IV.1 INTRODUCTION
Dans cette étude, on essaye de mettre en évidence
un problème d'échauffement excessif du disque, et de visualiser
les résultats pour pouvoir en tirer les modifications qui s'imposent sur
la conception du disque de frein du point de vue des matériaux et du
profile.
Notre travail consiste à étudier le comportement
thermique d'un disque de frein en trois dimensions, lequel inclut le flux de
chaleur généré à l'intérieur de celui-ci,
les températures maximales et minimales etc. Le scénario
analysé est un freinage d'arrêt. En pratique, le système de
freinage baigne dans un flux d'air, plus ou moins forcée selon le
système, qui participe au refroidissement du disque et des plaquettes.
Ce flux d'air est régi par les lois de l'aérodynamique. A l'aide
du code ANSYS CFX, on calcule alors les valeurs du coefficient d'échange
thermique h en fonction du temps .Ces valeurs seront utilisés
pour déterminer le comportement thermique du disque en régime
transitoire.
Dans cette modélisation, seul le disque est pris en
compte, les plaquettes sont remplacées par leur effet,
représenté par un flux de chaleur généré
à l'interface disque-plaquette qui est l'aire totale de contact (les
deux côtés du disque) (Fig.IV.2).
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Fig.IV.1 : Ensemble
disque-plaquette. Fig.IV.2 : Application du flux de
chaleur
L'exemple traité est un disque de frein d'un
véhicule particulier (Fig.IV.1). Le mode de freinage choisi est
du type 0 imposé par les normes européennes
(ECE-13).
IV.2 FICHE TECHNIQUE DU VEHICULE CHOISI
Dans cette étude, on a choisi le véhicule
Citroën de type CX GTi Turbo 2
dont les caractéristiques techniques sont indiquées
dans le tableau IV.1 :
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Type du moteur
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4 cylindres en ligne
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Freins avant
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Disques
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Energie
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Essence
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Longueur
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465 cm
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Disposition
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Longitudinal avant
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Largeur
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177 cm
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Cylindrée
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2500 cc
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Hauteur
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136 cm
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Puissance
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168 chevaux à 5000 tr/min
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Poids
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1385 kg
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Couple
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30.0 mkg à 3250 tr/min
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Poids/Puissance
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8.24 kg/cv
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Boite de vitesse
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5 rapports
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Vitesse max
|
223 km/h
|
Tableau. IV.1 : Fiche technique
du véhicule Citroën CX GTi Turbo 2.
Chapitre IV Résultats et Discussions
IV.3 DESCRIPTION DU DISQUE DE FREIN VENTILE ET PLEIN ET
DES PLAQUETTES
L'étude porte sur un disque de frein ventilé en
fonte grise FG à haute teneur en carbone ; il s'agit du disque (262 29
mm) qui équipe certaines versions des véhicules
Fig.IV.3 : Disque ventilé
(vue en contour).
Citroën CX GTi Turbo 2 (Fig.IV.3). V' Disque
ventilé :
Diamètre extérieur A = 262 mm Diamètre
intérieur B = 66 mm Epaisseur TH = 29 mm
Hauteur totale C = 51 mm
Nombre de trous = 06
Nombre d'ailette = 36
Matériaux/Composition = Fonte Grise Type de disque =
Ventilé à l'intérieur
Ailettes Trou de fixation
6
10°
TH
C
B
A
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Fig.IV.4 :
Caractéristiques géométriques du disque
ventilé.
Chapitre IV Résultats et Discussions
57
y' Disque plein :
Pour faciliter la comparaison des résultats de
simulation, les dimensions géométriques des deux variantes de
disques, disque plein et disque ventilé sont les mêmes
(Fig.IV.5).
Fig.IV.5 : Disque plein.
|
Plaquettes de frein :
y' Épaisseur : 15 mm
y' Largeur : 61 mm
y' Hauteur : 139 mm
y' Largeur de la rainure : 3 mm
y' Profondeur de rainure : 6 mm
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Fig.IV.6 : Plaquettes de frein
pour Citroën.
5
15
3
6
139
61
Fig.IV.7 :
Caractéristiques géométriques des
plaquettes de frein.
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