livre de Des Hammill ne décrit pas, c'est comment obtenir le ressort plat et des preuves pour soutenir les avantages. Continuons pas par pas.

#### Obtenir le ressort plat

Pourquoi? Bonne question. Le fait que Des Hammill prétend quelque chose dans son livre ne suffit pas pour en faire la vérité divine. Une bonne dose de scepticisme est de rigueur avant de l'appliquer. Je suppose que c'est pourquoi je ne suis pas dans l'armée. Alors, armé d'un atelier plein d'outils et des compétences, que j'ai acquises en recherche à l'Université, je me suis mis à répondre à la question: quelle est exactement la différence entre un ressort à diaphragme qui est plat et un qui ne l'est pas?

 Nous devons d'abord déterminer si le ressort est effectivement plat, et sinon, comment l'obtenir. L'image Fig5 montre le banc d'essai simple pour comprendre cela. Ma configuration d'essai utilisait une perceuse à colonne pour forcer le ressort vers le bas, mais une presse hydraulique, une presse à mandriner ou une fraiseuse ferait le même travail. Essentiellement le même effet pourrait être obtenu en insérant un long boulon à travers la plaque de butée et en tirant le ressort vers le bas en le vissant. Notez que vous devrez faire le boulon sur un tour puisque le filetage aux deux extrémités de la manivelle est un filetage UNS bâtard de 5/8"x 16 TPI.

Le diaphragme étant très difficile à photographier, une section transversale fantôme est superposée pour plus de clarté. Avec le volant suspendu à la jante, la plaque d'appui peut flotter librement lorsque le ressort est comprimé. Le comparateur à cadran est placé sur l'un des boulons de la plaque d'appui et mis à zéro. Le ressort peut alors être comprimé jusqu'à ce que le diaphragme soit parallèle au volant et au comparateur à cadran. Pour les tests rapportés ici, il a fallu 0,060" de compression pour aplatir le ressort. Cette quantité doit ensuite être usinée sur les montants de la plaque d'appui. Le fait de devoir retirer de la matière des montants survient généralement lorsque l'une des faces de friction a été. Pour compléter la configuration, de nouvelles entretoises doivent être fabriquées de sorte que les sangles d'entraînement soient également parallèles au volant, en particulier s'il y a eu du matériel enlevé à l'arrière du volant pour alléger.

 Pour quantifier la différence entre les ressorts correctement et mal configurés, j'ai bricolé l'appareil de test illustré à la Fig6. La cellule de charge (1) est un vérin hydraulique de 5 tonnes attaché à une pompe manuelle avec un manomètre de 500 PSI (2). Avec un diamètre de piston connu, il existe une corrélation directe entre la pression du système et la poussée appliquée. Aucune affirmation n'est faite quant à l'exactitude de ce système, mais les résultats sont comparables. D'ailleurs, je n'allais pas demander aux candidats potentiels si leur pèse-personne passait à 600 lb! L'ensemble d'embrayage est maintenu sur un bout de queue de vilebrequin dans les mâchoires d'un tour avec le disque de friction et l'engrenage primaire attachés à un bras de levier de 18"(3). Une simple échelle de poisson a été utilisée pour déterminer le couple à l'extrémité du bras de levier. . La réaction de poussée est fournie par la poupée mobile (4) qui est verrouillée en place.

 Un outil de tronçonnage (5) coincé dans la couronne dentée fournit la réaction de couple en empêchant le volant d'inertie de tourner, et un comparateur (6) indique le déplacement réel de l'embrayage Une vue rapprochée est fournie à l'image Fig7. Le fait de lancer le volant de la poupée mobile par incréments de 0,005 "a fourni toutes les données nécessaires pour répondre aux questions.

Quatre configurations ont été testées: des ressorts à diaphragme «orange» et «bleu» avec les ressorts «plats» et 0,060 "au-dessus du plat. Un ressort« vert »standard n'a pas été testé dans un premier temps car aucun nouveau n'était disponible à l'époque, et ceux utilisés étaient si faibles qu'il était inutile de rechercher les données. J'ai rassemblé les éléments suivants à partir de la littérature disponible dans ma bibliothèque personnelle:

1. Il y a 4 ressorts disponibles, identifiés uniquement lorsqu'ils sont neufs par les taches de peinture suivantes (corrigez-moi si vous en connaissez différent):

vert - moteurs de petit calibre de série (plus disponible)
bleu - moteurs gros calibre d'origine
orange - applications course et rallye des moteurs big bore
gris - pour moteurs whazoo haute puissance

Le sujet des ressorts d'embrayage Mini est très mal traité.

