Etude pour optimisation du rainurage d'une friction à base papier lubrifié pour embrayage

Study of the behavior of a friction paper based material for automotive wet clutch

• Auteur / Autrice : Rémi Piegard
• Direction : Tony Da Silva Botelho, Muriel Le Moigne-Quillien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 17/02/2023
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : QUARTZ (ECS, L@RIS, LISMMA)
• Jury : Président / Présidente : Noël Brunetière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tony Da Silva Botelho, Muriel Le Moigne-Quillien, Noël Brunetière, Juliette Cayer-Barrioz, Fabrice Ville, Yan-Ming Chen, Anthony Levillain
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Juliette Cayer-Barrioz, Fabrice Ville

Mots clés

Mots clés contrôlés

Entraînement par frottement

Mots clés libres

Lubrification

Mutiphysique

Embrayage

Multiphysical

Lubrification

Clutch

Résumé

Le Chapitre 1 est une introduction à la problématique de l'embrayage dans les boîtes automatique, c'est à dire un embrayage lubrifié. Il présente le rôle de l'embrayage, ses différentes phases de fonctionnement ainsi que ses différents composants et leurs rôles respectifs, en particulier la présence de rainure sur le papier de friction qui peuvent avoir des formes très variées.Le Chapitre 2 présentera un état de l'art. La première partie se concentrera sur les dispositifs expérimentaux permettant d'étudier l'engagement. La deuxième partie sera consacrée à formaliser des physiques impliquées lors de l'engagement, ainsi que leurs modélisations. La troisième partie présentera un modèle complet d'un article, ainsi qu'une revue de l'évolution des modèles au cours du temps. Enfin, la dernière partie conclura la revue de littérature et mettra en évidence la démarche de travail envisagée dans cette thèse.Le Chapitre 3 sera dédié au dispositif expérimental ainsi qu'à une discussion sur les résultats obtenus. Ces derniers permettront de quantifier le coefficient de frottement du papier, et de poser les hypothèses utiles à la création du modèle.Le Chapitre 4 développera les équations nécessaires à la modélisation du problème en 2D, pour la partie lubrification, avec les hypothèses et les simplifications associées à notre problème.Le Chapitre 5 présentera la modélisation 2D mise en place, avec la généra- lisation du modèle à une circonférence complète de disque, isotherme suivant le rayon puis prenant en compte les variations dans le sens du rayon via un modèle multi circonférences. Une optimisation de la configuration avec des rainures divergentes pour des conditions de fonctionnement particulières conclura ce chapitre.Le Chapitre 6 présentera l'objectif de validation de la modélisation 2D en hydrodynamique via la confrontation avec un modèle 3D, tout en développant les problématiques de résolution numérique associées à la mise en place d'une modélisation 3D.Le Chapitre 7 synthétisera le travail effectué en présentant la conclusion globale des travaux entrepris et soulignera également ses perspectives d'améliorations.

Chapter 1 is an introduction to the issue of the clutch in automatic transmission. This chapter describe the different opperating phases ans all the components and their respectives job, in particular the groove's presence on the friction lining paper which can have various shapes.Chapter 2 will present a state of the art. The first part will focus on experimental devices to study engagement. The second part will be devoted to formalizing the physics involved during the engagement, as well as their modeling. The third part will present a complete model of an article, as well as a review of the evolution of the models over time. Finally, the last part will conclude the literature review and highlight the work approach envisaged in this thesis.Chapter 3 will be dedicated to the experimental setup as well as a discussion on the results. These will make it possible to quantify the friction coefficient of the paper, and to state the usefull hypotheses for the creation of the model.Chapter 4 will develop the equations needed to model the problem in 2D, for the lubrication part, with the assumptions and simplifications associated with our problem.Chapter 5 will present the 2D modeling set up, with the generalization of the model to a complete disc circumference, isothermal along the radius then taking into account the variations in the direction of the radius via a multi-circumference model. An optimization of the configuration with diverging grooves for particular operating conditions will conclude this chapter.Chapter 6 will present the objective of validating 2D modeling in hydrodynamics via confrontation with a 3D model, while developing the numerical resolution issues associated with the implementation of 3D modeling.Chapter 7 will summarize the work carried out by presenting the overall conclusion of the work and will also highlight its prospects for improvement.