En 1990, Toyota a lancé Lexus avec une cascade qui ressemble encore à un flex. Un LS 400 était assis sur un tapis roulant, atteignant des vitesses supérieures à 220 km/h. Sur son capot reposait une pyramide de 15 flûtes à champagne. Le moteur tourna. Les lunettes n’ont pas bougé. C’était une preuve de précision. C’était aussi la preuve que le luxe signifiait silence.
Cette publicité a fonctionné. Les acheteurs qui rêvaient autrefois de BMW ou de Mercedes ont vu une voiture japonaise qui ne grinçait pas des dents. Mais cette cascade a-t-elle réellement prouvé la supériorité technique ? Ou est-ce simplement la preuve que les gens se soucient profondément de la sensation d’une voiture ?
Il a montré que les acheteurs haut de gamme mesurent la qualité par la vibration. Plus précisément, moins les vibrations du moteur atteignent l’habitacle, mieux c’est. Tout conducteur qui s’est assis dans une econobox bon marché connaît la différence. Se serrer la main. Fatigue. Inconfort.
Cela relève de NVH – Bruit, vibration et dureté. C’est la mesure qui décide si vous achetez une voiture ou si vous partez simplement. Et les vibrations du moteur méritent le plus grand examen. Cela impacte le confort. Cela draine l’endurance. Cela tue la durabilité en provoquant une usure prématurée.
Voyons comment les ingénieurs le combattent. À commencer par cinq innovations.
Pièces de support de moteur flexibles
Les supports moteur constituent la première ligne de défense. Ils empêchent les secousses de se propager dans tout le véhicule.
Mais d’abord, pourquoi les moteurs vibrent-ils ? La combustion interne est une série d’explosions contrôlées. Ils sont énergiques. À l’intérieur du bloc, les pièces de pompage et en rotation ont une masse. Lorsqu’ils bougent, ils réagissent contre le bloc moteur avec une force égale et opposée. Multipliez ces réactions par milliers par minute et vous obtenez des vibrations.
C’est naturel. Nous ne voulons tout simplement pas le ressentir.
Les supports sont des brides métalliques fixées au moteur et aux parois du compartiment. Ils contiennent des œillets épais ou des blocs de polyuréthane ou de caoutchouc. Ceux-ci absorbent l’énergie vibratoire. Si vous ressentez de nouvelles secousses dans votre habitacle, vérifiez les supports. Les supports usés sont évidents : caoutchouc fissuré. Matière déchirée. Parfois, le caoutchouc s’effondre intérieurement sans signes visuels. Un technicien qualifié peut le repérer.
Vérifiez également les supports de transmission. Ils font le même travail pour la boîte de vitesses. Les secousses intenses de la transmission nécessitent également une isolation.
Techniques de renforcement du corps
Contrôler les vibrations commence par une base solide. Le cadre. Le squelette.
Un cadre rigide résiste à la flexion. Il résiste à la flexion. Il empêche les vibrations gênantes du voyage. L’ajout de barres transversales, également appelées barres stabilisatrices, permet de réduire la flexion du corps. Cela rend le véhicule plus rigide.
Les grincements et les cliquetis proviennent souvent de cadres mal assemblés. Les larges tolérances dans la construction aggravent la situation. Dans le secteur automobile, c’est « l’ajustement et la finition ». Il demande : quelle attention les constructeurs ont-ils accordée à la qualité et à la précision ?
Un mauvais ajustement et une mauvaise finition, combinés à un cadre flexible, amplifie les vibrations du moteur. Le bruit semble pire. La sensation est choquante.
Pour traquer les vibrations, il faut parfois remonter à la source. Notre prochain combattant pourrait susciter la reconnaissance parmi les tourneurs de clés expérimentés.
L’anatomie des vibrations du moteur
NVH se divise en deux variétés. Aéroporté et structurel. Vous entendez des perturbations aériennes. Vous ressentez des problèmes structurels.
