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Année Universitaire 2019/2020 Université Internationale de Casablanca Ecole d’i

Année Universitaire 2019/2020 Université Internationale de Casablanca Ecole d’ingénierie Deuxième année cycle d’ingénieurs Génie Industriel Réalisé par :  Benhsain Ali Encadré par :  Mme Benhaddou Rapport projet de spécialité sous thème : La Conception d’un protecteur de disque frein Page 1 sur 27 Table des matières Introduction ............................................................................................................................... 2 I. Présentation du systéme: ........................................................................................ 3 1) Définition du systéme : ................................................................................................. 3 II. PROBLEMATIQUE ET CAHIER DE CHARGE : ................... Erreur ! Signet non défini.9 III. ANALYSE FONCTIONNELLE: ................................................................................... 11 1) Analyse du besoin : ..................................................................................................... 11 2) Analyse fonctionnelle externe : ................................................................................. 12 3) Analyse fonctionnelle interne :................................................................................... 14 IV. CHOIX DE LA SOLUTION ET CONCEPTION : ....................................................... 17 Conclusion .............................................................................................................................. 26 Annexes ........................................................................................... Erreur ! Signet non défini. Page 2 sur 27 Introduction Le module outils de conception comprend la réalisation d'un travail d'étude par les étudiants. Ce travail consiste en un un rapport écrit sur un projet concernant un système mécanique. Ce travail d'étude sur un projet poursuit plusieurs buts : (1) approfondir un thème à partir des informations tech- niques, (2) rédiger un rapport, (3) développer une expé- rience en auto-formation, (4) savoir utiliser les outils de conception. Au sein d’une entreprise toute une équipe d'ingénieurs et de techniciens conçoivent des ensembles de pièces pour arriver à un produit (une automobile par exemple). Qui sont conduits tous aux calculs théoriques : résistance des pièces en mécanique, performances en informatique. J’ai décidé de réaliser l’étude d’un protecteur frein à disque. C’est parmi les sujets qui avaient retenu mon at- tention, ce dernier m’a paru plus intéressant sans être trop difficile. En ce qui concerne l’étude, je vais suivre la mé- thodologie analytique apprise en cours, c’est-à-dire les études fonctionnelles et analyse de l’existant , ainsi qu’une étude critique reflétant mon point de vu par rap- port au sujet, ses applications et son utilisation dans la vie de tous les jours en clôturant par le choix de la solution basé sur le choix du matériau. Page 3 sur 27 I. PRESENTATION DU SYSTEME : Définition du système : Pour l’étude d’un protecteur frein à disque il faut d’abord définir les différents composants de notre système méca- nique ce que c’est une liaison au sol ainsi que ce que c’est un frein à disque. Liaison au sol : Un véhicule automobile est, le plus souvent, lié au sol par l’intermédiaire de quatre roues munies de pneumatiques. Elles sont numérotées de 1 à 4. Les roues ont trois fonctions principales : • Diriger le véhicule • Suspendre le véhicule, c’est-à-dire le découpler des irré- gularités de la route • Transmettre la puissance. Bien que les roues soient depuis très longtemps suspen- dues indépendamment les unes des autres, on parle tou- jours de train avant et de train arrière. Le châssis du véhicule supporte les différents organes. Page 4 sur 27 Le plus souvent aussi, la puissance du moteur est transmise aux roues avant. Par contre le freinage s’effectue sur cha- cune des roues. La liaison au sol se compose de Constitution de la liaison au sol 5• Deux fonctions principales :  Porter le véhicule  Contrôler le véhicule en circulation • Eléments constitutifs  Essieux  Suspension  Roue et pneumatique  Direction  Contrôle de trajectoire  Freinage Page 5 sur 27 Système de freinage : Un frein est un système permettant de ralentir, voire d'immobiliser, les pièces en mouvement d'une ma- chine ou d'un véhicule en cours de déplacement. Son fonctionnement repose sur la dissipation de l'énergie cinétique du véhicule (liée à la vitesse et à la masse: Ecin = ½.m/v² ) en énergie thermique. Le frottement de pièces mobiles (rotors) sur des pièces fixes (stators) est généralement utilisé. Le frein est donc un système de conversion d'énergie ciné- tique en chaleur. Son efficacité est liée à la capacité de ses constituants d'assurer un frottement suffisam- ment important, de pouvoir dissiper rapidement la chaleur afin d’éviter la surchauffe de l'ensemble du mécanisme. Les freins constituent un organe de sécurité impor- tant sur les véhicules, ils permettent de réduire rapide- ment la vitesse, et de s'arrêter afin d'éviter une colli- sion (freinage d'urgence) entre autres Page 6 sur 27 FIGURE 2 : système de freinage Les freins à disque :  Ils ont un facteur de freinage plus faible et demandent une force d’actuation plus importante.  