IDENTIFICATION DES SOURCES DE BRUIT D'UN MOTEUR AUTOMOBILE - CARACTÉRISATION À L'AIDE DE MÉTHODES D'ANALYSE TEMPS-FRÉQUENCE DE TYPE WIGNER-VILLE

Résumé
La réduction du bruit rayonné par les moteurs nécessite une bonne connaissance des mécanismes d'excitation et de propagation du bruit au sein de la structure moteur. Un moteur Diesel d'automobile en condition de fonctionnement réel a été instrumenté par un ensemble de capteurs placés en différents points de la structure afin d'acquérir les signaux permettant d'analyser les diverses sources et les multiples voies de propagation. Les signaux, de nature transitoire, présentent des caractéristiques complexes ne pouvant être analysées par des méthodes classiques d'analyse du signal (temporelles ou fréquentielles). La méthode d'analyse temps-fréquence de Wigner-Ville s'avère être un outil efficace pour l'étude de tels signaux (fortements non stationnaires, formés de composantes se superposant en temps et/ou en fréquence). A partir des images temps-fréquence obtenues, on a associé aux différents motifs observés, des événements caractérisés par leurs dates d'arrivés, leurs fréquences prépondérantes et des résonances éventuelles. En comparant ces informations aux différents points de la structure, on peut relier ces événements aux différentes sources d'excitation. Une mesure locale d'énergie de chacun d'eux dans le plan temps-fréquence, permet ensuite de quantifier la part respective de chacun des mécanismes d'excitation dans l'énergie vibratoire rayonnée vers la structure externe du moteur.

Abstract
The reduction of the sound emitted by engines needs a good identification of the excitation and propagation mechanism inside the engine structure. Sensors have been placed in a Diesel engine working in real conditions. They have been set in various parts of the structure in order to acquire signals to enable the analysis of many sources and propagation paths. Those signals have some complex characteristics which cannot be studied with ordinary methods of signal analysis (in time or frequency). The Wigner-Ville time-frequency analysis method is efficient to study such signals (highly non-stationary with components superposed in time and/or frequency). With those time-frequency images, various patterns have been observed and associated to events characterized by their arrival time, their main frequencies, and sometimes by their resonances. When comparing such information at various points of the structure, those events can be linked to the excitation sources. It is possible to measure the energy of each of them in the time-frequency plane. This enables to quantify the part of each excitation mechanism in the vibration energy emitted towards the outside structure of the engine.