Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le contrôle du bruit des moteurs d’automobiles est certainement un des problèmes vibro-acoustique les plus difficiles à résoudre, ceci est dû entre autres à la complexité de la structure et des phénomènes d’excitation, aux contraintes environnementales sur les gaz d’échappement et à la recherche des performances en consommation de carburant et en puissance disponible. Les phénomènes en jeu dans la vibro-acoustique des groupes motopropulseurs sont décrits, notamment les sources internes, le comportement dynamique de la structure et le rayonnement acoustique de l’enveloppe externe du moteur. Sont passés en revue ensuite les efforts d’inertie, les bruits de combustion, des systèmes d’injection, de distribution et d’alimentation.
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Auteur(s)
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Quentin LECLÈRE : LVA, Bâtiment Saint-Exupéry, INSA de Lyon
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Laurent POLAC : Renault DM, Rueil Malmaison
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Bernard LAULAGNET : LVA, Bâtiment Saint-Exupéry, INSA de Lyon
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Jean-Louis GUYADER : LVA, Bâtiment Saint-Exupéry, INSA de Lyon
INTRODUCTION
Ce dossier donne une description de la vibro-acoustique des groupes motopropulseurs d’automobiles. Une présentation des phénomènes à l’origine du bruit émis est effectuée, on décrit ainsi, les sources internes, le comportement dynamique de la structure et le rayonnement acoustique de l’enveloppe externe du moteur.
La complexité des moteurs d’automobiles conduit à la multiplicité des sources. Celles-ci sont décrites, analysées et quantifiées, puis les solutions techniques en vue de leurs réductions sont exposées. Ce document détaille successivement les efforts d’inertie, les bruits de combustion, des systèmes d’injection, de distribution et d’alimentation. Les présentations du phénomène de « piston slap », puis finalement du bruit des boîtes de vitesse terminent cet exposé assez exhaustif malgré la largeur du sujet traité.
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Présentation
Le piston slap5. Bruit de système d’injection Diesel rampe commune
Les systèmes d’injection Diesel comportent de nombreux mécanismes et sont le siège de pulsations de pression hydraulique. Les sources d’excitation de ces systèmes sont complexes et dépendent de la technologie employée. On s’intéresse ici plus particulièrement aux systèmes à rampe commune (common rail en anglais).
5.1 Description technique
L’architecture est constituée d’un circuit basse pression (BP) et d’un circuit haute pression (HP). Le premier assure le transfert du carburant du réservoir vers la pompe HP et regroupe également l’ensemble des retours de fuite des injecteurs et du rail. Le second assure l’injection haute pression du carburant dans la chambre de combustion et génère par la même occasion des excitations à moyennes fréquences (MF) et à hautes fréquences (HF) qui entraînent des vibrations et le rayonnement du système lui-même ainsi que celui de la culasse notamment.
Le circuit HP (figure 13) est composé de la pompe HP, du rail, des injecteurs, et des tuyaux HP qui les relient entre eux. La pompe et les injecteurs sont considérés comme les sources. Les tuyaux HP et le rail se comportent comme des transmetteurs et des émetteurs.
HAUT DE PAGE5.2 Phénomènes acoustiques liés au fonctionnement du système
Les phénomènes physiques impliqués sont d’origine hydraulique (onde de pression), mécanique (chocs) et électrique (courant d’activation des actuateurs).
Dans l’architecture common rail, le rail se comporte comme un volume de détente, il permet ainsi d’isoler en partie le sousensemble pompe/rail du sous-ensemble rail/injecteurs.
Comme tout circuit hydraulique, le circuit HP comporte des modes hydrauliques. En première approche, les lignes hydrauliques injecteur/rail peuvent être assimilées à des quarts d’onde fermés côté injecteur/ouvert côté rail (figure 14).
Hormis pendant la phase d’injection, l’injecteur est fermé alors que le rail se comporte comme un volume de détente avec une pression relativement constante.
La fréquence du premier mode de ces lignes est proportionnelle à la célérité du son (elle-même fonction de la pression et de...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GUYADER (J.L.), LAULAGNET (B.) - Structural acoustic radiation prediction : expanding the vibratory response on a functional basis. - Applied Acoustics (43), p. 247-269 (1994).
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(2) - LAULAGNET (B.) - Sound radiation by a simply supported unbaffled plate. - J. Acoust. Soc. Am. 103(5), pp. 2451-2462 (1998).
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(3) - PIERCE (A.D.) - Acoustics : An introduction to its physical principles and applications. - Mc Graw-Hill, 642 p. (1981).
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(4) - ROUQUET (F.), HEROULT (P.) - Caractérisation Vibro-acoustique de groupes motopropulseurs. - Rapport INSA-LVA (1999).
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(5) - SWOBODA (B.) - Mécanique des moteurs alternatifs. - Technip, Paris (1984).
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(6) - PARIZET (E.) - Acoustique automobile. - Cours du Master Acoustique de l’INSA de Lyon.
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