Présentation
EnglishRÉSUMÉ
Le bruit et les vibrations du moteur perçu dans l’habitacle d’un véhicule passe par différents éléments, principalement par les tampons de suspension moteur (voie haute) et par les transmissions latérales (voie basse).L'essentiel de ces bruits et vibrations sont représentés par un bourdonnement, un grondement ou une présence. Leur diminution peut se faire soit par le traitement à la source (moteur), soit par le traitement des voies de transfert (supports moteur, transmissions latérales, caisse). Dans le cas des transmissions latérales, les leviers d’amélioration consistent à optimiser le dessin des arbres de liaison ou à installer un batteur sur ces derniers.
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Elian BARON : Ingénieur-Docteur - Expert Chaîne Cinématique - Renault Automobiles Guyancourt, France
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Shanjin WANG : Ingénieur-Docteur - Expert Acoustique Châssis - Renault Automobiles Guyancourt, France
INTRODUCTION
Les phénomènes vibro-acoustiques liés aux transmissions latérales peuvent être classés en trois catégories, selon que le rôle de la transmission est direct, indirect ou les deux à la fois.
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Rôle direct : l’excitation acoustique ou vibratoire se situe au niveau de la transmission elle-même. C’est le cas des phénomènes liés aux forces générées par les joints homocinétiques ;
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Rôle mixte : les excitations proviennent d’une part de la transmission et d’autre part d’une autre source, le moteur par exemple. C’est la combinaison de ces diverses excitations qui crée une gêne acoustique ou vibratoire ;
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Rôle indirect : l’excitation n’est plus située au niveau de la transmission, mais provient d’une autre source. C’est le cas par exemple du phénomène de bourdonnement, lorsqu’une fréquence propre du demi-arbre de roue vient amplifier une excitation moteur.
Les phénomènes dont la source se situe au niveau des transmissions sont traités en détail dans l’article [BM 2 596]. Dans cet article, on traite la catégorie « rôle indirect », plus précisément, les phénomènes vibro-acoustiques ressentis dans l’habitacle dont la source est le moteur et qui passent principalement par les tampons de suspension (voie haute) et par les transmissions latérales (voie basse).
En général, dans les véhicules équipés de moteurs à combustion interne, le bourdonnement, le grondement et la présence moteur représentent l’essentiel du bruit et des vibrations provenant de la source moteur.
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Bourdonnement moteur : c’est un bruit basse fréquence (20-200 Hz) qui s’apparente au bruit du vol d’un bourdon. Il provient directement de la combustion dans les cylindres et des forces d’inertie liées au mouvement de l’attelage mobile. Sa fréquence correspond à l’harmonique 2 de rotation-vilebrequin dans un moteur à 4 cylindres et à l’harmonique 1,5 de rotation vilebrequin dans un moteur à 3 cylindres. En général, le bourdonnement est la composante la plus forte en termes de niveau de vibration ;
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Grondement et présence moteur : ce sont des bruits ou vibrations de moyenne fréquence (200-800 Hz). Plus précisément, le grondement et la présence représentent respectivement les niveaux dans les octaves 250 Hz et 500 Hz, qui correspondent aux niveaux des harmoniques moteur supérieurs à ceux du bourdonnement.
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4. Batteur de transmission
Le batteur, ou « absorbeur de vibrations » est un système largement décrit dans la littérature (par exemple , et ). Il est souvent utilisé sur les transmissions pour « casser » une résonance due à la flexion de l’arbre de liaison ou pour minimiser le transfert moteur/moyeu de roue. Suivant le typage du batteur, les prestations impactées sont le bourdonnement haut régime ainsi que le grondement et la présence. La figure 23 montre la constitution d’un batteur de transmission ; une masse (plomb ou fonte) montée sur un anneau caoutchouc de forme plus ou moins complexe afin d’obtenir la raideur voulue, l’amortissement étant quant à lui déterminé par la composition chimique du caoutchouc.
La figure 24 montre l’exemple d’un batteur installé sur une transmission droite de berline.
4.1 Mise en équations
Le modèle de base de la figure 12 est utilisé encore une fois, mais il est enrichi pour montrer l’influence du batteur sur la réponse au niveau du moyeu de roue. La figure 25 montre ce nouveau modèle avec batteur.
L’application de la loi de Newton au système précédent conduit aux équations (en supposant connu le déplacement x 2 du joint coulissant) :
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Batteur de transmission
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - VENIZELOS (G.) - Vibrations des structures. - Ellipses (2002).
-
(2) - RAO (S.S.) - Mechanical vibrations. - Prentice Hall (2011).
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(3) - GRAHAM KELLY (S.) - Mechanical vibrations. - Cengage Learning (2012).
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(4) - WINKLER (K.) - Guidelines for optimizing vibration mass dampers. - SAE paper 880076 (1988).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Acyclisme des moteurs thermiques – Forces, couples et moments appliqués au moteur monocylindre.
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Acyclisme des moteurs thermiques – Moteur à 4 cylindres et acyclisme en multicylindres.
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Acyclisme des moteurs thermiques – Moteur à 3 cylindres et comparaison 3/4 cylindres.
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Acyclisme des moteurs thermiques – Modélisation linéaire de la chaîne cinématique.
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Phénomènes fondamentaux des vibrations des moteurs d’automobile.
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Transmissions dans l’Automobile, Bruits et vibrations des transmissions latérales.
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