Exposé sur les Embrayages

8/8/2019 Expos sur les Embrayages

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Facult de gnie mcanique et gnie des procds

3me anne gnie mcanique

EXPOS SUR LES EMBRAYAGE

ETUDIANTS : -CHABANE OMAR ISLAM -LADOUL SOFIANE

-HALOUANE ABDELOUAHAB -CHERIEF MONCEF


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I. FONCTION DUN EMBRAYAGE : L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit rcepteur. Du fait de sa transmission par adhrence, il

offre une mise en charge progressive de l'accouplement qui vite les -coupsqui pourraient provoquer la rupture d'lments de transmission ou calage dans le cas d'une transmission depuis un moteur thermique . Entre le moteur et le changement de vitesse se trouve plac lembrayage, organe destine relier ou sparer presque instantanment, et volont,l'arbre moteur et le mcanisme de transmission il permet de:

1) Arrter le vhicule tout en laissant le moteur en marche .

2) Effectuer des changements de vitesses et de marche en dsaccouplantla liaison .

3) Dmarrer en douceur par un entrainement progressif.

4) Assurer une transmission complte du couple moteur pendant le roulage du vhicule (sans glissement) .

5) Contribuer au confort en filtrant les vibrations venant du moteur.

6) Protger le moteur lors d'anomalies au niveau des lments de transmission(glissement).

Remarque :

Etat dun embrayage :

-Un embrayage est dit normalement embray lorsque celui-ci est en positionembraye au repos.


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-Un embrayage est dit normalement dbray lorsque celui-ci est en position normalement dbraye au repos.

Position embraye Position dbrayeEmbrayage ferm Embrayage ouvert


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II. TYPES DEMBRAYAGES :1) Embrayage hydrocintique :

Principe :Un fluide hydraulique est mis en mouvement par laction dune roue aube appele POMPE. Lnergie cintique acquise par le fluide exerceune pression plus ou moins leve sue les ailettes dune roue a auberceptrice appele TURBINE.Les facteurs prdominants sont donc la masse spcifique et la vitesse delhuile. Pour bien comprendre le fonctionnement on fait une comparaison avec

deux ventilateurs face face.


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Lorsque le moteur tourne , la rotation combine la force centrifugecommunique au fluide un mouvement hlicodale. Apres avoir frapp les aubesde la turbine, le fluide, qui a perdu de sa vitesse, revient vers la pompe.

La vitesse de circulation de lhuile et lnergie cintique produite augmenteproportionnellement la vitesse de la pompe et de la turbine.

A haut rgime, les deux lments se trouvent en frottement accoupls.

Il subsiste toutefois un lger glissement. Le rendement du coupleur est donclgrement inferieur 100% ( proche de 95% )

Son fonctionnement est satisfait dans la phase daccouplement (vitesseconstante), mais son rendement est faible dans la phase de glissement, lorsque laturbine offre une grande rsistance (au dmarrage). Dans cette phase, onconstate que les jets dhuile va frapper les au bes de la turbine sans le dplacer,ce qui produit un chauffement exagr de lhuile par frottement et une pertednergie.

La solution le convertisseur de couple

II comporte 3 lments, munis daubages, regroups dans un carter et solidairedu bloc moteur :

-Limpulseur : par sa rotation il communique aux filets dhuile force, vitesse etdirection.


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-La turbine : rceptrice, elle tourne sous leffort des filets dhuile qui lafrappent sa priphrie et ressortent en son centre.

-le racteur : est un dflecteur pour les filets dhuile sortant de la turbine et

retournant vers limpulseur. Il roriente les filets dhuile. Il est mont sur uneroue libre.

2) Embrayage denture :Cest un embrayage compact, sans glissement, avec denture plane pour latransmission de couples importants sous encombrement rduit. Une bonnesolution si lengagement se fait larrt. Il est possible dembrayer faiblesvitesses condition de prvoir des dispositifs lectriques spciaux.

Il est engag de manire permanente, cette condition maintenu par pression deressort. Il peut transmettre le couple jusqu' un dtail, niveau de prrglage,aprs quoi dans le cas dune surcharge dans la transmiss ion, il est conu pourglisser pendant une priode limite. Il peut tre employ ainsi pour sauvegardertous les types de lignes de transmission dans les machines et lquipement de la

surcharge et de la destruction.