### Test de la poussée de désengagement

L'image Fig8 montre les données issues des tests décrits ci-dessus. On peut voir que la différence entre un ressort correctement configuré et un autre qui ne l'est pas est la charge nécessaire pour faire basculer le ressort au-dessus du centre. La figure montre qu'il y a peu de détérioration d'un ressort neuf à un ressort bleu usé et que lorsque le ressort est déplacé trop loin, un blocage se produit et les charges augmentent considérablement, ce qui souligne l'importance de régler correctement les écrous d'arrêt. Il convient également de noter que dans ces tests, le même ressort se lie 0,060 "plus tard lorsqu'il est installé à 0,060" au-dessus du plat.

### Test de la puissance de maintien du couple

L'image Fig9 montre comment les configurations d'embrayage testées sont capables de maintenir le couple moteur. Comme on pouvait s'y attendre, le ressort de course orange est le meilleur pour maintenir le couple. Correctement configuré, il peut gérer 87 lb-pi. Mal configuré, il est pratiquement identique à un ressort bleu correctement configuré, à 75 lb-pi, mais n'est pas illustré pour plus de clarté. Le ressort bleu, mal configuré, peut supporter environ 67 lb-pi. Un ressort vert usagé contenait un ridicule 45 lb-pi, ce qui amène à se demander à quel point le patinage de l'embrayage se produit dans les voitures équipées d'un? Sûrement même un 850 nécessite plus de puissance de maintien du couple que cela, si ce n'est seulement pour le freinage moteur?

C'est intéressant de noter que tous les ressorts agissent prèsque de la même façon après environ 0,005 "de déplacement et sont tous complètement débrayés à 0,045". Avec une telle petite déplacement réelle requise pour désengager l'embrayage, il est évident qu'il ne faut pas beaucoup d'usure dans le système d'actionnement pour causer des problèmes.

On peut voir que la conception du ressort à diaphragme se prête bien à une conduite en douceur. La longue courbe à faible pente de 0,005 "au désengagement total à 0,045" signifie que le conducteur a un excellent contrôle pour alimenter progressivement la puissance.

DISCUSSION

Le ressort à diaphragme fournit de l'énergie stockée sous forme de pression de serrage au disque de friction. Si le diaphragme n'est pas complètement plat, une partie de l'énergie de ce ressort est toujours stockée dans le ressort. La Fig8 montre cette différence comme près de 10 lb-pi de force de serrage perdue. Pour désengager l'embrayage, cette énergie accumulée doit être surmontée par le palier de butée, comme le montre la Fig9, sous la forme d'une poussée supplémentaire de 130 lb (35%). Ceci est dû au fait que le ressort de diaphragme ne s'est pas encore cassé au centre. La pression chute après que le ressort a dépassé le centre, mais bien après le déplacement nécessaire pour désengager le disque de friction d'embrayage.

En se référant à la figure 10, une combinaison des figures 8 et 9, pour maintenir un embrayage désengagé d'un déplacement d'environ 0,050 "signifie que le palier de butée doit maintenir toute la pression du ressort. Si le ressort est mal configuré, le palier de butée tiendra plus l'énergie que nécessaire et celle-ci est transférée directement aux rondelles de butée sur le palier principal central du moteur.

Par conséquent, il est essentiel que le ressort à diaphragme soit configuré de telle sorte qu'il soit dans une position imminente de sur-centrage, c'est-à-dire à plat.

Alors, quelle est l'importance de tout cela de toute façon? Si cela ne faisait aucune différence dans les deux cas, ces réponses n'auraient jamais été poursuivies, mais les tests ont été menés pour essayer d'expliquer deux choses: la défaillance des rondelles de butée du palier principal sur un moteur 1275 équipé d'un ressort d'embrayage bleu et un autre moteur 1275 avec un embrayage saccadé. .

