Brevet FR2902224A1 — publié le 20071214

TYPAGE ACOUSTIQUE PAR HELICES [0001] Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs permettant de simuler une composante bien identifiée du bruit d'un moteur de véhicule automobile, afin de restituer aux personnes présentes dans ledit véhicule un bruit modifié dudit moteur. En effet, un certain nombre d'utilisateurs de véhicule automobile ne se satisfont pas du bruit original du moteur et souhaiteraient obtenir un bruit qui ait une coloration un peu plus sportive. Plus spécifiquement, l'invention se rapporte à un dispositif mettant en oeuvre un organe mécanique apte à acquérir un mouvement périodique sous l'effet d'une arrivée d'air, ledit mouvement contribuant à l'émission d'un bruit de fréquence donnée. Pour toute la description, les termes bruit et son sont équivalents. De même, Les notions d'amont et d'aval doivent être interprétées par rapport au sens de propagation de l'air dans les différents circuits ou circulation considérés. [0002] Les dispositifs permettant de sélectionner et d'amplifier un bruit issu de certains modes de vibration du moteur existent déjà et ont fait l'objet de brevets. On peut citer, par exemple, le brevet FR2862031, qui concerne un dispositif de transmission du bruit du moteur vers l'habitacle d'un véhicule automobile. Ce dispositif met en oeuvre un boîtier comprenant un volume d'entrée du son et un volume de sortie du son, lesdits volumes étant séparés par une cloison. Le volume d'entrée est relié à la conduite d'admission du moteur et le volume de sortie est relié à l'habitacle par un canal de transmission. Entre les deux volumes se trouve un élément oscillant excité par les variations de pression dans le volume d'entrée du son ; cet élément transmet ces oscillations au volume de sortie du son et ainsi, ces oscillations peuvent se développer dans l'habitacle. Le comportement vibrant de l'élément oscillant peut être réglé par un actionneur qui va modifier les caractéristiques des oscillations. Le dispositif, qui utilise les dépressions en provenance du conduit d'admission du moteur, est assimilable à un haut-parleur. 3] Les dispositifs selon l'invention impliquent un organe mécanique apte à acquérir un mouvement périodique, ledit organe en mouvement permettant alors de délivrer un son de fréquence donnée. Les dispositifs selon l'invention peuvent, d'une part, se fixer sur n'importe quelle pièce du véhicule, et, d'autre part, émettre un spectre très élargi de sons, par un simple réajustement dimensionnel et géométrique dudit organe. Ainsi, les dispositifs selon l'invention ne rencontrent aucune contrainte d'implantation sur un véhicule et demeurent performants au niveau de la variabilité des sons susceptibles d'être émis. [0004] La présente invention a pour objet un dispositif de simulation du bruit d'un moteur de véhicule automobile, ledit dispositif comportant une circulation d'air. La principale caractéristique du dispositif selon l'invention est qu'il comprend un organe mécanique placé dans ladite circulation d'air et apte à acquérir un mouvement périodique sous l'effet de l'air, de manière à émettre un son de fréquence donnée. Le mouvement de l'organe peut, par exemple, être oscillant, circulaire ou vibratoire. La notion de périodicité du mouvement est essentielle pour pouvoir transmettre un son à une fréquence donnée. L'air, qui est utilisé comme source énergétique pour mettre en mouvement l'organe mécanique, se présente en flux continu, sans variation ponctuelle, temporaire ou périodique de pression, et peut donc être prélevé à l'extérieur du véhicule sans appareillage particulier. [0005] Avantageusement, l'organe subit un mouvement en rotation. En effet, l'interaction de l'air avec l'organe va engendrer la rotation de celui-ci, et va donc occasionner une redistribution de l'air à la sortie dudit organe. Les variations de pression ainsi engendrées vont permettre l'émission d'un bruit à une fréquence donnée. [0006] De façon préférentielle, l'organe a la forme d'une hélice comprenant des pales radiales fixées à un essieu, lesdites pales étant disposées de manière à ce que l'arrivée d'air provoque la mise en rotation de ladite hélice. Pour cette configuration particulière, l'organe est assimilable à un ventilateur fonctionnant à partir d'une circulation d'air. La rotation des pales génère un bruit à une fréquence donnée. La taille, la disposition