3) Embrayage lectromagntique ( friction ) :Lembrayage lectromagntique transmet le couple de rotation en marche et sec par friction. Lors de la mise sous tension continue, le couple est transmitsans jeu circonfrentiel. Le ressort prcontraint de larmature permet, lorsquelensemble e st hors tension, un dblocage sans couple rsiduel. Il peut tre

mont dans toutes les positions et travaille quasiment sans entretien. Selon le


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travail de friction fournir, il suffit de contrler lentrefer intervalles rgulierset de le corriger.

Les diffrentes formes du corps inducteur et des modles d'armature

permettent une adaptation optimale aux conditions d'utilisation locales.

Afin de creer le couple de rotation, une tension continue est applique a labobine par l'intermdiaire du cble de raccordement. Le champ magntiquequi en rsulte agit via l'entrefer de travail sur le disque d'armature et plaquecelui-ci, malgr la force de rappel du ressort prcontraint, contre la garniture defriction du rotor. La transmission du couple se fait donc par friction.La coupure de l'alimentation lectrique libre l'embrayage/le coupleur. En raisonde la disparition du champ magntique, le ressort prcontraint repousse le disqued'armature dans sa position originale de sorte que l'accouplement est

ventile sans couple rsiduel.4) Embrayage centrifuge ( friction ) : Dans ces dispositifs, l'embrayage est command par la vitesse de rotation

de l'un des deux arbres : Sous l'effet de la force centrifuge , des lments(billes, ailettes) ont tendance s'loigner de l'axe de rotation et c'est cemouvement qui assure l'embrayement, soit directement, soit par l'intermdiaire de bielles.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Force_centrifugehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Force_centrifugehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Force_centrifugehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Biellehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Biellehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Biellehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Force_centrifuge


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Principe dembrayage :

Sous laction de la force centrifuge, les garnitures de friction lies aux segments3 viennent sappliquer sur la surface intrieure dun tambour solidaire delarbre rcepteur 2. La rsultante des actions de contact de 3 sur 2 a une

composante tangentielle, due au facteur de frottement, qui permet latransmission du couple.

Ce type dembrayage ne possde pas de commande extrieure. Lintensit de la frquence angulaire de larbre moteur est le seul paramtre dterminant danslaccouplement des parties mot rice et rceptrice.

Remarque : Larbre 2 ,solidaire du tambour ,ne peut -tre motter.

Ce systme est donc irrversible .


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Ralisations industrielles :

La figure reprsente un type dembrayage centrifuge simple et peu perfectionn. Il est combin avec la poulie du moteur lectrique sur lequel il est mont.

Le moteur 10 clavet sur larbre 7 entrane 4, masselottes 8 portant extrieurement une garniture 9. Ces masselottes loges dans des alvoles sont

maintenues en position par les boulons 4 et les ressorts 5 de tension rglable .


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III. EMBRAYAGE POUR AUTOMOBILE : Sur les vhicules automobiles on distingue deux sortes d'embrayages :

Le classique dit doigts. Le plus rpandu dit diaphragme.

1) Embrayage diaphragme :Description : il se compose essentiellement dun disque, un mcanisme et dunebute comme reprsent sur le schma si dessous respectivement de droite gauche.

Le disque :


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Le mcanisme : constitu dun diaphragme et un plateau de pressionfix s sur un carter laide de boulons entretoise Le diaphragmeUn diaphragme est une sorte de rondelle Belleville. Il se prsente sous la

forme d'un disque conique en acier avec des fentes radiales. Sescaractristiques de pression dpendent essentiellement de :- son paisseur "e" - sa conicit- la longueur de sa partie active " h "

Remarque :- la partie active h du diaphragme est comprime entre le plateau mobile et

le couvercle- des joncs maintenus en place par des rivets servent dappui et darticulation - A ltat neuf, en position serrage, le diaphragme est presque plat

La bute : A chaque changement de rapport, elle transmet leffort dedbrayage denviron 100 150daN sur le diaphragme.


