Brevet FR2904058A1 — publié le 20080125

DISPOSITIF REDUCTEUR DE BRUIT La présente invention est relative à un dispositif réducteur de bruit. On sait que, par exemple, un résonateur est disposé dans un élément de passage, à partir duquel est formé un passage d'admission, afin de limiter le bruit d'un moteur d'automobile. Un dispositif réducteur de bruit présenté dans JP2004-293 365A comporte un film vibrant qui sépare du passage d'admission une partie formant un volume intérieur à l'intérieur du résonateur. Le film vibrant vibre sous l'effet de la pression acoustique de sons, lesquels sont produits dans une chambre de combustion et se propagent par le passage d'admission. Les vibrations des sons qui se propagent par le passage d'admission entrent en résonance avec les vibrations du film vibrant et sont donc annulées. De la sorte, le bruit du moteur est réduit. Dans le dispositif réducteur de bruit de JP2004-293 365A, on rend variable la traction du film vibrant en appuyant sur une barre de pression qui est entraînée par un actionneur. Par conséquent, un son à une fréquence particulière, parmi les sons produits dans la chambre de combustion et se propageant via le passage d'admission, n'est pas le seul à être annulé, des sons à diverses fréquences pouvant être supprimés. Cependant, dans le dispositif réducteur de bruit de JP2004-293 365A, bien que des sons à diverses fréquences puissent être supprimés, la fréquence naturelle du film vibrant change du fait de l'ajustement de la traction du film vibrant. De la sorte, la précision de la commande par laquelle le film vibrant est commandé pour avoir une fréquence naturelle voulue est faible. En outre, puisqu'il faut l'actionneur pour commander la tension, la consommation d'énergie augmente et le dispositif devient plus encombrant. La présente invention résout les inconvénients évoqués ci-dessus. Ainsi, la présente invention vise à réaliser un dispositif réducteur de bruit capable de supprimer des sons à diverses fréquences tout en maintenant une grande précision de la commande et ne nécessitant pas d'actionneur, en évitant ainsi un accroissement de la consommation d'énergie et un plus grand encombrement du dispositif réducteur de bruit. Pour atteindre l'objectif de la présente invention, il est proposé un dispositif réducteur de bruit comprenant un élément formant passage d'admission, un résonateur et un film vibrant. L'élément formant passage d'admission définit un passage d'admission. De l'air d'admission, qui est entraîné vers une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, passe par le passage d'admission. Le 2904058 2 résonateur possède, intérieurement, une partie formant volume intérieur qui est formé en dérivation à partir du passage d'admission. Le film vibrant est placé de manière à séparer le passage d'admission de la partie formant volume intérieur. Le film vibrant est amené à vibrer par une pression acoustique d'un son produit dans la chambre de 5 combustion et se propageant via le passage d'admission. Le film vibrant a une partie saillante qui fait saillie dans une direction dans laquelle le film vibrant est amené à vibrer et qui s'étend de façon globalement annulaire. La partie saillante divise le film vibrant en une partie intérieure de film vibrant, qui est orientée radialement vers l'intérieur de la partie saillante, et une partie extérieure de film vibrant, qui est 10 orientée radialement vers l'extérieur de la partie saillante. Avantageusement, l'épaisseur de la partie saillante est égale ou inférieure à l'épaisseur de la partie intérieure du film vibrant, et la partie saillante a une section transversale de forme arquée. De plus, la partie saillante fait avantageusement partie 15 d'une pluralité de parties saillantes qui s'étendent de façon globalement annulaire et sont mutuellement concentriques. