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Embrayage bo�te de vitesses champ �lectrique architecture syst�matique Tweeter
L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit r�cepteur. Du fait de sa transmission par adh�rence, il offre une mise en charge progressive de l'accouplement qui �vite les �-coups qui pourraient provoquer la rupture d'�l�ments de transmission ou le calage dans le cas d'une transmission depuis un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une �nergie non-m�canique (�olienne, chimique, �lectrique, thermique par exemple) en une �nergie m�canique ou travail.[r�f. n�cessaire]) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...). Sur les v�hicules automobiles, l'embrayage (L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit r�cepteur. Du fait de sa transmission par adh�rence, il offre une mise en charge progressive de l'accouplement qui...) est n�cessaire parce que les moteurs thermiques doivent continuer � tourner m�me si le v�hicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) est � l'arr�t. Le d�saccouplement facilite aussi le changement de rapport de vitesses. L'embrayage trouve donc sa place sur la cha�ne (Le mot cha�ne peut avoir plusieurs significations :) de transmission, entre le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la...) et la bo�te de vitesses (Une bo�te de vitesse est le second maillon de la cha�ne de transmission du couple d'un moteur au roues d'un v�hicule. La bo�te de vitesses propose plusieurs rapports entre la vitesse de rotation de l'arbre moteur et celle des...), o�, de plus, le couple � transmettre est le moins �lev�. "�Embrayage�" d�signe �galement la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employ� dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de fonctionnement o� l'accouplement est �tabli�; il s'agit de l'op�ration inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que...) du "�d�brayage�" pendant laquelle les arbres sont d�solidaris�s. En fait "�Embrayage�" est une contraction de "�Dispositif d'embrayage�". On opposera les embrayages aux syst�mes � crabotage qui assurent un accouplement par obstacle et, n'autorisent donc pas une mise en charge (La charge utile (payload en anglais�; la charge payante) repr�sente ce qui est effectivement transport� par un moyen de transport donn�, et qui donne lieu � un paiement ou un b�n�fice non p�cuniaire pour �tre transport�.) progressive. Demi-coupe d'un embrayage monodisque � diaphragme d'automobile (Une automobile, ou voiture, est un v�hicule terrestre se propulsant lui-m�me � l'aide d'un moteur. Ce v�hicule est con�u pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est �quip�e en cons�quence. C'est un des moyens de...) Les phases de fonctionnement On distingue trois phases de fonctionnement pour un dispositif d'embrayage. En position embray�e�: l'embrayage transmet int�gralement la puissance (Le mot puissance est employ� dans plusieurs domaines avec une signification particuli�re :) fournie (la voiture roule, le moteur est li� � la bo�te de vitesses). C'est le plus souvent la position stable du dispositif (absence d'action de commande). En position d�bray�e�: La transmission est interrompue. Roue libre (Un syst�me m�canique peut fonctionner en roue libre, s'il est capable d’interrompre momentan�ment l’entra�nement en rotation d’un organe entra�n� qui peut n�anmoins continuer de tourner librement.), ou voiture arr�t�e, le moteur peut continuer � tourner sans entra�ner les roues. La situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il...) est �quivalente au point (Graphie) mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les organismes...). phase transitoire de glissement�: en particulier pendant l'embrayage, la transmission de puissance est progressivement r�tablie. Pendant cette phase, l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée d'un...) d'entr�e et de sortie ne tournent pas � la m�me vitesse�; il y a alors glissement entre les disques, donc dissipation d'�nergie (Dans le sens commun l'�nergie d�signe tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumi�re, de produire un mouvement.), sous forme de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et temp�rature ont souvent un sens �quivalent : Quelle chaleur !). Cette phase est � limiter dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), m�me si elle est in�vitable et permet de solidariser graduellement le moteur et la bo�te de vitesses. L'usure des disques a lieu pendant cette phase. C'est la situation de glissement qui donne les conditions de dimensionnement de l'embrayage. Elle d�termine le couple maximum transmissible. Au-del�, le