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Les butes les plus anciennes sont en graphite alli 25% de cuivre et imprgnd'huile. Elles sont conomiques et silencieuses, mais peuvent subir une usuretrs rapide dans certains cas d'utilisation. Au repos, la bute graphite ne doitpas tre au contact de l'embrayage pour viter une usure inutile, mais elle ne doitpas en tre trop loigne pour ne pas augmenter la course de dbrayage. Ladistance entre la bute et l'embrayage est appele : GARDE D'EMBRAYAGE.La garde est d'environ 1 2 mm.Actuellement, les butes aiguilles ou billes sont seules utilises sur lesvhicules de tourisme.Les butes aiguilles ou billes ne rclament aucun entretien. Leur usurengligeable ne modifie pas en service le rglage de la garde.Sur certains montages, la butes est laisse enappui constant sur le mcanisme d'embrayage, diminuant ainsi la course lapdale. Amliorant ainsi, la progressivit, la fiabilittout en diminuant les bruits Nota :Dans les nouvelles techniques on distingue deux types d'action de la bute :

Mcanisme du type pouss avec articulation entretoise. Mcanisme du type tir avec articulation priphrique.

Fonctionnement : Position embraye

Le disque, lment li la transmission, est fortement comprim entre le plateaude serrage et le volant moteur, par le diaphragme. Le couple transmis dpend :

- du coefficient de frottement- de la pression de contact- de la surface de contact- du diamtre du disque

Remarque :- Ainsi constitu, l'ensemble n'exerce aucun effort axial sur le vilebrequin ou surl'arbre d'embrayage: le systme est dit quilibr .


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Position dbrayePar action sur la pdale d'embrayage (non reprsente)- La bute se dplace vers la gauche et appuie au centre du diaphragme .- Celui- ci nest plus en pression sur le plateau de serrage. - Le disque est libr, il y a dbrayage.

Remarques :- Pour que le dbrayage soit complet, le disque coulisse sur l'arbre d'embrayagegrce aux cannelures- Laction de dbrayage provoque un effort axial sur le vilebrequin.

2) Embrayage doigts :

Description : Il se comporte des mmes lments mis part le diaphragme.Il est remplac par un levier et un ressort de pression mont sur un doigtdo le nom de lembrayage.


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Position embraye : Le disque, lment li la transmission, est fortement comprim entre le plateaude serrage et le volant moteur, par les ressorts de pression . Le couple transmisdpend :

-du coefficient de frottement-de la pression de contact-de la surface de contact-du diamtre du disque.

Remarque :Ainsi constitu, l'ensemble n'exerce aucun effort axial sur le vilebrequin ou surl'arbre d'embrayage : le systme est dit quilibr .

Position dbraye :Par action sur la pdale d'embrayage (non reprsente) :La bute se dplace vers la gauche et fait basculer les leviers, les leviers tirentsur le plateau de serrage et s'opposent l'action des ressorts, le disque est libr,il y a dbrayage.

Remarque :Pour que le dbrayage soit complet, le disque coulisse sur l'arbre d'embrayage


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grce aux cannelures. L'action de dbrayage provoque un effort axial sur levilebrequin.

Dispositifs de commande :

Commande par cble :En appuyant sur la pdale le cble coulisse dans la gaine laide dune graisse

pour tirer la fourchette qui tourne autour dun axe passant par son milieu, cettedernire met en appui la bute sur le diaphragme engendrant la liberation dudisque du volant moteur ( dbrayage ).Pour embrayer, la pdale tire par le ressort de rappel revient a positioninitiale en laissant le cble coulisser vers la fourchette sous leffet de lpinglede rappel se qui va dgager la bute du diaphragme qui engagera le disque.


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Commande hydraulique :La commande hydraulique de l'embrayage est une adaptation de la commandehydraulique des freins : la pdale actionne un piston dans un matre-cylindre,

aliment en huile spciale provenant d'un rservoir en charge ; une tuyauterieenvoie le liquide dans un cylindre rcepteur dont le piston actionne la fourchettede bute d'embrayage.

Formes de surfaces de contact :

Conique :


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Disque :

A denture :


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Centrifuge (segments) :

Conditions remplir par un embrayage : . Un accouplement progressif par friction (sans usure rapide des surfaces).

.Une vacuation rapide de lnergie calorifique dgager pendent laccouplement.

.Une transmission complte sans glissement quel que soit le couple transmis.

.Une manuvre facile et un effort rduit de la part du conducteur.

Principe :

- Ce type daccouplement est fond sur les principes de la friction mcanique .


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-Pour un couple transmettre, si est suprieure, lintention.

de la somme des forces peut tre inferieure.

-En conclusion, pour permettre une transmission totale du couple moteur, on peut agir en fabrication,sur les lments suivants :

. Le diamtre du disque.

