Brevet FR2926608A1 — publié le 20090724

"DISPOSITIF RESONATEUR POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE" La présente invention concerne un dispositif résonateur pour un moteur à combustion interne ainsi qu'un agencement d'un tel dispositif sur un moteur à combustion interne. Les bruits émis par les moteurs à combustion interne dans des applications automobiles font l'objet de travaux de plus en plus importants, que ce soit pour améliorer le confort des passagers ou pour baisser le niveau sonore des véhicules automobiles vers l'extérieur. Alors qu'il est relativement facile d'atténuer le bruit des moteurs vers l'extérieur, la qualité acoustique dans l'habitacle du véhicule automobile demande des mesures plus complexes, et cela notamment en raison de la transmission par les éléments solides de la structure du véhicule automobile. Pour ces raisons, on essaye le plus possible d'atténuer les bruits à la source. La qualité acoustique dans l'habitacle des véhicules automobiles étant un argument de vente majeur, elle justifie les efforts assez conséquents des constructeurs pour réduire la génération du bruit par tous les moyens possibles. Ainsi, de nombreux bruits engendrés par les moteurs à combustion interne, qui ont une large bande de fréquence, sont traités par des artifices acoustiques passifs tels des tubes quart d'onde et des résonateurs. Ces artifices acoustiques passifs sont alors accordés à une fréquence à laquelle la plus grande atténuation du bruit est obtenue. Cependant, les bruits, et notamment les fréquences qui composent les différents bruits engendrés par un moteur à combustion internez varient avec le régime du moteur. Le but de l'invention est de proposer des moyens permettant d'accorder la fréquence d'un artifice acoustique, à laquelle on obtient une atténuation maximale, au spectre de fréquences engendrée par le moteur à combustion interne en fonction de son régime. Le but de l'invention est atteint avec un dispositif résonateur pour un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant au moins un résonateur acoustique ayant un col d'entrée d'air et un corps de résonateur. Selon l'invention, le ou chacun des résonateurs est pourvu d'un moyen piloté variant la section du col 10 d'entrée d'air. L'invention propose donc d'utiliser un ou plusieurs résonateurs acoustiques dont on sait que leur fréquence de résonance dépend de leur volume, de la longueur de leur col d'entrée d'air et du diamètre du col d'entrée 15 d'air. La variation de l'un au moins de ces trois paramètres entraîne une variation de la fréquence de résonnance du résonateur acoustique. Plus particulièrement, la présente invention propose de pourvoir le résonateur acoustique unique ou 20 chacun des résonateurs acoustiques d'un dispositif résonateur, d'un moyen piloté variant la section du col d'entrée d'air. Avantageusement, ce moyen piloté est un clapet monté pivotant sur un axe disposé à l'entrée du col d'entrée d'air du résonateur acoustique. 25 La variation de la section du col d'entrée d'air du résonateur est obtenue par un pilotage de l'angle d'ouverture du clapet. Généralement, cette variation peut être obtenue à l'aide d'un moteur électrique. Toutefois, tout autre système piloté, même mécanique, permettant de 30 varier la section du col peut également être utilisé. De cette façon, il est possible d'adapter la fréquence d'atténuation maximale en fonction du régime du moteur à combustion interne. Selon différentes variantes de réalisation, le 35 dispositif résonateur peut également avoir l'une au moins des caractéristiques suivantes considérées isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : le moyen piloté variant la section du col d'entrée d'air du résonateur comprend un clapet disposé pivotant dans le col d'entrée d'air ; le moyen piloté variant la section du col 5 d'entrée d'air du résonateur comprend un clapet relié par un axe à un moteur électrique ; le moyen piloté variant la section du col d'entrée d'air du résonateur est pourvu de moyens de connexion permettant de relier le moyen piloté à un 10 dispositif de commande engendrant des signaux de commande pour le dispositif résonateur sur la base de signaux représentatifs du régime d'alimentation en air d'admission du moteur à combustion interne ; - le moyen piloté variant la section du col 15 d'entrée d'air du résonateur comprend un microphone destiné à être monté en amont du dispositif résonateur dans la ou chacune des lignes d'air du moteur à