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins 20 annexés sur lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique en coupe représentant un dispositif réducteur de bruit selon une première forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 2 est une vue en perspective d'un film vibrant de la Fig. 1 ; la Fig. 3A est une vue de face du film vibrant de la Fig. 2 ; 25 la Fig. 3B est une vue en coupe du film vibrant suivant une ligne IIIB-IHB de la Fig. 3A ; la Fig. 4 est un graphique illustrant une relation entre la fréquence et le niveau de suppression de bruit d'un son qui est produit dans une chambre de combustion et se propage via un passage d'admission, illustrant de ce fait un effet du 30 dispositif réducteur de bruit selon la première forme de réalisation ; la Fig. 5A est un graphique illustrant des amplitudes d'une partie intérieure de film vibrant et d'une partie extérieure de film vibrant du dispositif réducteur de bruit selon la première forme de réalisation, pour un son à basse fréquence ; 2904058 la Fig. 5B est un graphique illustrant des amplitudes d'une partie intérieure de film vibrant et d'une partie extérieure de film vibrant du dispositif réducteur de bruit selon la première forme de réalisation, pour un son à haute fréquence la Fig. 6A est une vue de face d'un film vibrant selon une deuxième forme de réalisation de la présente invention ; et la Fig. 6B est une vue en coupe du film vibrant suivant une ligne VIB-VIB de la Fig. 6A. En référence aux dessins, on va maintenant décrire des formes de réalisation 10 de la présente invention. (Première forme de réalisation) Un dispositif réducteur de bruit selon une première forme de réalisation est installé dans un véhicule ayant un moteur à combustion interne. Dans le dispositif réducteur de bruit, la pression acoustique d'un son, lequel se propage par un passage 15 d'admission, parmi des sons produits dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne, est réduite. De la sorte, le bruit du moteur généré en direction d'occupants et autres du véhicule est réduit. On va maintenant décrire en détail la configuration du dispositif réducteur de bruit. La Fig. 1 est une vue schématique en coupe représentant un dispositif 20 réducteur de bruit 1 selon la première forme de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur la Fig. 1, le dispositif réducteur de bruit 1 comprend un conduit d'admission d'air 10 servant d'élément formant passage, un résonateur 20 et un film vibrant 30. Le conduit d'admission d'air 10 et le résonateur 20 sont en résine et le film vibrant 30 est en matière à déformabilité élastique (par exemple, du 25 caoutchouc ou du caoutchouc élastomère). Dans la première forme de réalisation, du caoutchouc silicone (par exemple, du caoutchouc fluorosilicone), à excellente résistance au gonflement en présence de carburant, sert de matière pour le film vibrant 30. Le conduit d'admission d'air 10 fait partie d'un circuit d'admission qui mène 30 de l'air d'admission jusqu'à une chambre de combustion (non représentée) du moteur à combustion interne. Plus particulièrement, le conduit d'air d'admission 10 est un conduit qui relie un réservoir-tampon (non représenté) un dispositif de papillon des gaz (non représenté). Dans un passage d'admission 11 formé dans le conduit d'admission d'air 10, l'air d'admission (désigné par une flèche 2 sur la Fig. 1) entre 35 dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. 2904058 4 Le conduit d'admission d'air 10 a une ouverture 12, à laquelle le résonateur 20 est fixé par l'intermédiaire du film vibrant 30. Une partie formant volume intérieur 21 est constituée à l'intérieur du résonateur 20. Une partie du résonateur 20, qui est opposée à l'ouverture 12 du conduit d'admission d'air 10, est une ouverture 22. Les 5 ouvertures 12, 22 sont hermétiquement fermées à l'aide du film vibrant 30. De la sorte, la partie formant volume intérieur 21 est un espace hermétiquement fermé par le résonateur 20 et le film vibrant 30. Le film vibrant 30 a la forme d'un disque circulaire. Les ouvertures 12, 22 ont une forme circulaire, concentrique au film vibrant 30. Une flèche 3 sur la Fig. 1 10 désigne un son produit dans la chambre de combustion et se propageant via le passage d'admission 11. Le film vibrant 30 est amené à vibrer par la pression