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Journée SFA / Renault / SNCF
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Acoustique
&
Techniques n° 44
en général : les combustions, chocs mécaniques… se
répètent suivant une période égale à la durée d’un cycle
moteur, soit 720° vilebrequin (2 tours) dans le cas des
moteurs Diesel 4 temps.
La cyclostationnarité permet alors de construire des
estimateurs « cycliques » du filtre de Wiener, en découpant
les signaux en fenêtres angulaires contenant les portions
à séparer. Ainsi pour la séparation du bruit de combustion
sur un moteur Diesel à 4 cylindres, l’estimation du filtre de
Wiener se fait sur des quarts de cycles, phasés avec la
partie compression/détente du signal de pression cylindre
pris comme référence.
Les portions de cycle ainsi extraites sont utilisées pour
construire les estimateurs du filtre de Wiener comme
défini dans l’équation (7). En appliquant le filtre au signal
de référence, il est possible d’obtenir un signal séparé,
représentatif du bruit de combustion [5].
Application : séparation du bruit de combustion
sur moteur dCi
Les exemples qui suivent sont issus de mesures réalisées
sur un moteur dCi, monté sur chariot autonome, en
fonctionnement à vide.
Modification du bruit de combustion par changement
de réglage d’injection
En fonctionnement au ralenti, une modification du bruit de
combustion a été appliquée en coupant l’injection pilote.
On a réalisé une séparation de la combustion dans les
deux cas (standard et modifié) sur un signal mesuré par
un microphone placé en face de la distribution du moteur.
Le signal de référence utilisé est la pression cylindre du
cylindre 4 (proche de la distribution). Les deux figures
suivantes présentent les résultats de la séparation sur le
motif temporel mesuré par le micro lors d’une combustion
du cylindre 4.
L’analyse des courbes ci-dessus montre que la séparation
par filtrage de Wiener synchrone :
- Quantifie de manière robuste la part de l’énergie due
à la combustion dans le signal total. Dans l’exemple, en
condition de réglage standard, cette part s’élève à 37%,
en condition modifiée, on atteint 94%.
- Conserve des niveaux de bruits mécaniques (reste de
la séparation) similaires entre les deux configurations, ce
qui apporte un élément de validation supplémentaire de
la méthode.
Analyse du bruit de combustion poste à poste
Il est possible de réaliser la séparation du bruit de
combustion en utilisant séquentiellement chacune des
4 pressions cylindres. En recombinant les « quart de
cycles » séparés, il est possible de reconstituer le bruit
de combustion sur un cycle moteur complet. On peut
ainsi étudier les écarts de bruit générés entre un cylindre
et un autre.
Méthode de séparation de sources pour la mesure du bruit de combustion et de l’atténuation de structure
Fig. 2 : Découpage des portions de cycle en phase
avec la combustion correspondante
Fig. 3 : Principe d’application du filtre de Wiener
Fig. 3 : Bruit de combustion « standard »
Fig. 4 : Bruit de combustion « modifié »
angle vilebrequin (°V)
angle vilebrequin (°V)