Objectifs du TP

TP
Fonctions et caractéristiques d’un embrayage
Dossier travail
Licence
GMPE
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Objectifs du TP :
- Fonctionnement et architecture d’un embrayage.
- Expression du couple transmissible par un embrayage.
- Analyse mécanique des fonctions techniques réalisées par un
embrayage.
- Analyse des problématiques techniques spécifiques au fonctionnement
d’un embrayage.
Matériel :
- Embrayage monté et démonté.
- Dossier Ressource
1. Schéma de principe d’un embrayage
Question 1 : Après avoir lu les trois premières parties du dossier ressource et à
l’aide des embrayages montés et démontés mis à votre disposition, colorier les
différentes classes d’équivalence de l’embrayage sur le plan fourni ci-dessous
Compléter alors le schéma de principe de cet embrayage.
F
B
8
Tube guide

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2. Analyse mécanique des fonctions techniques réalisées par un
embrayage.
2.1. Fonction Technique : transmettre le couple moteur.
2.1.1. Calcul du couple transmissible par un embrayage.
Objectif : Calculer le couple transmissible par un embrayage et mettre en évidence
les paramètres d’influence sur ce couple.
Hypothèses de l’étude :
- La pression de contact de 1 sur 3 est supposée répartie uniformément.
- On suppose que le frottement entre les surfaces de contact est modélisable par les
lois de Coulomb et on se placera en tout point à la limite de glissement.
Modèle d’étude et notations :
Soit en un point M quelconque de la surface de frottement :
tnpfd 
13133/1
et
1313 fp
à la limite du glissement avec f le coefficient de frottement.
Question 2 : Déterminer l’expression de
SdSpN 13
en fonction de Re, Ri et
13
p
Cm
1
2
3
x
y
N
Re
Ri
r
rdrdS 2
3/1
p
n
r
e
t
M
3/1
O
y
z

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Question 3 : Déterminer l’expression du couple transmissible par l’embrayage
modélisé précédemment :
 S
EdStOMC
133/1
en fonction de f,
13
p
, Re et Ri.
Question 4 : Un embrayage automobile ayant 2 surfaces de contact, en déduire
l’expression de son couple transmissible en fonction des paramètres précédents.
Question 5 : Montrer alors que :
22
33
3/1
3
4
ie
ie
E
RR
RR
f
N
C
soit :
22
33
3/1 3
4
ie
ie
ERR
RR
fNC 
Question 6 : Quels sont les paramètres d’influence sur l’intensité du couple
transmissible par l’embrayage et les conséquences technologiques induites.
Expliquer comment varie ce couple en fonction de ces paramètres.
Question 7 :Quelles hypothèses vous paraissent discutables ? Justifier votre
réponse.
Conclusion :
Pour assurer un couple transmissible élevé ( 100 à 350 Nm ) il faut imposer :
- un effort de commande élevé ( 1000 à 2000N ).
- Un coefficient de frottement stable et élevé ( 0,3 à 0,4 ).
- Une surface de contact de grande dimension ( e=160 à 245mm et
i=110 à 150mm ).
Les problèmes techniques rencontrés sont d’assurer :
- Une pression de contact répartie uniformément.
- Un coefficient de frottement constant au cours du fonctionnement de
l’embrayage.
- Un effort presseur important tout en ayant un faible effort de commande
à fournir par le conducteur pour assurer le débrayage.
2.1.2. Réalisation des contraintes technologiques
Obtention d’un effort presseur constant et uniformément réparti
Lire la partie du §4 du dossier ressource relatif à l’obtention d’un effort presseur
constant et uniformément réparti.
Question 8 : Observer le montage des garnitures sur le disque qui vous est fourni et
expliquer en quelques mots en quoi cette solution technologique résout les
problèmes de répartition de la pression de contact.
Question 9 : Observer la courbe de charge d’un diaphragme donnée ci-après. La loi
de comportement vous semble-t-elle conforme à l’intuition ? Expliquer.

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Course induite par l’usure
Question 10 : Pour chacun des cas de figure
envisagés ci-dessous, expliquer comment
évoluera l’effort presseur avec l’usure et
déterminer le réglage qui vous semble le plus
judicieux.
- le diaphragme est réglé de façon à ce que le
point d’embrayage à neuf soit en b.
- le diaphragme est réglé de façon à ce que le
point d’embrayage à neuf soit en c.
- le diaphragme est réglé de façon à ce que le
point d’embrayage à neuf soit en d.
Obtention d’un effort presseur élevé pour un effort de commande faible
Question 11 : En étudiant successivement l’équilibre de la pédale d’embrayage et
de la fourchette de commande, déterminer l’effort à la butée en fonction de l’effort à
la pédale et des caractéristiques géométriques du mécanisme de commande.
Donner alors l’expression du facteur d’amplification de l’effort de commande.
d2
d1
d3
d4
butéefourchette
F
fourchettecable
F
pédalecable
F
pédaleconducteur
F

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2.2. Fonctions techniques : permettre le démarrage et le passage des
vitesses.
La problématique pour réaliser le démarrage du véhicule est que le moteur thermique
ne peut pas délivrer son couple à l’arrêt et ne peut pas le délivrer instantanément
non plus ( si on lâche l’embrayage brusquement le moteur va caler ). L’embrayage
doit donc adapter la puissance du moteur durant la phase de patinage de façon à
vaincre le couple résistant sans caler le moteur.
objectif : expliquer comment l’embrayage permet d’assurer le démarrage du
véhicule et dégager les contraintes technologiques induites.
Modélisation de la chaîne de transmission :
Description de l’opération d’embrayage :
L’opération d’embrayage se déroule en 3 étapes durant lesquelles le véhicule est à
l’arrêt :
- phase de debrayage : CE=0.
- appui sur l’accélerateur : CE=0 , Cm et
m
croissent.
0
m
est la vitesse atteinte en fin d’accélération.
- phase d’embrayage :
0
E
C
. L’embrayage patine jusqu’à la réalisation
de la condition de démarrage. Soit
RE CCC  0
.
Le moteur atteint son point de patinage et
patinage
mm
Hypothèses :
En première approximation, on
supposera le couple moteur
constant sur toute la période
d’embrayage Te. On supposera
également que le couple
d’embrayage CE prend
instantanément sa valeur C0 au
moment de l’enclenchement. (voir
figure ci-contre)
Im : inertie du moteur.
IR : inertie du récepteur.
R
: vitesse de rotation en
sortie d’embrayage.
m
:vitesse de rotation du
moteur.
m
C
: couple moteur
R
C
:couple résistant.
On notera CE l’intensité du
couple transmis par
l’embrayage.
m
E
C
t
t
Te
0
m
patinage
m
0
C
m
m
C
0
R
R
C
Im
IR
x
y
O
E
C