acoustique du son en direction de son axe central (c'est-à-dire la direction verticale sur la Fig. 1). Comme la partie formant volume intérieur 21 est l'espace fermé décrit plus haut, les vibrations cidessus du film vibrant 30 sont des vibrations d'un système 15 masse-ressort, l'air présent dans la partie formant volume intérieur 21 servant de ressort pneumatique. La Fig. 2 est une vue en perspective du film vibrant 30. La Fig. 3A est une vue de face du film vibrant 30. La Fig. 3B est une vue en coupe du film vibrant 30 suivant une ligne 111B-IIIB de la Fig. 3A. Comme illustré sur les figures 2, 3A, 3B, le 20 film vibrant 30 a la forme d'une membrane comportant une partie annulaire saillante 31, qui fait saillie dans la direction des vibrations et s'étend de manière annulaire. La partie annulaire saillante 31 divise le film vibrant 30 en une partie intérieure 32 de film vibrant, qui se trouve sur un côté intérieur de la partie annulaire saillante 31, et une partie extérieure 33 de film vibrant, qui se trouve sur un côté extérieur de la 25 partie annulaire saillante 31. De plus, une partie périphérique extérieure de la partie extérieure 33 du film vibrant 30 est retenue entre le résonateur 20 et un élément annulaire 40 (Fig. 1) en résine. Comme représenté sur la Fig. 3B, la partie intérieure 32 du film vibrant et la 30 partie extérieure 33 du film vibrant sont toutes deux en forme de plaques planes s'étendant dans le même plan. La partie annulaire saillante 31 est une courbure faisant saillie dans la direction des vibrations à partir du plan, et a une surface en coupe de forme arquée. La partie annulaire saillante 31, la partie intérieure 32 du film vibrant et la partie extérieure 33 du film vibrant sont en matière ayant la même 35 épaisseur. De plus, de préférence, la dimension Dl du diamètre intérieur de la partie 2904058 5 annulaire saillante 31 peut être de 50 mm à 100 mm, et la dimension D2 du diamètre extérieur du film vibrant 30 peut de préférence être de 50 mm à 130 mm. La dimension de l'épaisseur de la matière du film vibrant 30 peut de préférence être de 0,1 mm à 3 mm. Plus particulièrement, l'épaisseur de la partie annulaire saillante 31 5 peut de préférence être égale ou inférieure à l'épaisseur de la partie intérieure 32 du film vibrant. Selon la première forme de réalisation, le film vibrant 30 comporte la partie annulaire saillante 31, qui sépare la partie intérieure 32 du film vibrant de la partie extérieure 33 du film vibrant et présente une forme analogue à une membrane. De la 10 sorte, les vibrations du film vibrant 30 peuvent entrer en résonance avec des vibrations à fréquence (environ 55 Hz) indiquée par P2 sur la Fig. 2, ainsi qu'avec des vibrations à fréquence (d'environ 75 Hz) désignée par P3, parmi les vibrations de sons produits dans la chambre de combustion et se propageant via le passage d'admission 11. De plus, la Fig. 4 est un graphique présentant les résultats d'un essai 15 au cours duquel un niveau (dB) de suppression de bruit est calculé à des fréquences de 30 Hz à 200 Hz. Pour réaliser l'essai, une enceinte acoustique est placée du côté d'une première extrémité de l'élément formant passage et un microphone est placé du côté de l'autre extrémité. Des sons à diverses fréquences de 30 Hz à 200 Hz sont délivrés tout à tour par l'enceinte et la pression acoustique d'un son de chacune des 20 fréquences est détectée par le microphone. En comparant une pression acoustique du son à chacune des fréquences délivrées par l'enceinte et la pression acoustique détectée par le microphone, une pression sonore réduite est calculée comme niveau (dB) de suppression de bruit à chacune des fréquences. Un axe vertical du graphique de la Fig. 4 indique le niveau (dB) de suppression de bruit et un axe horizontal 25 indique la fréquence (Hz). Un tracé continu sur le graphique indique les résultats de l'essai, au cours duquel on utilise le film vibrant 30 selon la première forme de réalisation, et une ligne discontinue indique les résultats de l'essai au cours duquel on utilise un film vibrant classique non