combustion interne ; - le ou chacun des résonateurs acoustiques est un 20 résonateur Helmholtz. Le but de l'invention est également atteint avec un agencement d'un dispositif résonateur décrit ci-avant sur les lignes d'air d'admission d'un moteur à combustion interne atmosphérique ou sur les lignes d'air d'admission 25 d'un système de suralimentation par turbocompresseur d'un moteur à combustion interne. Cet agencement peut avoir l'une au moins des caractéristiques ci-après, considéré isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : - le ou chacun des moyens pilotés est relié à un dispositif de commande engendrant des signaux de commande pour le dispositif résonateur sur la base de signaux représentatifs du régime de rotation du turbocompresseur ; - le dispositif résonateur est disposé sur les lignes d'air d'admission d'un moteur à combustion interne non suralimenté ; 30 35 - le ou chacun des moyens pilotés est relié à un dispositif de commande engendrant des signaux de commande pour le dispositif résonateur sur la base de signaux représentatifs d'une montée en régime du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, la description étant faite en référence aux dessins annexés. Dans ces dessins, - la figure 1A représente un résonateur acoustique schématisé, - la figure 1B représente en détail de la figure 1A l'entrée d'un col d'entrée du résonateur de la figure 1A et - la figure 2 représente un agencement de trois résonateurs acoustiques sur une ligne d'air d'admission. La figure 1A représente schématiquement un résonateur acoustique et plus précisément un résonateur de Helmholtz. Ce résonateur acoustique 1 comprend un col 20 d'entrée d'air 11 et un corps de résonateur 12. La fréquence de résonnance du résonateur, résonnance à laquelle il produit la plus forte atténuation du bruit engendrée par exemple dans une ligne d'air d'admission sur laquelle le résonateur est monté, dépend du volume du 25 résonateur acoustique ainsi que de la longueur 1 du col d'entrée d'air 11 et du rayon r ou du diamètre 2r du col 11. La variation du volume du résonateur nécessitant un mécanisme pour déplacer au moins une des parois du résonateur et la variation de la longueur du col d'entrée 30 d'air 11 nécessitant un mécanisme capable de déplacer le corps 12 du résonateur, chacune de ces deux solutions nécessiterait donc de prévoir un mécanisme à translation, ce qui représenterait un rallongement de la place nécessaire pour chacun des résonateurs. 35 Pour éviter le désavantage qui en découle, la présente invention propose, comme représenté sur la figure 1B à partir d'un détail de la figure 1A, de 15 disposer un clapet 13 pivotant sur un axe 14 à l'entrée du col d'entrée d'air 11 du résonateur acoustique 1. La position angulaire du clapet 13 est variée à l'aide d'un moteur électrique 15 pourvu de moyens de connexion électrique 16 par lesquels sont acheminés des signaux de commande venant d'un dispositif de commande 2 approprié (voir Fig.2). Selon l'agencement de l'invention, une variation de la position angulaire du clapet 13 produit une variation de la section effective du col d'entrée d'air 11 et, par cela, une variation de la fréquence de résonnance du résonateur acoustique 1. La figure 2 représente, à titre d'exemple non limitatif, la disposition de trois résonateurs acoustiques 1 sur la paroi d'un conduit d'air A qui peut être indifféremment un conduit d'air d'admission d'un moteur à combustion interne atmosphérique ou d'un moteur à combustion interne suralimenté par un turbocompresseur. Pour ne pas surcharger les dessins, chacun des trois résonateurs 1 est représenté avec son seul clapet 13 et notamment en faisant abstraction du moteur 15 de chacun des résonateurs. La figure 2 représente par ailleurs aussi le dispositif de commande 2 avec une entrée de signal 21 et une sortie de signal 22. Sur l'entrée du signal 21 du dispositif de commande 2 sont acheminés des signaux électriques représentatifs du régime du moteur à combustion interne ou du régime d'un turbocompresseur. Le dispositif de commande 2 engendre des signaux de commande en fonction des signaux d'entrée et selon un ou plusieurs tableaux de référence attribuant un angle d'ouverture du clapet 13 aux différentes vitesses de rotation représentatives du régime respectivement d'un moteur à combustion interne atmosphérique ou d'un turbocompresseur. Les signaux de commande engendrés par le dispositif de commande 2 sont acheminés par la sortie du signal 22 vers chacun des