glissement est syst�matique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes divers....). La m�me configuration technologique est d'ailleurs adopt�e sur les syst�mes limiteurs de couple, qui vont donc patiner lorsque le couple sollicit� devient trop important. Classification Les solutions technologiques retenues pour ce dispositif se distinguent suivant plusieurs crit�res�: la g�om�trie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types...) de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) de friction�: disques, le contact �tant effectif suivant une couronne�; tambour (dans le cas de certains embrayages centrifuges)�; conique (Les coniques constituent une famille tr�s utilis�e de courbes planes alg�briques, qui peuvent �tre d�finies de plusieurs mani�res diff�rentes, toutes...) (abandonn� aujourd'hui sauf quelques applications � faible puissance). Son int�r�t r�side dans le fait qu'il est autobloquant�: l'assemblage conique reste coinc� en l'absence d'effort presseur. Il faut agir pour d�brayer. Selon le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de disques (quand il s'agit de disques) monodisque�; bidisque � sec � commande (Commande : terme utilis� dans de nombreux domaines, g�n�ralement il d�signe un ordre ou un souhait imp�ratif.) unique ou � commande s�par�e (double)�; multidisque humide ou � sec. On appelle disque (Le mot disque est employ�, aussi bien en g�om�trie que dans la vie courante, pour d�signer une forme ronde et r�guli�re, � l'image d'un palet — discus en latin.) l'�l�ment g�n�ralement associ� � l'arbre de sortie est pinc� par deux �l�ments li�s � l'arbre moteur. Il porte les garnitures de friction, et constitue de ce fait une pi�ce d'usure. Le nombre de surfaces de contact est toujours pair�; ainsi les efforts presseurs n'induisent pas de contraintes dans la liaison entre le b�ti et le syst�me d'embrayage, et sont en fait repris par la cloche d'embrayage. Le nombre de disques annonc� dans un embrayage est donc le nombre de disques pinc�s munis de garnitures. La lubrification des surfaces de contact peut�: Fonctionner � sec�; Fonctionner sous bain d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se...). Selon le principe de commande Commande m�canique�; Commande hydraulique�; Commande �lectrique asservie �lectroniquement�; Centrifuge (dans ce cas la commande n'est pas volontaire mais induite pas l'action sur l'acc�l�rateur). Le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant...) de la commande Commande d'embrayage pour les dispositifs normalement d�bray�s (cas de petits engins tels tondeuses et motoculteur), ou des engins � embrayage centrifuge (cyclomoteur, mod�les r�duits radiocommand�s)�; Commande de d�brayage pour les dispositifs normalement en prise. Architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) Embrayage monodisque Un embrayage comporte plusieurs pi�ces�: Le volant moteur 2, solidaire de l'arbre moteur 1. Le disque d'embrayage 3 qui est solidaris� en rotation � l'arbre d'entr�e de la bo�te de vitesses 6 par des cannelures. Le plateau de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) du m�canisme 4, assure l'adh�rence du disque d'embrayage sur le volant moteur en position embray�e. Les ressorts du m�canisme (� diaphragme notre cas), 5 sont en appui sur la but�e d'embrayage 7. Lorsque la commande (hydraulique ou � c�ble) d'embrayage est actionn�e, la but�e exerce une force (Le mot force peut d�signer un pouvoir m�canique sur les choses, et aussi, m�taphoriquement, un pouvoir de la volont� ou encore une vertu morale � cardinale � �quivalent au courage (cf. les...) sur le diaphragme, les plateaux s'�cartent alors en lib�rant le disque de friction. Le mouvement est de moins en moins transmis, rendant ind�pendante la bo�te de vitesses du moteur. Cela permet, par exemple, de rester immobile sans caler le moteur, ou de changer de vitesse (On distingue :). La manœuvre inverse consiste � rel�cher progressivement la commande d'embrayage, pour r�tablir la liaison moteur/bo�te de vitesses. Cette manœuvre s'appelle "�faire patiner l'embrayage�". Embrayage multidisque Les embrayages multidisques fonctionnent selon le m�me principe, sauf qu'on utilise 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 en pression par des ressorts. Un disque sur deux est crant� sur son pourtour, lui permettant d'�tre solidaire de la cloche d'embrayage, un sur deux est crant� � l'int�rieur, lui permettant d'�tre solidaire de la noix d'embrayage. La position embray�e permet de rendre solidaires la cloche et la noix d'embrayage. Cette configuration bien plus compacte radialement que celle � un seul disque est celle