En 1990, une jeune marque dérivée du constructeur automobile japonais Toyota Motor Co. s'est retrouvée désireuse de faire bonne impression parmi les acheteurs qui assimilaient le luxe ultime aux marques européennes. Le parvenu, Lexus, a diffusé une publicité dans laquelle une pyramide de 15 flûtes à champagne était en équilibre sur le capot d'une Lexus LS 400. Avec la voiture sur un tapis roulant équivalant à plus de 140 miles par heure (225,3 kilomètres par heure), le moteur tournant, les verres sont restés immobiles sur le capot - preuve, vraisemblablement, de la précision des détails du nouveau constructeur de luxe et de la douceur soyeuse de ses voitures [source :Dawson].
Il a été prouvé, soit dit en passant, que la cascade de la publicité était bien authentique. Mais la cascade elle-même a-t-elle prouvé quelque chose ?
Si l'augmentation rapide de la reconnaissance de la marque Lexus était un indicateur, cela montrait que les acheteurs de voitures haut de gamme accordaient une importance significative aux mesures de qualité telles que les vibrations du moteur. Plus précisément, moins il y en a, mieux c'est :comme le savent tous ceux qui ont enduré le vacarme à l'intérieur d'un éconobox, les vibrations du moteur qui atteignent l'habitacle peuvent gravement nuire à la qualité de conduite.
Les vibrations du moteur ne sont que l'un des nombreux facteurs de qualité que les ingénieurs automobiles appellent le bruit, les vibrations et la dureté, ou simplement NVH. Il est important de s'y concentrer, car le NVH détermine, en grande partie, ce que les consommateurs pensent et ressentent à propos d'un véhicule ; à son tour, cela affecte combien ils sont prêts à payer et s'ils sont même prêts à l'acheter.
Parmi toutes les raisons pour lesquelles un véhicule peut secouer et vibrer lorsqu'il roule, les vibrations du moteur méritent une attention particulière, car elles peuvent avoir un impact sur :
Jetons donc un coup d'œil à cinq innovations passées, présentes et futures qui peuvent réduire les vibrations du moteur, augmenter le confort et améliorer l'expérience de conduite globale.
ContenuDans un sens, les supports de moteur sont la première ligne de défense pour empêcher les secousses du moteur de se propager dans tout le véhicule.
Premièrement, nous devrions probablement parler de la raison pour laquelle les moteurs produisent des vibrations en premier lieu. Rappelons que le processus de combustion interne est une série d'explosions. Ils sont finement contrôlés et chorégraphiés, mais ce sont néanmoins des explosions puissantes. Deuxièmement, les moteurs à combustion interne sont un méli-mélo de pièces de pompage, de vrombissement et de rotation. Ces pièces ont une masse et, lorsqu'elles sont mises en mouvement, elles réagissent contre le bloc moteur avec une force égale et opposée. Ces réactions, multipliées par milliers par minute à l'intérieur d'un moteur typique, se manifestent par des vibrations.
Ainsi, une certaine quantité de vibrations du moteur est parfaitement naturelle - c'est juste que nous ne voulons pas les ressentir à l'intérieur de l'habitacle. Les supports de moteur sont généralement des brides métalliques sur le moteur et le long des parois du compartiment moteur. Ils sont doublés d'œillets épais ou de blocs en polyuréthane ou en caoutchouc pour absorber une partie de l'énergie vibratoire du moteur lorsqu'il tourne.
Si vous commencez à remarquer des vibrations excessives du moteur là où il n'y en avait pas auparavant (et vous savez que ce n'est pas autre chose, comme une suspension mal alignée), un bon endroit pour vérifier est les supports de moteur. Les supports de moteur usés peuvent être évidents - souvent le caoutchouc ou un autre matériau absorbant sera fissuré, déchiré ou visiblement usé. Parfois, vous ne pouvez pas le dire simplement par une inspection visuelle, car le caoutchouc peut s'être effondré à l'intérieur. En cas de doute, consultez un technicien qualifié [source :Denby].
En plus des supports de moteur, c'est une bonne idée de vérifier la transmission se monte également - ils servent le même objectif, isoler le reste du véhicule des fortes secousses causées par la transmission.