moteurs électriques 15 à l'aide desquels la position angulaire des clapets 13 de chacun des résonateurs 1 est variée. Bien que cela ne ressorte pas de la figure 2, il va sans dire que les positions angulaires de chacun des clapets 13 des résonateurs 1 peuvent être différentes les unes des autres à un même moment afin d'obtenir la meilleure atténuation possible du bruit en agissant en même temps sur différentes fréquences du bruit. La figure 2 représente aussi la présence optionnelle d'un microphone 3 relié au dispositif de commande 2. En effet, selon un des modes de réalisation possibles de l'invention, l'atténuation du bruit à différentes fréquences peut être effectuée selon le résultat d'une analyse des fréquences du bruit de l'air mesuré en amont des résonateurs. Les signaux d'entrée qui en découlent peuvent être utilisés en sus ou à la place des signaux d'entrée représentatifs du régime du moteur ou du turbocompresseur décrit plus haut. La présente invention a été décrite jusqu'ici selon son utilisation de base, c'est-à-dire en faisant fonctionner les résonateurs acoustiques à leur fréquence de résonance. Dans le cas d'un moteur à combustion interne suralimenté, on peut récupérer l'information du régime de rotation du turbocompresseur et accorder la fréquence d'atténuation du résonateur acoustique sur la fréquence engendrée par le turbocompresseur. Toutefois, il est également possible, notamment lorsque le ou les résonateurs acoustiques sont placés sur les lignes d'admission d'un moteur à combustion interne, de régler les résonateurs sur un harmonique de la fréquence de résonance de base. Cette possibilité est particulièrement intéressante à exploiter lors d'une montée en régime du moteur. La troisième possibilité évoquée plus haut, c'est- à-dire procéder à une analyse des fréquences du bruit engendré dans un conduit d'admission d'air, est particulièrement utilisée lorsque la source du bruit est REVENDICATIONS 1. Dispositif resonateur pour un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant au moins un 5 résonateur acoustique (1) ayant un col d'entrée d'air (11) et un corps de résonateur (12), caractérisé en ce que le ou chacun des résonateurs (1) est pourvu d'un moyen (13) piloté variant la section du col d'entrée d'air (11). 10 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (13) piloté variant la section du col d'entrée d'air (11) du résonateur (1) comprend un clapet disposé pivotant dans le col d'entrée d'air (11). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (13) piloté variant la section du col d'entrée d'air (11) du résonateur (1) comprend un clapet (13) relié par un axe (14) à un moteur électrique (15). 20 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (13) piloté variant la section du col d'entrée d'air (11) du résonateur (1) est pourvu de moyens de connexion (16) 25 permettant de relier le moyen (13) piloté à un dispositif de commande (2) engendrant des signaux de commande pour le dispositif résonateur sur la base de signaux représentatifs du régime d'alimentation en air d'admission du moteur à combustion interne. 30 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (13) piloté variant la section du col d'entrée d'air (11) du résonateur (1) comprend un microphone (3) destiné à être 35 monté en amont du dispositif dans la ou chacune des lignes d'air (A) du moteur à combustion interne. 15 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ou chacun des résonateurs acoustiques (1) est un résonateur Helmholtz. 7. Agencement d'un dispositif résonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif résonateur est disposé sur les lignes d'air d'admission (A) d'un système de suralimentation par turbocompresseur d'un moteur à combustion interne. 8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou chacun des moyens (13) pilotés est relié à un dispositif de commande (2) engendrant des signaux de commande pour le dispositif résonateur sur la base de signaux représentatifs du régime de rotation du turbocompresseur. 9. Agencement d'un dispositif résonateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif résonateur est disposé sur les lignes d'air d'admission (A) d'un moteur à combustion interne non suralimenté. 10. Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ou chacun des moyens (13) pilotés est relié à un dispositif de commande (2) engendrant des signaux de commande pour le dispositif résonateur sur la base de signaux représentatifs d'une montée en régime du moteur.