Étude de cas n ° 1

Normalement, le ressort bleu ne pose pas de problèmes, mais dans ce cas, le vilebrequin a été détruit en environ 200 miles. Pourquoi? La réponse se trouve quelque part dans les données rapportées ici et dans la base des recommandations de Des Hammill, mais la raison exacte de l'échec est peu claire. Il y avait manifestement un contact métal sur métal avec la face de poussée du volant, ce qui suggère que la résistance du film d'huile a été surmontée. La littérature disponible sur le sujet suggère que les résistances du film d'huile sont de l'ordre de plusieurs milliers de PSI, mais l'axe Y secondaire sur la figure 10 place la contrainte de surface sur les rondelles de butée bien en dessous de cette valeur. D'autres publications suggèrent qu'il y a une diminution de la viscosité de l'huile avec des taux de cisaillement croissants, une situation qui se produit avec des changements d'engrenages à haut régime. L'huile sortant du palier principal central peut être de 50 ° C plus élevée que celle du carter et cette huile est en outre abusée en étant cisaillée sous une pression modérée mais à des taux élevés dans l'interface de poussée. Si le jeu de poussée n'est pas correct, c'est-à-dire qu'il est supérieur à 0,003 ", l'huile sortant du palier principal s'échappera préférentiellement vers le côté déchargé, laissant la face chargée en manque de lubrification. Ajoutez à cette équation la possibilité de contamination sous forme de des déchets ou des fragments métalliques (dans un moteur Mini ??), il est fort probable que tous ces problèmes se traduisent par une défaillance même si la littérature suggère qu'il y a une marge considérable dans la résistance du film d'huile.

J'ai eu l'occasion de faire un peu de travail sur ce moteur avant la panne, ne demandez pas, et j'ai noté que le jeu de poussée était supérieur à 0,010 ". Dans la phase post-mortem, j'ai noté que l'embrayage était complètement sorti, car il Il s'est avéré que les deux faces de friction ont été refaites à la surface. De plus, les fentes des anneaux dépassaient 0,060 ", ne demandez pas, ce qui fait que le moteur saute comme une locomotive hors du bouchon de remplissage d'huile et provoque une contamination massive de l'huile. Tout ce qui pouvait mal tourner l'a fait.

Suite à un affûtage de la face de poussée de la manivelle (0,030 "), le jeu a été fixé à 0,002". Avec les poteaux de la plaque d'appui réduits de 0,090 "et tous les autres problèmes corrigés mais en utilisant toujours les mêmes composants que ceux du moteur avant la panne, il n'y a eu aucun problème depuis.

Étude de cas n ° 2

Avant d'être plus sage, je viens de prendre des ressorts à diaphragme de la pile et de les boulonner. Je veux dire, un ressort ressemble au suivant et qui peut voir ces taches de peinture après 30 ans de service de toute façon? Eh bien, le 1275 modérément modifié avait des problèmes de conduite avec des bruits d'embrayage et des crissements sur les prises de force à pleine puissance. Le remplacement du ressort à diaphragme par un ressort testé pour être «bleu» a résolu tous les problèmes. Celui qui a été retiré a été testé pour être «vert» et ne pouvait pas supporter un couple de 45 lb-pi.

CONCLUSIONS ET RECOMMENDATIONS

Il y a quelques conclusions qui peuvent être tirées de ce travail:

1. Restez hors de l'embrayage, sauf pour les changements de vitesse. Assis aux feux de circulation avec l'embrayage désengagé pour n'importe quelle longueur de temps peut entraîner une défaillance des rondelles de butée et endommager le vilebrequin. Faire tourner le moteur avec l'embrayage débrayé est encore pire.

2. Réglez correctement l'embrayage chaque fois qu'un travail est effectué sur le moteur et en particulier si les faces de friction ont été refaites.

3. Utilisez un ressort approprié pour l'application.

4. Assurez-vous que les jeux des rondelles de butée sont au minimum, c'est-à-dire 0,002 ". Utilisez des rondelles de butée surdimensionnées, disponibles en +0,003" et +0,030 ", pour atteindre le minimum et rectifier les faces de poussée de la manivelle si nécessaire.

5. Utilisez une huile moteur de haute qualité (non synthétique) et changez-la souvent.

6. Si l'embrayage s'engage de plus en plus bas sur la course de la pédale, remplacer tous les axes de chape et réparer l'usure de la chape du cylindre primaire et de l'extrémité à rotule du bras d'actionnement.

## Conditions d'utilisation

(C) Février 2000 Marcel Chichak (marcel\_at\_starchak.ca  - TDC Engineering - Tous droits réservés, reproduction uniquement avec l'autorisation de l'auteur

Cette article republié de Classic Mini Clutch Faq  avec la permission explicite de l'auteur

## Références

1. ↑ Des Hammill, How to Power Tune the BMC/BL/Rover 998 A-Series Engine for Road and Track (SpeedPro series), Veloce Publishing, Poundbury, United Kingdom
2. ↑ Des Hammill, *How to Power Tune BMC/Rover A-Series Engines 1275 (Speedpro Series), Veloce Publishing, Poundbury, United Kingdom, 1998, isbn9781901295078*
3. ↑ Marcel Chichak (marcel\_at\_starchak.ca)
4. ↑ Marcel Chichak, *Clutch FAQ non-verto*