et la géométrie des pales sont autant de paramètres qui vont influer sur la fréquence du son émis. [0007] Préférentiellement, l'hélice constituée par les pales et l'essieu est placée dans un boîtier. Ainsi, ledit boîtier constitue une caisse de résonance dans laquelle vont venir se réfléchir les ondes acoustiques générées par l'hélice. La géométrie, les dimensions et le matériau constitutif dudit boîtier constituent des paramètres qui vont conditionner la fréquence d'émission du bruit produit par ladite hélice. [0008] De façon avantageuse, la circulation d'air débouche dans le circuit d'aération du moteur. De façon préférentielle, la connexion de la circulation d'air sur le circuit d'aération du moteur intervient en amont du filtre à air. De cette manière, l'air redistribué par l'organe mécanique en mouvement et dont la température est voisine de la température ambiante, est réutilisé en étant réinjecté dans le circuit d'aération du moteur. [0009] Préférentiellement, l'air qui alimente l'organe mécanique est prélevé à partir d'un col d'entrée. Les caractéristiques dimensionnelles et géométrique dudit col sont des 10 paramètres qui vont également régir la fréquence du bruit émis. [0010] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, la circulation d'air constitue la partie amont du circuit d'aération du moteur. Cette configuration présente l'avantage de s'appuyer sur une circulation d'air préexistante. Avantageusement, la circulation d'air s'effectue par l'intermédiaire d'un canal divisé en deux compartiments 15 définissant deux circuits d'air parallèles, dont l'un contient l'organe mécanique. Le fait d'utiliser le circuit d'aération du moteur entraîne un léger aménagement dudit circuit, nécessité par la séparation physique de la circulation d'air destinée à l'organe mécanique, et de la circulation d'air destinée au moteur. [0011] L'invention porte également sur un moteur à combustion interne comprenant un 20 dispositif de simulation de bruit selon l'invention. [0012] Les dispositifs de simulation du bruit d'un moteur de véhicule automobile selon l'invention présentent l'avantage de faire appel à une technique de production de son largement éprouvée, et donc parfaitement maîtrisée. Ils présentent également l'avantage d'utiliser une source énergétique immédiatement disponible, en quantité illimitée et 25 gratuite, constituée par l'air. [0013] On donne ci-après une description détaillée de deux modes de réalisation préférés d'un dispositif selon l'invention en se référant aux figures 1 et 2. La figure 1 est un schéma synoptique montrant l'implantation d'un dispositif selon l'invention dans un véhicule automobile, ledit dispositif incluant une circulation d'air spécifique dédiée à la génération de son. La figure 2 est une vue en perspective d'une hélice appartenant à un dispositif selon 5 l'invention La figure 3 est un schéma simplifié montrant un dispositif selon l'invention implanté dans le circuit d'aération du moteur. 4] En se référant à la figure 1, un dispositif 1 de simulation du bruit d'un moteur 2 de véhicule automobile selon l'invention est constitué par une circulation 3 d'air, comprenant 10 successivement un col 4 d'entrée, un canal amont 5, un boîtier 6 renfermant une hélice 7, et un canal aval 8 venant se raccorder au circuit d'aération 9 dudit moteur 2, en amont du filtre 10 à air. Le col 4 a la forme d'un cône convergent, dont la section circulaire de plus grand diamètre sert à capter l'air, et dont la section circulaire de plus petit diamètre débouche sur le canal amont 5. Ledit canal amont 5 est un cylindre droit, reliant la partie la 15 plus rétrécie du col 4 au boîtier 6 logeant l'hélice 7, ledit boîtier 6 ayant une forme parallélépipédique et étant fixé à une pièce 40 du véhicule. En se référant à la figure 2, 1' hélice 7 comporte un essieu central 11 sur lequel viennent se fixer une pluralité de pales 12 radiales, dont le profil est légèrement courbé. L'hélice 7 occupe une place transversale par rapport à la direction de propagation de l'air dans ledit boîtier 6. Lesdites pales 12 sont 20 agencées les unes par rapport aux autres de manière à ce que la direction de propagation de l'air dans ledit boîtier 6 entraîne la mise en rotation de l'hélice 7 selon un plan transversal par rapport à ladite direction. Le canal aval 8 est un cylindre creux présentant un coude permettant de définir deux segments