Ils demandaient également des développements sup- plémentaires pour introduire des freins de parking Un frein à disque se constitue de : Page 7 sur 27 1 : Le disque, en contact avec les plaquettes de frein, il assure la liaison entre les éléments fixes et les éléments mobiles. 2 : La pince ou l'étrier, maintiennent les plaquettes de frein et transmettent l'effort de serrage par l'inter- médiaire du ou des pistons. 3 : Le corps de l'étrier, sorte de vérin hydraulique à simple effet, il possède un ou plusieurs pistons qui transmettent l'effort de serrage aux plaquettes. 4 : Les plaquettes, éléments de friction, elles entrent en contact avec le disque de frein afin de contrôler par friction l'énergie cinétique emmagasinée 5 : La chape d'étrier, élément fixe, elle est vissée sur la porte fusée, elle sert de coulisseau à la pince. Page 8 sur 27 6 : Le flasque de protection, c'est une tôle de protec- tion que l'on rencontre essentiellement lors d'un mon- tage avec freins à disques à l'arrière. Elle évite les pro- jections de cailloux et de boue sur le système de frei- nage. 7 : Le moyeu de roue, élément tournant, il reçoit le disque de frein, il sert à la fixation de la jante, il trans- met le mouvement de la transmission à la roue. 8 : La vis de purge, elle se trouve sur le corps d'étrier, elle sert à purger le circuit hydraulique, (évacuer l'air contenu dans le circuit hydraulique). 9 : Le flexible de frein, il vient se fixer sur le corps d'étrier, il sert à l'alimenter en liquide de frein. 10 : Les pistons, ils transforment la pression hydrau- lique en force, ils agissent directement sur les pla- quettes de frein Page 9 sur 27 II. PROBLEMATIQUE ET CAHIER DE CHARGE : 1 Problématique : De la première vue le frein est un produit de conception relativement simple, cependant, le fonctionnement en mi- lieu difficile (température élevée, vibrations, poussières, projections Diverses,…) rend la maitrise de ses réactions difficile à prévoir en toutes circonstances. La fonction d’organe de sécurité que peut avoir un frein sur véhicule exige de la part de L’équipementier de garantir son fonc- tionnement dans tous les cas de figure, et cela même si le conducteur pousse le frein hors de son domaine d’utilisa- tion habituel, le frein doit donc résister aux efforts excep- tionnels. C’est dans ce cadre où l’idée de la conception d’un nouveau produit intitulé protecteur disque frein avant qui protège le disque frein contre l’environnement extérieur, la corrosion et l’efficacité sous l’eau, et qui as- sure la protection thermique des rotules et les capteurs de vitesse de la roue Page 10 sur 27 2 Cahier des charges : Le but de ce projet est de Concevoir un produit qui pro- tège le disque frein contre l’environnement extérieur, la corrosion et la sous efficacité sous l’eau, et qui assure la protection thermique des rotules et capteur de vitesse roue en respectant l’environnement et les approxima- tions. (Voir annexe 1): Page 11 sur 27 III. Analyse fonctionnelle 1 Analyse du besoin : QQOQCP du projet - Qui ? Qui est concerné par le problème ? : Tous les cons- tructeurs automobiles - Quoi ? De quoi s’agit-il ?: Création d'une nouvelle défini- tion d’un protecteur de disque frein avant pour un véhi- cule en cours de développement - Où ? Où apparait le problème ? Le problème apparait dans le montage roue du train avant du véhicule. - Quand ? Quand cela apparait-il ? : Depuis les premières phases de développement du véhicule. -Comment ? Comment on se rend compte du problème ? : Suite aux résultats des essais faits sur le train arrière. - Pourquoi ? Pourquoi résoudre ce problème ? : Pour assu- rer un bon fonctionnement du système de freinage en le protégeant contre agressions du milieu extérieur. Bete a corne du protecteur Page 12 sur 27 2 Analyse fonctionnelle externe : Dans la pratique, le protecteur est créé pour satisfaire un besoin correspondant à son utilisation principale. Mais chaque phase du cycle de vie du protecteur ajoute des contraintes, et sa conception prend nécessairement la forme d’un compromis, source d’écart entre le besoin sa- tisfait et le besoin rêvé. On identifie les Fonctions de Service grâce à un outil gra- phique : le graphe des inters acteurs, ou graphe fonction- nel (le « Diagramme Pieuvre » : Les éléments du milieu ex- terne qui sont en contact avec le fonctionnement du pro- tecteur sont :  Le montage  L’environnement ambiant  Le Support disque frein Page 13 sur 27  Les normes  L’environnement architectural Page 14 sur 27 3 uploads/Management/ rapport-benhsain-outils-de-conception.pdf