pourvu de la partie saillante 3 L D'après les résultats de l'essai, le niveau de suppression de bruit a son maximum (P 1 sur la Fig. 30 4) seulement à une fréquence particulière lorsque le film vibrant selon la technique antérieure est employé, et le niveau de suppression de bruit a ses maxima (P2, P3 sur la Fig. 4) à plusieurs fréquences si on utilise le film vibrant 30 selon la première forme de réalisation. Ainsi, lorsqu'un son produit dans la chambre de combustion et se 35 propageant par le passage d'admission Il a une fréquence de l'ordre de 55 Hz, des 2904058 6 vibrations à une fréquence de l'ordre de 55 Hz entrent en résonance avec les vibrations du film vibrant 30, et de ce fait le son à vibrations à la fréquence d'environ 55 Hz est supprimé. Lorsqu'un son produit dans la chambre de combustion et se propageant via le passage d'admission Il à une fréquence de l'ordre de 75 Hz, les 5 vibrations à la fréquence d'environ 75 Hz entrent en résonance avec les vibrations du vibrant 30, et de ce fait le son à vibrations à la fréquence d'environ 75 Hz est supprimé. De la sorte, il est possible de supprimer les sons aux deux fréquences (c'est-à-dire 55 Hz et 75 Hz). De la sorte, selon la première forme de réalisation, un actionneur selon la 10 technique antérieure pour modifier la traction est inutile et les sons aux deux fréquences peuvent être supprimés. En outre, une grande précision de régulation est maintenue et il est possible d'éviter une augmentation de la consommation d'énergie résultant de l'actionneur et du plus grand encombrement du dispositif réducteur de bruit. 15 Par ailleurs, selon la première forme de réalisation, puisque la partie annulaire saillante 31 et la partie intérieure 32 du film vibrant sont en matière ayant la même épaisseur, l'amplitude de la partie intérieure 32 du film vibrant peut devenir grande en comparaison d'un cas où l'épaisseur de la matière de la partie annulaire saillante 31 est supérieure à celle de la partie intérieure 32 du film vibrant, et de ce 20 fait le niveau de suppression du bruit peut devenir élevé. En outre, selon la première forme de réalisation, puisque la partie annulaire saillante 31 possède la section transversale de forme arquée, l'amplitude de la partie intérieure 32 du film vibrant peut devenir forte et, par conséquent, le niveau de suppression du bruit peut devenir élevé. 25 De plus, il est vérifié par un essai que, lorsque la partie annulaire saillante 31 est formée sur le film vibrant 30, le film vibrant 30 vibre d'une manière illustrée sur les figures 5A, 5B. Un axe X et un axe Y sur les figures 5A, 5B indiquent des axes de coordonnées X, Y désignant des emplacements dans un plan du film vibrant 30. Un axe Z indique la valeur de l'amplitude. Les tracés en gras des figures 5A, 5B 30 indiquent des emplacements de la partie annulaire saillante 31 suivant les coordonnées X, Y. On va maintenant décrire les résultats de l'essai. En ce qui concerne le comportement du film vibrant 30 en présence d'un son à basse fréquence, qui est inférieure à une valeur prédéterminée, c'est la partie intérieure 32 du film vibrant 30 35 qui vibre principalement, et la partie annulaire saillante 31 et la partie extérieure 33 2904058 7 du film vibrant ne vibrent pas beaucoup (Fig. 5A). En ce qui concerne le comportement du film vibrant 30 en présence d'un son à fréquence élevée, supérieure à la valeur prédéterminée, en revanche, c'est la totalité du film vibrant 30 qui vibre (Fig. 5B). Plus particulièrement, la partie intérieure 32 du film vibrant 30 et la partie 5 extérieure 33 du film vibrant vibrent à la même fréquence et en opposition de phase l'une par rapport à l'autre. (Deuxième forme de réalisation) Une deuxième forme de réalisation de la présente invention est représentée sur les figures 6A, 6B. Dans la description et les dessins ci-après, les mêmes repères 10 sont utilisés pour désigner des parties sensiblement identiques à celles de la première forme de réalisation. Dans la première forme de réalisation, le film vibrant 30 a une seule partie annulaire saillante 31, tandis