LA RUPTURE DE FILM DANS LES CONTACTS LUBRIFIES.

Publié par

La rupture de film est un phénomène courant dans les dispositifs mécaniques lubrifiés notamment dans les paliers et les amortisseurs. Dans ces dispositifs, l’apparition d’une zone de rupture au sein du film peut nuire à leurs performances et plus particulièrement à leur portance.

La rupture du film lubrifiant est un phénomène physique qui se manifeste par la formation de poches de vapeur ou de gaz dans les zones d’un film liquide en dépression. Fréquemment rencontré dans les machines hydrauliques, ce phénomène peut aussi avoir lieu dans le cas des paliers hydrodynamiques. En fonction du niveau de chute de la pression, la rupture de film peut se produire selon trois modes :

1) Lorsque la pression au sein du film est en deçà de la pression ambiante, de l’air ou du gaz, en provenance de l’atmosphère, peut s’introduire dans les régions en dépression.
2) Quand la pression est inférieure à la pression de saturation des gaz dissous dans le film lubrifiant (P< Psat ), ces gaz peuvent être expulsés.
3) Au moment où la pression au sein du film atteint la pression de vapeur saturante, le lubrifiant liquide se vaporise à température ambiante.
Selon la forme et la cinématique du contact, les visualisations de l’écoulement mettent en évidence, dans la zone de rupture de film, soit une juxtaposition de filets d’air (gaz) et de lubrifiant (paliers lisses), soit des bulles .

Dans la littérature, la rupture de film d’huile est souvent désignée par le vocable cavitation. Selon cette désignation, les deux premiers processus représentent la cavitation gazeuse, tandis que le dernier caractérise la cavitation de vapeur. Désormais, les expressions « rupture de film par séparation » et « rupture de film par cavitation » seront privilégiées pour désigner respectivement la cavitation gazeuse et la cavitation de vapeur. Dans les applications pratiques de la lubrification hydrodynamique, la rupture par séparation et la rupture par cavitation peuvent simultanément avoir lieu, sauf si des dispositions sont prises pour autoriser l’une ou l’autre. Par exemple, l’huile peut être dégazée de manière à éviter la rupture par séparation, sinon une grande pression d’alimentation est appliquée pour que la rupture par cavitation ne soit plus possible. Si aucune de ces dispositions n’est prise, il importe de distinguer les bulles gazeuses des bulles de vapeur pour pouvoir identifier et localiser chaque mode de rupture.

Distinction entre la rupture par séparation et la rupture par cavitation

Des études expérimentales ont permis d’établir, sur la base de quelques différences marquantes, ce qui distingue la rupture par séparation de la rupture par cavitation. En comparant le temps de vaporisation d’huile à celui de la diffusion d’un gaz, Sun et Brewe  concluent que les bulles qui apparaissent durant une période de mouvement doivent contenir de la vapeur d’huile car les gaz dissous nécessitent beaucoup plus de temps (des centaines de révolution de l’arbre) pour émerger de la solution, se développer et avoir une forme et une étendue stables. Par ailleurs, Jacobson et Hamrock  remarquent que les bulles de vapeur explosent instantanément et sans aucune résistance quand la pression du film approche la pression atmosphérique tandis que les bulles de gaz persistent et résistent à des pressions élevées.

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s