Les perturbations aériennes sont des sons de fréquence plus élevée. Ils se situent dans la plage de 300 Hz et au-dessus. Les ingénieurs les neutralisent en les éliminant à la source ou en les amortissant avec un matériau insonorisant dans les cavités des portes et de la carrosserie.
Des perturbations structurelles se produisent à basses fréquences. Vous les ressentez plus que vous ne les entendez. Ils traversent le siège, le volant et le plancher. Les ingénieurs doivent mesurer et atténuer ces sensations désagréables. L’énergie vibratoire est transmise à vos mains, à vos pieds et même à l’arrière de votre pantalon.
La raideur est généralement une insulte pour les gens. Pour les véhicules, c’est un compliment.
Les ratés d’allumage restent le principal suspect lorsqu’un moteur tremble. Les systèmes d’allumage et d’injection de carburant modernes, dotés de bougies d’allumage de qualité supérieure et d’ordinateurs de gestion moteur intelligents, sont nettement plus fiables que les configurations basées sur des distributeurs du passé.
Pourtant, des ratés se produisent. Lors d’un raté d’allumage, une ou plusieurs bougies d’allumage ne parviennent pas à enflammer le mélange carburé au moment programmé. Cette panne dans une ou plusieurs chambres de combustion perturbe le rythme des pistons. Le vilebrequin sent le hoquet. La vibration suit. Les secousses sont courantes. Le décrochage est possible.
Si vous ne parvenez pas à faire la distinction entre les vibrations spasmodiques d’un moteur malade et de simples performances anciennes et lentes, la technologie est à vos côtés. Un cylindre raté ou une bougie d’allumage défectueuse déclenchera presque certainement le voyant de contrôle du moteur sur n’importe quel véhicule moderne. À partir de là, vous pouvez utiliser un lecteur de diagnostic abordable pour identifier le problème. Vous pouvez également prendre la voiture jusqu’à un magasin local. Un technicien peut identifier le problème.
Les vibrations indésirables du moteur sont fondamentalement un manque d’harmonie. La combustion interne est un processus violent. Notre prochaine innovation tente d’imposer de l’ordre dans ce chaos.
Le rôle des équilibreurs harmoniques
Examinez de près un vilebrequin d’automobile. C’est lourd. C’est dur. Ça doit être le cas. Il résiste à des milliers de coups de piston explosifs par minute.
Malgré sa durabilité, le vilebrequin se tord et fléchit sous les coups des pistons et des bielles. Il transmet des vibrations indésirables dans tout le moteur et le reste du véhicule. À certains régimes, le vilebrequin peut atteindre une résonance. Il s’agit d’un état dans lequel il vibre à une fréquence capable de provoquer une panne catastrophique. Pensez aux publicités dans lesquelles un chanteur brise un verre de vin avec une note aiguë. C’est la résonance.
En 1911, Frederick Lanchester invente une solution. Il a conçu un dispositif à boulonner sur les vilebrequins en rotation. L’objectif était d’éliminer ou de réduire ces problèmes. L’équilibreur harmonique était né. On l’appelle également amortisseur de vibrations ou poulie de vilebrequin.
L’équilibreur amortit les forces de cisaillement et de torsion transmises par les pistons. Pour absorber l’énorme énergie du vilebrequin, l’équilibreur comprend une section en caoutchouc ou remplie de fluide dissipateur d’énergie.
Nous avons examiné des méthodes passives pour empêcher ou étouffer les vibrations du moteur. La prochaine innovation adopte une approche différente. Il passe à l’attaque pour éloigner les mauvaises ondes.
Raser du poids et risquer les secousses
Les équilibreurs harmoniques sont lourds par nécessité. Ils doivent contrer la masse en rotation considérable du vilebrequin. Cependant, dans la personnalisation de voitures hautes performances, le poids tue la puissance.
De nombreux passionnés de vitesse remplacent les équilibreurs harmoniques d’usine par des versions plus légères du marché secondaire. Certains suppriment entièrement les unités. Le but est d’aller plus vite.