Lorsque vous traitez une personne de "raide", ce n'est généralement pas considéré comme un compliment. Mais lorsqu'elle est appliquée aux véhicules, la rigidité est une bonne chose.
Lorsqu'il s'agit de contrôler les vibrations du moteur, il est avantageux de commencer par une base solide. Et par là, nous entendons le châssis -- le squelette, si vous voulez, de tout véhicule routier. Un cadre solidement construit et structurellement rigide résiste à la flexion, à la flexion et à la transmission de vibrations gênantes.
L'ajout de barres transversales, également appelées barres stabilisatrices, est une pratique courante pour aider à réduire la flexion de la carrosserie automobile et rendre un véhicule plus rigide dans l'ensemble.
Les grincements, les cliquetis et les bourdonnements proviennent souvent d'un cadre mal assemblé et sont aggravés par de larges tolérances sur la construction globale d'une voiture. Dans le secteur automobile, cela est parfois appelé "ajustement et finition". C'est un terme général qui signifie essentiellement :" Quelle attention à la qualité et à la précision les constructeurs ont-ils consacrée à l'assemblage de ce véhicule ?"
Un ajustement et une finition médiocres, associés à un cadre mal soudé et flexible, peuvent aggraver le son des vibrations du moteur existant et aggraver la sensation.
Parfois, pour traquer et éliminer les vibrations du moteur, il faut aller directement à la source. Notre prochain combattant des vibrations du moteur suscitera à coup sûr une certaine reconnaissance parmi les tourneurs de clés expérimentés.
L'anatomie des vibrations du moteurLa NVH se décline généralement en deux variétés :aéroportée, que vous percevez à travers vos oreilles; et structurelles, que vous ressentez principalement - à travers le siège, le volant et le plancher du véhicule.Les perturbations aériennes sont généralement des sons de fréquence plus élevée dans la plage de 300 Hz et plus. Les ingénieurs les contrecarrent soit en les éliminant à la source, soit en les insonorisant avec un matériau insonorisant (inséré dans les cavités des portes et de la carrosserie).Perturbations structurelles ont lieu à des fréquences si basses qu'elles sont ressenties (sous forme de vibrations) plus qu'entendues. Les ingénieurs automobiles doivent minutieusement mesurer et essayer d'atténuer les sensations désagréables ressenties par les conducteurs, car l'énergie des vibrations est transmise aux mains, aux pieds et même à l'assise de leur pantalon ! [source :Duncan, Su et Wolf]
Les ratés d'allumage sont un autre responsable des vibrations du moteur. Les systèmes d'allumage et d'injection de carburant modernes, qui comprennent de meilleures bougies d'allumage et des ordinateurs de gestion de moteur intelligents, sont beaucoup plus fiables que les systèmes basés sur le distributeur d'antan.
Cela dit, des ratés d'allumage peuvent (et se produisent) toujours sur les véhicules plus récents. Lors d'un raté d'allumage, une ou plusieurs bougies d'allumage ne s'allument pas et déclenchent une impulsion de carburant lorsqu'elles sont programmées. Cette incapacité à tirer dans une ou plusieurs chambres de combustion provoque un hoquet dans le rythme des pistons et, par conséquent, du vilebrequin auquel ils sont attachés. Résultat :vibrations, à-coups et même calage du moteur. Passons maintenant à la partie innovante :si vous ne pouvez pas distinguer les vibrations spasmodiques d'un moteur malade d'un moteur simplement vieux et pokey, la technologie d'aujourd'hui vous couvre. Il est presque certain qu'un combo cylindre-bougie d'allumage raté ou non déclenchera un voyant "vérifier le moteur" sur n'importe quelle voiture moderne. À partir de là, vous pouvez utiliser un lecteur de diagnostic facile à trouver et à acheter pour déterminer ce qui ne va pas, ou apporter le véhicule à votre atelier de service local pour qu'un technicien l'examine.
Au fond, les vibrations indésirables du moteur sont liées à un manque d'harmonie. Comme nous l'avons déjà noté, la combustion interne est un processus assez violent pour commencer. Notre prochaine innovation est la tentative d'un homme pionnier d'apporter une certaine harmonie dans l'équation.
