Embrayages [PDF]

Zitiervorschau

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MINI PROJETS MECANISMES INDUSTRIELS ET TRANSMISSION DE PUISSANCE Embrayages

RÉALISÉ PAR: AL-MUSHIAA MOHAMMED MANSOOR AOUKLI ZAKARIA

I. Introduction L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit récepteur. Du fait de sa transmission par adhérence, il offre une mise en charge progressive de l'accouplement qui évite les à-coups qui pourraient provoquer la rupture d'éléments de transmission ou le calage dans le cas d'une transmission depuis un moteur thermique. Sur les véhicules automobiles, l'embrayage est nécessaire parce que les moteurs thermiques doivent continuer à tourner même si le véhicule est à l'arrêt. Le désaccouplement facilite aussi le changement de rapport de vitesses. L'embrayage trouve donc sa place sur la chaîne de transmission, entre le moteur et la boîte de vitesses, où, de plus, le couple à transmettre est le moins élevé. [1] II.Definition Un embrayage est un accouplement temporaire permettant d’accoupler ou de désaccoupler à volonté deux arbres en rotation.

III.Le fonctionnement de l’embrayage La transmission de la puissance du moteur par la boite de vitesse, permet à la transmission d'être interrompu pendant un engrenage est d'être sélectionné pour se déplacer hors d'une position stationnaire, ou lorsque les vitesses sont changées pendant que la voiture est en mouvement. La plupart des voitures utilisent un embrayage à friction actionné soit par fluide (hydraulique) ou plus souvent par un câble. Quand une voiture est en mouvement sous tension, l'embrayage est engagé. Une plaque de pression boulonnée au volant exerce une force constante, au moyen d'un ressort à membrane. Les premières voitures ont une série de ressorts hélicoïdaux à l'arrière de la plaque de pression, au lieu d'un diaphragme. Le frottement tourne sur un arbre d'entrée cannelé, à travers lequel la puissance est transmise à la boîte de vitesses. La plaque comporte des garnitures de friction, similaire aux freins sur ses deux faces. Cela permet au lecteur d'être repris en douceur lorsque l'embrayage est engagé. Lorsque l'embrayage est désengagé (pédale enfoncée), un bras pousse un palier de libération contre le centre du ressort de diaphragme qui libère la pression de serrage.

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La partie extérieure de la plaque de pression, qui a une grande surface de frottement, serre alors le plateau du volant, de sorte que la transmission de puissance soit interrompue et permette ainsi le changement d'engrenage Lorsque la pédale d'embrayage est relâchée, le palier de butée est retiré et la charge du diaphragme serre une fois de plus la plaque entraînée au volant afin de reprendre la transmission de puissance.

La plupart des voitures ont un embrayage à commande hydraulique. La pression exercée sur la pédale d'embrayage à l'intérieur de la voiture actionne un piston dans le cylindre maître, qui transmet la pression à travers un tube rempli de fluide jusqu'à un cylindre récepteur monté sur le carter d'embrayage. Le piston est relié au bras du débrayage.

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Fig. ( 1) schéma d'un embrayage

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Fig.( 2) schéma d’embrayage en position embrayée

Fig.( 3) schéma d’embrayage en position débrayée

IV.

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Les différents types l’embrayage

Embrayage mono-disque :

Il est constitué d’un seul disque et un seul plateau de pression et plusieurs pièces comme représente la figure ci-dessous :

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Fig.( 4) Embrayage mono-disque

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Embrayage multidisque :

On utilise un empilement de disques et de plateaux, Cette configuration permet de répartir la transmission du couple sur de plus grandes surfaces, répartir l'usure et prolonger la durée de vie du système.

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Fig.( 5) Embrayage multidisque

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Embrayage électrorhéologique

Ce type d’embrayage utilise un fluide électrorhéologique (ER) qui est constitué de fines particules dispersées dans un liquide diélectrique. Sous l'action d'un champ électrique, les particules s'attirent pour former des fibres reliant les électrodes parallèlement à la direction du champ électrique. Cette structuration entraîne une profonde modification des propriétés d'écoulement du fluide.

Fig.( 6) embrayage hydraulique

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Embrayage centrifuge

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Dans ces dispositifs, l'embrayage est commandé par la vitesse de rotation de l'arbre moteur : lorsque celui-ci atteint une certaine vitesse, sous l'effet de la force centrifuge, des éléments (billes, ailettes) ont tendance à s'éloigner de l'axe de rotation et à frotter sur le disque secondaire, ce qui assure l'embrayant. Ce genre d'embrayage est couramment utilisé sur les cyclomoteurs ou de petits outils portatifs comme la tronçonneuse mais aussi sur Honda. Le ralentissement de la rotation du moteur a pour effet de désolidariser le moteur de l'arbre secondaire, ce qui réduit fortement le « frein moteur ».

Fig.( 7) embrayage centrifuge

V.

Expressions et formules de calcule

Basés sur les propriétés du frottement, les embrayages réalisent l'accouplement, ou le désaccouplement, de deux arbres au gré d'un utilisateur ou d'un automatisme, après les avoir amenés à la même vitesse de rotation. Ils ne supportent pas ou très peu les défauts d'alignement et peuvent être classés à partir de la forme des surfaces frottantes (disque, cylindrique, conique) et de l'énergie du système de commande (mécanique, hydraulique, électromagnétique, pneumatique). 1.

Couple transmissible (Cf)

Cas où la pression p est supposée uniforme sur toute la surface frottante. Données : Cf : couple transmissible par adhérence (N.m) F : effort presseur ou force axiale (N) f : coefficient de frottement D : diamètre extérieur de la surface frottante d: diamètre intérieur de la surface frottante (valeurs usuelles : 0,45D < d < 0,8 D ; valeur optimum : d ≈ 0,58D) Pour faire les calculs, choisissons l'élément de surface dS dont l'aire (annulaire) est limitée par les rayons r et (r + dr): dS ≈ circonférence X rayon = 2.π.r.dr

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Force de frottement exercée sur dS : f.p.dS = f.p.2.π.r.dr

Fig.( 8) Données pour le calcul

Le couple élémentaire (dCf), transmissible par frottement, est le produit de cette force de frottement par le rayon r : dCf = f.p.dS.r = 2.π.f.p.r2.dr Le couple total transmissible s'obtient par intégration sur toute la surface (r variant de d/2 à D/2).

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Si on remplace p par sa valeur on obtient :

Si on a n surfaces frottantes en contact :

VI.

Conclusion

Les embrayages sont des solutions technologiques pour l'amélioration de la transmission de puissance. Il doit permettre : - d'assurer un démarrage progressif ou rapide de la machine pour l'amener à sa vitesse de régime. - de transmettre intégralement et sans glissement en régime de travail le couple total du moteur à la machine réceptrice.

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-de faire cesser instantanément ces transmissions de couples par une manœuvre simple et facile exigeant le minimum d'effort.