La relation complexe entre la perception humaine et les vibrations couvre un large spectre, englobant diverses expériences sensorielles, notamment le bruit, les sensations physiques et la dureté.

 Ces trois descriptions de la sensation de vibration se confondent également. Si la fréquence des vibrations se situe entre 0,1 Hz et 20 Hz, elles peuvent être perçues par le corps humain et influencer notre bien-être. Si les vibrations se situent un peu plus haut dans la gamme des fréquences, entre 20 Hz et 100 Hz environ, elles sont à la fois perceptibles par le corps et audibles par l'air et sont qualifiées de rudesse. Étant donné que les vibrations perceptibles diminuent considérablement à partir d'environ 50-100 Hz, les plages de fréquences allant d'environ 100 Hz à 20 kHz sont qualifiées de bruit, c'est-à-dire de sons aériens désagréables que nous entendons.

Les mesures NVH modernes impliquent l'utilisation d'un système d'acquisition de données multicanal équipé d'un sonomètre. Cette technologie permet d'identifier des sources de bruit spécifiques à l'intérieur du véhicule, telles que le bruit du moteur, le bruit du vent, le bruit des pneus et d'autres sources externes, contribuant ainsi à une analyse complète du bruit dans les voitures.

Parallèlement aux mesures quantitatives, les évaluations subjectives des conducteurs et des passagers jouent un rôle essentiel dans l'évaluation du confort général du véhicule. Leurs commentaires aident les ingénieurs à comprendre la perception humaine des NVH et les guident dans la mise en œuvre d'améliorations essentielles, qui sont au cœur du processus d'analyse du bruit et des vibrations dans l'automobile.

Les essais de conduite en conditions réelles fournissent des informations précieuses sur les performances d'un véhicule dans divers environnements. Les essais sur route sont essentiels pour évaluer l'ensemble des caractéristiques NVH du véhicule et permettent d'identifier des problèmes potentiels qui peuvent ne pas être apparents lors des essais en laboratoire. Si les essais en laboratoire et les simulations sont des étapes importantes, les essais sur route proprement dits sont cruciaux pour l'analyse complète des NVH dans les véhicules automobiles.

Dans l'ensemble, la mesure et l'analyse précises des NVH sont des éléments fondamentaux de la conception et du développement des véhicules, garantissant la livraison de véhicules de haute qualité et confortables qui répondent aux attentes des consommateurs exigeants. L'utilisation de méthodologies d'essai NVH efficaces permet aux constructeurs automobiles de mettre sur le marché des véhicules de qualité supérieure et confortables, conformément aux principes fondamentaux du contrôle du bruit et des vibrations dans l'industrie automobile.

Les vibrations dans le secteur automobile sont un facteur critique qui affecte à la fois le confort de conduite et la sécurité. Elles peuvent être causées par des bosses sur la route ou par le véhicule lui-même. Les vibrations peuvent entraîner de la fatigue et une perte de concentration et affecter la sécurité de la conduite.

Les caractéristiques vibratoires d'un véhicule ont une influence considérable sur la perception subjective du confort de conduite. Cependant, ces caractéristiques vibratoires ne sont pas seulement cruciales pour le confort, mais aussi pour la santé des occupants. Les occupants peuvent rencontrer des problèmes de santé, par exemple des douleurs dorsales, en raison des amplitudes vibratoires considérables et d'une exposition prolongée si la conception et les essais n'ont pas été suffisants pour assurer le confort vibratoire.

Principales sources de vibrations dans les automobiles

Le déséquilibre du moteur et de la chaîne cinématique, l'allumage des cylindres d'un moteur à combustion et les caractéristiques magnétiques du moteur électrique peuvent entraîner des vibrations importantes dans l'ensemble du véhicule.

Mesurer et analyser ces vibrations est souvent une tâche complexe qui nécessite à la fois des outils d'analyse spécialisés et la connaissance de l'interprétation des résultats. Voici quelques-unes des méthodes courantes de mesure et d'analyse :

Les capteurs de vitesse sont utilisés pour mesurer la vitesse de rotation du moteur et des autres pièces mobiles de la chaîne cinématique. Ces données permettent de tirer des conclusions sur l'évolution des vibrations en fonction de la vitesse. Les vibrations elles-mêmes sont généralement mesurées à l'aide de capteurs d'accélération, qui sont fixés en divers points du moteur et de la chaîne cinématique et fournissent des informations sur l'amplitude et la fréquence des vibrations. Les signaux enregistrés sont analysés en ligne sous forme de spectre de fréquence ou de spectre d'ordre en fonction de la vitesse et visualisés. De cette manière, les ingénieurs et les mécaniciens peuvent déterminer les causes des vibrations et localiser les zones problématiques potentielles.

Les bosses de la route provoquent des vibrations qui sont absorbées par les roues et le châssis. La qualité des amortisseurs, des ressorts et de la structure du châssis détermine la manière dont ces vibrations sont absorbées et amorties. La mesure et l'analyse des vibrations du châssis sont essentielles pour évaluer le confort de conduite, la maniabilité et le comportement dynamique global d'un véhicule.

Les accéléromètres triaxiaux sont des capteurs couramment utilisés pour mesurer les vibrations du châssis. Ces capteurs détectent les accélérations et peuvent être montés en divers points du châssis. Souvent, l'intérêt des vibrations réside dans la fréquence et l'amplitude, qui sont calculées à l'aide du spectre FFT moyenné. Le spectre de fréquence fournit des informations sur les fréquences dominantes des vibrations, qui peuvent être corrélées à des composants spécifiques du véhicule ou à l'état de la route.

Comment les vibrations affectent-elles le corps humain ? Le niveau de vibration dans les véhicules est mesuré conformément à la norme ISO 2631. Cette norme fournit des informations sur la charge des vibrations sur le corps humain en tant que vibrations du corps entier.

Les capteurs de force des roues peuvent être utilisés pour déterminer les forces dynamiques introduites dans le véhicule par la surface de la route.

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Les vibrations aérodynamiques sont causées par l'interaction entre les forces aéroélastiques et les propriétés dynamiques structurelles d'un véhicule ou d'un de ses composants. Il peut s'agir, par exemple, des rétroviseurs, des spoilers ou du toit du véhicule, qui sont stimulés à vibrer par l'écoulement de l'air. Ces flux turbulents sont des fluctuations de pression dans l'air et sont mesurés à l'aide de microphones à pression acoustique. Il faut veiller à ce que les microphones n'influencent pas, voire ne déforment pas les vibrations. Les microphones Ultra-Thin-Precision (UTP) ou les microphones de surface de GRAS sont idéaux pour de telles mesures car ils peuvent être placés stratégiquement sur le véhicule et sont faciles à utiliser.

Le microphone UTP GRAS 48LX-1 a une hauteur de seulement 1 mm et ces microphones sont également disponibles en 4 canaux (GRAS 48LX-4) et en 8 canaux UTP line array (GRAS 48LX-8) pour les mesures dans les couches limites et les turbulences.

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