Si vous avez déjà vu de près un vilebrequin d'automobile, vous savez qu'il s'agit d'un équipement gros, lourd et extrêmement résistant. Il doit l'être, afin de résister au martèlement qu'il subit des milliers de coups de piston explosifs qu'il reçoit par minute.
Aussi résistant qu'il soit, un vilebrequin a tendance à se tordre et à fléchir en réaction aux coups qu'il subit des pistons et des bielles au-dessus. Il peut également transmettre des vibrations indésirables dans tout le moteur et le reste du véhicule. De plus, à un certain régime, le vilebrequin peut atteindre un état appelé résonance, où il vibre à une fréquence qui peut provoquer une panne catastrophique (pensez aux publicités télévisées que vous avez vues où un chanteur résonnant ou un son aigu est utilisé pour briser un verre de vin malchanceux).
En 1911, le génie automobile Frederick Lanchester a inventé un dispositif à boulonner sur l'extrémité des vilebrequins en rotation pour éliminer, ou du moins réduire ces problèmes. L'équilibreur harmonique (dont les noms incluent amortisseur/amortisseur de vibrations ou poulie de vilebrequin) était né. Cet équilibreur amortit les forces de cisaillement et de torsion transmises au vilebrequin par la poussée des pistons. Pour absorber la formidable énergie du vilebrequin, l'équilibreur possède une section qui peut être en caoutchouc ou remplie d'un fluide dissipateur d'énergie [source :Hillier].
Jusqu'à présent, nous avons examiné de nombreuses façons d'empêcher passivement, ou du moins d'étouffer, ces vibrations gênantes du moteur. Mais notre dernière innovation anti-vibration passe à l'attaque pour éloigner ces mauvaises vibrations.
Gagner du poids et risquer les secoussesLes équilibreurs harmoniques sont lourds par nécessité, afin de contrer la masse tournante considérable d'un vilebrequin. Mais dans le monde de haute performance de la personnalisation de voitures, le poids ronge la puissance. En conséquence, de nombreux passionnés de vitesse remplacent les équilibreurs harmoniques de leurs voitures par des versions de rechange plus légères ou suppriment complètement les unités afin d'aller un peu plus vite. Le compromis :ils obtiennent une conduite plus dure et plus tremblante et réduisent potentiellement la durée de vie du moteur de leur voiture.
Si vous avez déjà feuilleté un catalogue pour l'un de ces magasins de gadgets coûteux, il y a de fortes chances que vous ayez rencontré un casque antibruit publicitaire répandu. Si c'est le cas, vous vous souviendrez peut-être qu'ils fonctionnent en détectant les bruits offensants avec un microphone, en dupliquant le son de presque toutes les manières et en le renvoyant dans vos oreilles. La seule différence :le son dupliqué est volontairement déphasé de 180 degrés par rapport au bruit d'origine.
Alors que les sons en duel ont la même fréquence et la même amplitude, le déphasage les fait s'annuler. Pour vous, l'auditeur, le bruit d'origine devient un murmure à peine audible de lui-même, vous permettant de profiter de votre musique, ou si vous préférez, d'un doux silence.
C'est à peu près la façon dont le contrôle actif des vibrations, qui peut être utilisé dans les automobiles, fonctionne également. Dans un système, d'une société appelée Trelleborg Automotive, un microphone monté dans la voiture écoute les vibrations dans une plage de fréquences prédéterminée. Semblable à l'exemple du casque, le système répond par une contre-vibration égale mais opposée. Un actionneur électromagnétique, appelé "agitateur", transmet les contre-vibrations à certains points de montage, par exemple, le volant ou le plancher du plancher.
Bien sûr, un inconvénient possible d'un tel système est qu'il pourrait fonctionner trop bien et masquer certains des symptômes d'une automobile vraiment malade. Mais, comme mentionné précédemment, il y a de fortes chances que vous receviez un autre type d'avertissement, tel qu'un voyant de vérification du moteur, pour signaler un problème légitime.
Comme vous venez de le lire, les vibrations du moteur peuvent être ressenties dans l'habitacle pour de nombreuses raisons. Heureusement pour nous, les innovations précédentes offrent des moyens efficaces de lutter contre les cliquetis, les cliquetis et les grondements indésirables du moteur.
Publié à l'origine :20 juillet 2012