retenue sur les motocyclettes. Embrayage �lectrorh�ologique Les progr�s r�cents dans l'�lectrorh�ologie permettent de penser � une nouvelle g�n�ration d'embrayage. Se basant sur la capacit� de changement entre l'�tat solide et l'�tat liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) d'un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles....) �lectrorh�ologique. Ce type d'embrayage permet de connecter ou isoler le couple d'entr�e et celui de sortie tr�s facilement et rapidement. Le principe de l'embrayage �lectrorh�ologique est tr�s simple. Quand un champ �lectrique (Dans le cadre de l'�lectromagn�tisme, le champ �lectrique est un objet physique qui permet de d�finir et �ventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence exerc�e � distance par des particules...) est appliqu�, le fluide �lectrorh�ologique (ER) se solidifie et relie le disque d'entr�e et le disque de sortie. Quand ce champ (Un champ correspond � une notion d'espace d�fini:) est enlev�, fluide ER reviendra � l'�tat normal (fluide). Le disque de sortie est donc isol� presque instantanement du disque d'entr�e. Ce type d'embrayage a �t� fabriqu� et test� en laboratoire. Pourtant, les limites actuelles des fluides �lectrorh�ologiques (contrainte seuil encore faible et stabilit� non assur�e) emp�chent toujours sa commercialisation. Dimensionnement Le couple transmissible par un embrayage d�pend du mat�riau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) constituant les garnitures, des dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie � la taille ; les dimensions d'une pi�ce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son �paisseur, ou bien son diam�tre si c'est...) des surfaces de contact entre disque et de la force exerc�e par les ressorts. �tabli suivant le principe de l'�quilibre strict, le couple maximal transmissible se calcule par�: avec o�: est le nombre (pair ou impair) de surfaces de friction (sd), le coefficient (En mathématiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui dépend d'un certain objet, comme une variable (par exemple, les coefficients d'un polynôme), un espace vectoriel, une fonction de base et ainsi...) de frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent � la persistance d'un mouvement relatif entre deux syst�mes en contact.) au contact des disques (sd), la force globale du syst�me presseur (en N), le rayon �quivalent (R rayon maxi, r rayon mini (MINI est une marque automobile de BMW Group. L'ancien mod�le Mini �tait construit par MG Rover.) de la zone de contact, en m), le couple transmissible (en N.m). Ces performances sont aussi li�es � la temp�rature (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et...). Celle-ci s'�l�ve rapidement lorsque les disques patinent. L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) doit donc pouvoir �tre refroidi. Les mat�riaux (Un mat�riau est une mati�re d'origine naturelle ou artificielle que l'homme fa�onne pour en faire des objets.) constituant les garnitures sont des produits synth�tiques �tant autrefois � base d'amiante (L’amiante (nom masculin) est un terme désignant des minéraux à texture fibreuse utilisés dans l’industrie. Ce sont des...), laquelle est aujourd'hui interdite. Cas particulier de la bo�te automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ing�nieur. Cette discipline traite de la mod�lisation, de l'analyse, de la commande et, de la r�gulation des...) Il n'y a pas d'embrayage � disques avec une bo�te de vitesses automatique classique�: il est remplac� par un convertisseur de couple hydraulique (L'hydraulique d�signe la branche de la physique qui �tudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs...). En effet, la manœuvre automatis�e d'un embrayage classique est assez d�licate. Ce dispositif s'apparente � un embrayage centrifuge, l'�tat de l'accouplement ne d�pendant en fait que de la vitesse de rotation du moteur. Les passages de vitesse avec une bo�te automatique �tant eux-m�mes obtenus par actions sur des embrayages internes � la bo�te. Le convertisseur de couple induit (L'induit est un organe g�n�ralement �lectromagn�tique utilis� en �lectrotechnique charg� de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en �lectricit�...) un glissement variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En...), mais aussi une augmentation substantielle du couple moteur disponible. Dor�navant les bo�tes de vitesses manuelles sont de plus en plus souvent robotis�es, ce qui implique que l'embrayage est lui aussi pilot� par l'�lectronique du calculateur.	Source: Wikip�dia publi�e sous licence CC-BY-SA 3.0.
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