Applications NVH pour l’industrie automobile

Les signatures vibratoires des boites de vitesses contiennent d’importantes composantes en HF. Elles sont facilement extraites grâce à des fonctions dédiées, telles que le kurtosis, les Cepstres et Copstres™ (inclus dans les modules FFTDiag et ORDiag). Les marqueurs spécifiques harmoniques ou cinématiques sont aussi usités pour ces applications et fourni avec les systèmes OROS.

Le suivi d’ordres en bande constantes (Constant Band Tracking) est particulièrement adapté pour obtenir des profils d’ordres énergétiques générés lors des montées/descentes de régimes sur boite de vitesses et transmissions.

Les arbres, accouplements et courroies apportent leur lot de vibrations torsionnelles qui fatiguent les composants en allant parfois jusqu’à la rupture.

Le module torsion se compose d’un système d’acquisition intégré (convertisseur fréquence/tension), d’un échantillonneur angulaire pour chaque voie tachymètre et d’un module de calcul inter-voies pour obtenir le twist. Idéal pour les applications moteurs, cet ensemble permet la visualisation des vitesses/accélérations angulaires instantanées en fonction de l’angle (Shaftview).

Les fluctuations de vitesse intra-révolution (signal torsion) ou la différence d’angle entre 2 points d’un arbre (twist) sont disponibles pour l’enregistrement et tout type d’analyse (SOA, FFT, TDA, profils, etc…) en temps réel.

Les boites de vitesses sont une des sources majeures des vibrations de la transmission. Aujourd’hui les nouvelles transmissions incluent le plus souvent une boite CVT (Transmission à Variation Continue) qui permet un meilleur rendement et l’hybridation des groupes motopropulseurs. La chaine poussante de ces organes, génère elle aussi des vibrations en ordre qui doivent être analysées en phase avec la vitesse de chaine. Le module CTE combine 2 tachymètres (E/S) pour en déduire, par calcul temps réel, la vitesse et la phase de la courroie/chaine.

L’équilibrage des arbres moteurs (vilebrequins, arbres à came, arbres d’équilibrage) est une application récurrente pour les unités de production automobile. Le module d’analyse en ordre synchrone (SOA) fourni une indication précise et indépendante de la vitesse de rotation de l’angle et de la force du balourd. Facilement intégré dans les systèmes de commande des bancs de tests grâce au langage NVDrive, les systèmes OROS offrent une solution précise et fiable pour l’équilibrage.

L’objectif est d’optimiser les performances du moteur et de détecter les défauts. Un retard d’injection ou des défauts de soupapes peuvent-être identifiés avec EngineDiag. Ce module logiciel intègre les propriétés mécaniques de la machine : nombre de cylindres, ordre d’allumage et diagramme de distribution pour fournir des résultats pertinents.

Le signal temporel, les niveaux globaux, l’alignement des phases des cylindres ainsi que la représentation angle-fréquence sur le cycle de la machine sont des résultats efficaces pour la R&D et la validation des prototypes.

Les systèmes de maintien (silentblocs, mousses) sont les éléments qui transmettent les vibrations et/ou le bruit des parties génératrices (moteur, roulement, transmission) vers l’intérieur ou l’extérieur du véhicule.

Leurs propriétés d’amortissement selon la fréquence doivent être mesurées avec précision pour garantir un niveau de confort, de sécurité et de durabilité.
Les fonctions de type cross spectres, fonction de transfert (FRF), amortissement et déformée opérationnelle sont d’une grande aide pour cette caractérisation.

L’analyse modale permet de déterminer avec précision les zones (fréquences/positions) où une structure répond en amortissement ou en résonnance. Ces informations sont nécessaires pour anticiper le comportement des châssis, carrosseries, équipements et éléments d’habillage intérieur.

Les excitations nécessaires à l’acquisition des données peuvent être soit  opérationnelles, soit via un pot vibrant ou plus simplement avec un marteau d’impact. La dernière étape étant l’analyse modale.

Le niveau de puisssance acoustique est régulièrement utilisé pour vérifier la qualité des sous-ensembles d’une automobile. Celle-ci est vérifiée en fin de ligne d’assemblage des alternateurs, moteurs, compresseurs pour garantir la tenue des spécifications données par le constructeur. La mesure en champ semi libre est particulièrement bien adaptée à une insertion en environnement de production.
Les modules analyse 1/3 octave et sonomètre multi-voies sont aussi très utiles pour toutes les mesures acoustiques sur véhicule et ses composants (pneus, systèmes audio, insonorisation)

La technique d’intensité acoustique est une technique flexible qui permet d’obtenir une cartographie sonore d’un compartiment moteur, ou d’un cockpit par exemple. Sa portabilité et facilité de mise en œuvre sont idéales dans la plupart des environnements (en véhicule, sur banc, au laboratoire). Elle permet aussi de mesurer la puissance acoustique selon la norme ISO 9614

La sensation perçue à l’écoute d’un son est un élément clé de l’évaluation de la qualité d’un produit. En particulier, dans l’industrie automobile, la qualité acoustique d’un véhicule et de ses sous-composants est soigneusement évaluée. Dans ce processus, des approches subjectives et objectives sont généralement adoptées. Pour cela, après l’acquisition des signaux dans le véhicule, l’analyste procède à l’évaluation des paramètres pyschoacoustiques ainsi qu’à la conception du son avec la lecture filtrée des signaux. Dans ce processus, des tests de jury sont généralement organisés et une corrélation avec les calculs objectifs est effectuée.

Dans les applications automobiles et ferroviaires et afin de réduire et de contrôler l’émission de bruit pour les passagers, il convient d’évaluer les sources et surtout les contributions de leurs voies de transfert. Ce processus nécessite une approche expérimentale pour déterminer la relation de transfert de fréquence entre les sources, les structures attachées et la cible finale représentée par le passager. Ensuite, il est suivi d’une analyse spécifique des voies de transfert, généralement appelée TPA, afin de déterminer les contributions de chaque source.

Les excitations e-NVH des marqueurs électriques sont repérées immédiatement (PWM, slotting…)

Spatiogramme : un outil unique pour quantifier rapidement la contribution des différents nombres d’onde des excitations e-NVH aux vibrations. Sound Design écoute et restitue le bruit du moteur en séparant et désignant les différentes sources.

Les différents composants installés dans un véhicule sont testés sur la route pour valider leur intégration dans le véhicule (freins, pneus, turbocompresseur etc…). Cela nécessite un système d’enregistrement portable, robuste et facile à utiliser avec une interface CAN bus. L’enregistrement sans PC est particulièrement utile dans les conditions les plus difficiles (D-rec, Direct Recording)

Les composants de la chaîne cinématique et de la transmission sont soumis à des contraintes statiques et dynamiques élevées qui créent de la fatigue à long terme. Au cours du processus de développement et de validation des prototypes, les jauges de contrainte sont utilisées pour déterminer ces paramètres. Ils sont également déterminés en combinaison avec d’autres paramètres tels que l’accélération ou la vitesse de rotation : il est essentiel de disposer d’un moyen tel que XPods, le conditionnement de signal plug and play, pour le faire.