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
Rayonnement acoustique du groupe motopropulseur (GMP)1. Comportement dynamique du groupe motopropulseur (GMP)
On appelle groupe motopropulseur (GMP) l’ensemble constitué par le carter cylindre, la culasse et le couvre culasse, le carter d’huile et la boîte de vitesses.
Le comportement dynamique du GMP, lorsqu’il est sollicité par les efforts internes, conditionne en grande partie, comme nous le verrons au paragraphe 2.1, le rayonnement acoustique du moteur, si l’on fait exception du bruit propre aux accessoires. Les efforts internes sont principalement les efforts de combustion et d’inertie qui s’appliquent pour les premiers sur la culasse, les chemises (piston slap ) et les paliers du vilebrequin, et pour les seconds sur les paliers du vilebrequin principalement. En basse fréquence (0,400 Hz), en considérant l’attelage mobile constitué de pièces rigides (pistons, bielles, manetons) et le carter cylindre tout autant, sans jeux fonctionnels, le calcul des efforts résultants de combustion et d’inertie est permis. Une des principales sources d’imprécision sur la prévision du comportement dynamique du GMP est liée à la difficulté de les connaître dans la plage de fréquence intéressant l’acousticien s’étendant jusqu’à 4 kHz, lorsque la déformation des pièces décrites devient notoire et que les jeux fonctionnels contribuent à des chocs entre pistons et chemises ou bien entre paliers et vilebrequin. (De nombreuses études sont dévolues à la détermination de ces efforts ou tout du moins tentent d’en donner des ordres de grandeur . Néanmoins, il faut noter que le problème...
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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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