Crissement d'embrayage : Analyses linéaire, non-linéaire et étude expérimentale
Institution:
Ecully, Ecole centrale de LyonDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In cars with manual transmission, squeal noise may be observed, among other unforced vibrations, during the sliding phase of the clutch engagement. It may arise even when the friction coefficient is almost constant. Consequently, friction-induced mode coupling instabilities due to the intrinsic structure of the system is assumed to be responsible for this phenomenon. The present thesis deals with the analysis of the conditions for a destabilization of the stationary sliding state and the resulting rise of vibrations in clutches due to such a mechanism. A phenomenological model is proposed in order to illustrate such a behaviour. Both linear and non-linear parametric investigations are performed in order to highlight the interaction between fundamental actions including circulatory, gyroscopic and damping actions. Important results are exposed, especially regarding the effect of the damping structure. They lead to a better understanding of the dynamic of systems subject to flutter instabilities. In particular, the destabilization paradox and a dynamical extension which can be proposed are exposed. In the meanwhile, a dedicated test bench has been designed in order to perform detailed in situ analysis of the phenomenon. The proposed model and the identified dynamic show a good qualitative correspondance. Moreover, an experimental parametric study reveals dependencies of the clutch squeal noise phenomenon to some major working conditions, such as driving speed, transmitted torque and engaged gearbox ratio. Most of the theoretical results are expressed in a non-dimensional form. Thus, they can be applied to a large variety of models and mechanical systems.
Abstract FR:
Sur véhicules automobiles à boîte manuelle, du crissement peut être observé, parmi d’autres vibrations non-forcées, dans la phase de patinage de l’embrayage. Il peut apparaître alors que le coefficient de frottement est pratiquement constant. Par conséquent, l’hypothèse d’une instabilité de couplage modal induit par le frottement et lié à la structure intrinsèque du système est privilégiée pour expliquer ce phénomène. Cette thèse traite des conditions de déstabilisation de l’équilibre de glissement stationnaire et de l’émergence de vibrations qui en résulte dans les embrayages en raison d’un tel mécanisme. Un modèle phénoménologique est proposé pour illustrer un tel comportement. Des études paramétriques linéaire et non-linéaire sont menées afin de mettre en évidence les interactions entre les actions fondamentales: circulatoire, gyroscopique et dissipative. Des résultats importants sont mis en évidence concernant en particulier l’effet de la structure de l’amortissement. Ils permettent une meilleure compréhension de la dynamique des systèmes présentant une instabilité de flottement. En particulier, le paradoxe de déstabilisation et une extension dynamique qui peut en être proposée sont mis en évidence. Dans le même temps, un banc d’essai dédié a été conçu pour effectuer des analyses détaillées in situ du phénomène. Le modèle proposé et la dynamique ainsi identifiée présentent une bonne correspondance qualitative. Une étude paramétrique expérimentale révèle de surcroît certaines dépendances du phénomène de crissement d’embrayage à quelques paramètres majeurs des conditions de fonctionnement: la vitesse d’entraînement, le couple transmis ainsi que le rapport de boîte engagé. La plupart des résultats théoriques sont exprimés sous une forme adimensionnalisée. Ils restent par conséquent valables pour une grande variété de modèles et de systèmes mécaniques