cylindriques dont les axes sont perpendiculaires entre eux, l'un des deux segments débouchant sur la face du boîtier qui est opposée à celle dans 25 laquelle débouche le canal amont 5, et l'autre segment débouchant dans le circuit d'aération 9 du moteur 2. Afin de mieux localiser le dispositif 1 de simulation selon l'invention par rapport au moteur 2 et son circuit d'aération 9, il est rappelé que l'alimentation en air du moteur 1 suit les étapes suivantes. L' air pénètre dans le circuit d'aération 9 par l'intermédiaire d'un col 14, puis se dirige vers un filtre 10. L'air ainsi filtré passe dans un compresseur 15, puis dans un refroidisseur 16 et est ensuite acheminé vers le répartiteur 17 qui est constitué de quatre conduites 18 d'admission, montées en parallèle et qui sont chacune reliée à un cylindre 19 du moteur 2 . L'air chaud ressort du moteur 2 par l'intermédiaire d'un collecteur constitué de quatre canalisations d'échappement 20 montées en parallèle et débouchant sur une turbine 21. 5] En se référant à la figure 3, la circulation 3 d'air constitue la partie amont du circuit 9 d'aération du moteur 2. Autrement dit, c'est la partie située en amont du filtre 10 à air du circuit d'aération 9 du moteur 2 qui est aménagée pour y loger l'hélice 7. L'arrivée d'air dans ledit circuit 9 s'effectue par l'intermédiaire d'un col 14 d'admission ayant la forme d'un cône convergent. La partie de plus faible diamètre dudit col 14 est prolongé par un canal 23 cylindrique reliant le filtre à air 10. Le canal 23, dans sa partie amont, est divisé en deux compartiments 24 longitudinaux par rapport à l'axe dudit canal 23, lesdits compartiments 24 étant séparés l'un de l'autre sur leur longueur par une cloison 13 et étant traversés par l'air issu du col 14 d'admission d'air. Un des deux compartiments 24 contient l'hélice 7 qui est placée en position transversale par rapport à la direction de propagation de l'air dans ledit compartiment 24. L'air qui est redistribué par l'hélice 7 et l'air circulant dans l'autre compartiment 24 ne contenant pas ladite hélice 7, se rejoignent dans la partie aval commune du canal 23, pour être ensuite acheminés vers le filtre 10 à air. 6] Pour les deux modes de réalisation préférés de l'invention décrits ci-avant, les 20 caractéristiques du col 4,14 , du boîtier 6 et des pales 12 sont des paramètres qui peuvent être réajustés afin d'obtenir un bruit à une fréquence donnée. 7] Le principe de fonctionnement d'un dispositif 1 selon l'invention est le suivant. De l'air est prélevé à l'extérieur du véhicule au niveau du col 4,14 d'admission créé à cet effet. L'air est ensuite acheminé vers l'hélice 7 qui se met alors à tourner sur elle-même en 25 émettant un bruit à une fréquence donnée. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de simulation du bruit d'un moteur (2) de véhicule automobile, ledit dispositif (1) comportant une circulation d'air (3), caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend un organe mécanique (7) placé dans ladite circulation (3) d'air et apte à acquérir un mouvement périodique sous l'effet de l'air, de manière à émettre un son de fréquence donnée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (7) subit un mouvement en rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe a la forme d'une hélice (7) comprenant des pales (12) radiales fixées à un essieu (11), lesdites pales (12) étant disposées de manière à ce que l'arrivée d'air provoque la mise en rotation de ladite hélice (7). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que 15 l'hélice (7) constituée par les pales (12) et l'essieu (11) est placée dans un boîtier (6). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la circulation (3) d'air débouche dans le circuit (9) d'aération du moteur (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 1' air qui alimente l'organe mécanique (7) est prélevé à partir d'un col d'entrée (4,14). 20 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la circulation d'air (3) constitue la partie amont du circuit (9) d'aération du moteur (2). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la circulation d'air (3) s'effectue par l'intermédiaire d'un canal (23) divisé en deux compartiments (24) définissant deux circuits d'air parallèles dont l'un contient l'organe mécanique (7). 25 9. Moteur (2) à combustion interne caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.