. La matire et la conception des garnitures ( sec ou bain dhuile ).

. Le nombre de surfaces frottantes ( mono ou multi-disques ).

. La force pressante du ou des ressorts.

Avantage dun ressort diaphragme :

.Force pressante peu variable (malgr lusure des garnitures).

. Faible effort exercer sur la pdale.

.Grande progressivit ou dmarrage.

.Meilleur ventilation et bon quilibrage dynamique de lensemble.

A).Comparaison de la force pressante exerce sur le disque :


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* Avec un ressort * * Avec un diaphragme*

Avantage dun embrayage tir :

Embrayage * pouss * Embrayage * tir *


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1. plateau de pression. 2. Couvercle de mcanisme. 3. Ressorte diaphragme.

A. Appui diaphragme /plateau. B. Appui diaphragme /couvercle.

C. Point de pivotement.

F. Effort exerc par la bute sur les languettes du diaphragme .

-Le mcanisme de type tir permet dapplique des charges axiales plusimportantes sur le plateau de pression (fort couple moteur) ; ou bien, de rduire

leffort sur la pdale sans augmenter la raille de lembrayage.


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IV. DIVERS :1) Embrayage lectrorhologique :

Un fluide lectrorhologique (fluide ER) est une suspension de particules

conductrices disperses dans un fluide isolant. La taille des particules peut varierde quelques nanomtres plusieurs micromtres, avec une fraction volumique(rapport entre le volume des particules et le volume total) gnralement delordre de 20% 30%. Dcouvert la premire fois par W. M. Winslow en 1947, ce fluide prsente desproprits trs intressantes d'un point de vue tant scientifique quetechnologique. En fonction du champ lectrique appliqu, les propritsrhologiques (viscosit, contrainte seuil) dun fluide ER sontconsidrablement modifies. Cela permet dobtenir mme une solidification du fluide. Ce phnomne peut sexpliquer dune faon macroscopique par laformation des fibres parallles au champ par les particules. Ces fibres gnrentune liaison entre lectrodes et augmentent donc la viscosit de fluide.Le champ dapplication de ce fluide est trs prometteur car il existe plusieursavantages. La rponse est rapide (quelques ms) et le phnomne est totalementrversible. Les fluides ER sont galement considrs comme matriauxintelligents et consomment peu dnergie. Plusieurs applications o nt tproposes (embrayage automobile, amortisseur, contrle actif de vibration,actionneur). Pourtant, la contrainte seuil habituelle de quelques kPa du fluideER nest pas suffisante pour de vraies applications industrielles. Une autredifficult est sa stabilit (sdimentation, stabilit thermique, agrgation des

particules). Le caractristique rhologique dun fluide ER est prsente par un rhogrammedonnant la variation de la contrainte de cisaillement en fonction de la vitesse decisaillement. Le modle de Bingham est souvent utilis pour dcrire un fluideER idal.Rcemment, lquipe de Weijia Weng (Institut Nanoscience de Hongkong) arussi dvelopper une nouvelle gnration de fluide ER avec une contrainteseuil dpassant 100 kPa (20 fois plus leve que la contrainte seuil

habituellement observe). Le phnomne dcouvert par les chercheurs chinoisest appel ainsi Effet ER gant .Champ d'application potentielCe fluide possdant plusieurs avantages, de nombreuses applications ont tproposes. Sa capacit de changement "solide - liquide" fait penser unembrayage automobile innovant. Une autre application possible du fluidelectrorhologique dans l'industrie de l'automobile est l'amortisseur.Les autres applications envisages sont actionneur, micro canal, valve etdiverses applications en robotique.


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2) Embrayage multidisque :

Les embrayages multidisques fonctionnent selon le mme principe, sauf qu'onutilise un empilement de disques, un sur deux tant en relation avec le moteur,un sur deux tant en relation avec les roues. Cet empilement est maintenu enpression par des ressorts.Un disque sur deux est crant sur son pourtour, lui permettant d'tre solidaire dela cloche d'embrayage, un sur deux est crant l'intrieur, lui permettant d'tresolidaire de la noix d'embrayage.La position embraye permet de rendre solidaires la cloche et la noixd'embrayage.


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Cette configuration bien plus compacte radialement que celle un seul disqueest celle retenue sur les motocyclettes.

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