Vendredi 17 février 2023, M. Rémi PIEGARD soutiendra à ISAE-Supméca ses travaux de thèse intitulés Étude du comportement en frottement dans l’huile d’un matériau de friction à base papier pour embrayages de transmission automobile et dirigés par M. Tony Da Silva Botelho (Laboratoire Quartz).
Mots-clés
Ingénierie, Tribologie, Lubrification, Modélisation multi-physique, Tribomètre.
Résumé
La thèse a été préparée au laboratoire Quartz et chez Valeo Embrayages, en convention CIFRE. L’objectif était de mieux comprendre le fonctionnement d’embrayages automobiles fonctionnant en environnement lubrifié. Ce type de disque d’embrayage concerne plus spécifiquement les boîtes automatiques. Valeo Embrayage se positionne donc dans ce secteur concurrentiel avec un objectif de performance de leurs produits.
Les disques d’embrayages fonctionnent par paires, un disque en acier nu et un recouvert de papier de friction, qui présente des rainures de tailles et de formes variées selon les modèles. De plus, les disques sont aspergés d’huile. La modélisation de l’engagement (phase synchronisation des vitesses des disques) met en jeu un nombre important de physiques. Un dispositif expérimental, ainsi que des échantillons, ont été conçu pour étudier l’impact des rainures sur le coefficient de frottement entre le papier de friction et le disque en acier. Puis, une modélisation 2D du système a été mise en place, basée sur une approche nodale, pour être capable de comprendre et d’analyser le rôle des rainures lors de l’engagement. Le rôle des rainures sur le temps d’engagement et la température de l’huile a notamment été mis en évidence. Ce modèle a ensuite donné lieu à l’optimisation d’une disposition de rainures.
Key words:
Engineering, Tribology, Lubrication, Multi-physics modeling, Tribometer
Abstract:
The thesis was prepared at the Quartz laboratory and at Valeo Embrayages, under CIFRE agreement. The objective was to better understand the operation of automotive clutches activated in a lubricated environment. This type of clutch disc concerns more automatic gearboxes. Valeo Embrayages is therefore positioned in this competitive sector with a performance objective for its products.
Clutch discs work in pairs, one bare steel disc and one covered in friction paper, which has grooves of various sizes and shapes depending on the model. In addition, the discs are sprayed with oil. Engagement modeling (synchronization phase of disk speeds) involves a large number of physics. An experimental device, as well as samples, were designed to study the impact of the grooves on the coefficient of friction between the friction paper and the steel disc. Then, a 2D modeling of the system was set up, based on a nodal approach, to be able to understand and analyze the role of grooves during engagement. The role of the grooves on the engagement time and the oil temperature has been highlighted. This model then gave rise to the optimization of a groove arrangement.