que le film vibrant 30 selon la deuxième forme de réalisation a au contraire plusieurs parties annulaires saillantes 311, 312, 313. Les 15 parties annulaires saillantes 311, 312, 313 sont disposées de manière mutuellement concentrique. Ainsi, le film vibrant 30 a une seule partie intérieure 321 de film vibrant et trois parties extérieures 331, 332, 333 de film vibrant. L'utilisation de la configuration ci-dessus permet de porter à trois et plus le nombre de fréquences de vibrations auxquelles le film vibrant 30 peut résonner, si 20 bien qu'il est possible de supprimer des sons ayant trois types de fréquences et plus. (Autres formes de réalisation) Dans la première forme de réalisation, une seule partie annulaire saillante 31 s'étend de façon annulaire. Selon une autre possibilité, plusieurs parties saillantes s'étendant sous une forme arquée peuvent être disposées de façon annulaire. 25 De plus, pour que l'amplitude de la partie intérieure 32 du film vibrant devienne forte, le périmètre L (Fig. 3B) de la partie annulaire saillante 31 peut être établi à une valeur élevée. Ainsi, en réglant le périmètre L, on peut facilement régler l'amplitude de la partie intérieure 32 du film vibrant. Dans chaque forme de réalisation évoquée ci-dessus, la partie annulaire 30 saillante 31 a la surface de forme arquée en coupe transversale. Cependant, la partie annulaire saillante 31 ne se limite pas à de telles formes. La partie annulaire saillante 31 peut avoir une section transversale triangulaire ou une section transversale quadrangulaire, par exemple. Dans la première forme de réalisation, le dispositif réducteur de bruit 1 est 35 disposé au niveau du conduit qui relie le réservoir-tampon et le dispositif de papillon 2904058 8 des gaz. Cependant, l'emplacement d'installation du dispositif réducteur de bruit 1 ne se limite pas au conduit ci-dessus. Par exemple, le dispositif réducteur de bruit 1 peut être disposé au niveau du réservoir-tampon. Le dispositif réducteur de bruit 1 peut également être disposé au niveau d'un boîtier d'entrée formant une entrée d'air, d'un 5 boîtier d'épurateur d'air qui contient un épurateur d'air, d'un conduit d'air frais qui relie le boîtier d'entrée et le boîtier d'épurateur d'air, ou autre. Revendications 1. Dispositif réducteur de bruit, comprenant : un élément formant passage d'admission, lequel définit un passage 5 d'admission (Il), de l'air d'admission, qui est entraîné jusque dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, passant par le passage d'admission un résonateur (20) ayant une partie formant un volume intérieur (21), lequel est formé en dérivation à partir du passage d'admission (11), à l'intérieur du 10 résonateur (20) ; et un film vibrant (30) disposé de façon à séparer le passage d'admission (11) de la partie formant volume intérieur (21), caractérisé en ce que : le film vibrant (30) est amené à vibrer par une pression acoustique d'un son qui est produit dans la chambre de combustion et qui se propage via le passage 15 d'admission (Il) ; et le film vibrant (30) a une partie saillante (31) qui fait saillie dans une direction dans laquelle le film vibrant (30) est amené à vibrer et qui s'étend de façon globalement annulaire, la partie saillante (31) divisant le film vibrant (30) en une partie intérieure (32) de film vibrant, orientée radialement vers l'intérieur de la partie 20 saillante (31), et une partie extérieure (33) de film vibrant, orientée radialement vers l'extérieur de la partie saillante (31). 2. Dispositif réducteur de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la partie saillante (31) est égale ou inférieure à l'épaisseur de la partie intérieure (32) du film vibrant. 25 3. Dispositif réducteur de bruit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie saillante (31) a une section transversale de forme arquée. 4. Dispositif réducteur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie saillante (31) fait partie d'une pluralité de parties saillantes (311, 312, 313) qui s'étendent de façon globalement annulaire et sont mutuellement concentriques. 9