Le compromis est dur. Vous obtenez un trajet plus fragile. Vous risquez de réduire la durée de vie de votre moteur.
Contrôle actif des vibrations
Pensez à ces coûteux écouteurs antibruit que vous voyez dans chaque catalogue de gadgets. Ils ne bloquent pas seulement le son ; ils le combattent. Un petit microphone capte le bourdonnement de fond, crée une onde sonore identique, mais la déphase de 180 degrés. Lorsque cette onde inversée frappe votre conduit auditif, elle annule le bruit d’origine. Le résultat est soit un son cristallin, soit un silence pur et silencieux.
Les voitures utilisent ce principe exact pour le contrôle actif des vibrations.
Ce n’est pas magique. C’est de la physique appliquée au châssis. Une société appelée Trelleborg Automotive a construit un système dans lequel un microphone écoute des fréquences de vibration spécifiques à l’intérieur de l’habitacle. Lorsqu’il détecte un grondement, l’ordinateur de la voiture génère une contre-vibration égale mais opposée. Un actionneur électromagnétique, techniquement connu sous le nom de « shaker », déclenche ces contre-ondes à des points de montage stratégiques. Habituellement, cela signifie le volant ou le plancher.
“Un actionneur électromagnétique, appelé “shaker”, transmet les contre-vibrations à certains points de montage, par exemple le volant ou le plancher du plancher.”
L’objectif est simple : réduire les cliquetis, les cliquetis et les grondements qui s’infiltrent dans le cockpit depuis le moteur.
Le contrôle actif des vibrations est-il sûr ?
Il y a un inconvénient à considérer. Si le système fonctionne trop bien, il peut masquer les symptômes d’une véritable panne mécanique. Vous ne ressentirez pas le subtil frisson qui vous avertit habituellement d’une monture défaillante ou d’un cylindre raté.
Mais voici le problème. La voiture n’est pas aveugle. Vous recevrez toujours un voyant de contrôle du moteur ou un autre avertissement sur le tableau de bord si les choses tournent mal. Le contrôle des vibrations ne cache pas les difficultés internes du moteur ; cela facilite simplement la conduite pour vous.
Les vibrations du moteur se produisent pour de nombreuses raisons. Heureusement pour nous, ces innovations nous offrent des moyens efficaces de lutter contre les bruits et secousses indésirables.
FAQ sur les vibrations du moteur
Comment puis-je empêcher mon moteur de vibrer ?
Une méthode est le contrôle actif des vibrations. Le système répond par une contre-vibration égale mais opposée. Un actionneur électromagnétique, appelé « shaker », transmet les contre-vibrations à certains points de montage, par exemple le volant ou le plancher du plancher.
Est-il normal que le moteur vibre ?
Oui, il est normal que le moteur vibre pendant son utilisation. Mais si les vibrations du moteur dépassent les niveaux normaux ou s’accompagnent d’un bruit de cliquetis, cela pourrait être le signe que quelque chose ne va pas avec le moteur.
Qu’est-ce qui cause les vibrations dans le moteur ?
Cinq raisons pour lesquelles votre moteur peut vibrer comprennent des bougies d’allumage usées, des tuyaux desserrés ou débranchés, des supports de moteur cassés, un système d’admission de carburant mal réglé ou une courroie de distribution défectueuse.
Un niveau d’huile moteur bas peut-il provoquer des vibrations ?
Oui. Non seulement une huile moteur faible peut provoquer des vibrations, mais une huile moteur de mauvaise qualité peut également provoquer des vibrations.
Quel est l’impact des vibrations du moteur sur les conducteurs ?
Parmi toutes les raisons pour lesquelles un véhicule peut trembler lorsqu’il roule, les vibrations du moteur méritent un examen particulier car elles peuvent avoir un impact sur le confort du conducteur et des passagers, l’endurance du conducteur et la durabilité du véhicule – puisque les vibrations provoquent une usure prématurée.
