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[Reportage] Mesurer soi-même la tension en fréquence(Hz) des courroies


gillou65

Question

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Objectif

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Devant changer la courroie de distribution sur ma Ford Focus, il s'avère que la tension de la courroie doit être réglée par l'opérateur à l'aide d'un galet tendeur à excentrique. La tension préconisée par les revues techniques Haynes et RTA est donnée en unité de fréquence, c'est à dire en Hz (fréquence de vibration de la courroie).

De plus en plus de constructeurs proposent de régler la tension des courroies en s'appuyant sur la mesure de la fréquence de vibration. Le principe est simple et d'ailleurs breveté . Il consiste à faire vibrer la courroie avec un doigt (comme qui gratte une corde de guitare) et de mesurer à l'aide d'un capteur la fréquence du son émis par la vibration de la courroie.

Plusieurs appareils comme le Sonic de Gates ou le DT Herz de Facom intègrent cette technologie. Ils sont cependant d’un prix relativement élevé (aux environs de 700 euros pour le DT Herz) et un tel investissement ne se justifie pas pour un particulier.

Voir l’article de Pilippe Boursin pour plus de précisions.

 

Le but de la présente approche est de proposer et de valider une méthode permettant de mesurer cette fréquence de vibration à l’aide d’un PC équipé d’une carte son et d’un petit micro pour ordinateur.

 

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Matériel et méthode

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J'ai réalisé un montage permettant de faire varier la tension d'une courroie et de pouvoir facilement repérer la position du tendeur pour chaque mesure.

Pour cela, 2 morceaux de fer (profil en U) sont soudés pour former un T. 2 pignons de renvoi de distribution de Ford Escort 1.8D sont vissés à chaque extrémité. La tension de la courroie est assurée par une tige filetée traversant un support et disposant d'un crochet soudé permettant de tirer sur la courroie. Un écrou en appui sur le support permet de faire avancer la tige filetée et donc de tendre ou de détendre la courroie.

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La position initiale de la tige est repérée par une marque au feutre sur son filetage et sur une arête de l'écrou.

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Le PC comporte une carte son intégrée (chipset Realteck ALC850 AC’97)

Le microphone est celui d'un casque audio pour PC.

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Le logiciel d'analyse est sigview. Ce n'est pas un logiciel gratuit et j'ai pu le tester dans sa période d'évaluation de 21 jours. Le site est facilement trouvable sur Internet et le logiciel téléchargeable pour une évaluation. Il présente beaucoup de fonctionnalités en regard de l'usage fait dans cette étude. Mais, je n'ai pas eu le temps de chercher des logiciels libres plus simples.

 

Le but était de valider ensuite chez un garagiste équipé d’un appareil commercial les mesures effectuées avec le PC et le micro. Ne disposant pas de cet appareil au moment des mesures, il était donc nécessaire de repérer la position du tendeur à chaque mesure.

4 points de mesure ont été enregistrés. Le premier point correspond à une position intiale repérée. Chacun des points suivant est obtenu en tournant l'écrou d'un tour à chaque fois.

Le procédure de mesure des 4 points a été effectuée 3 fois avec la méthode du PC et du micro et 1 fois chez un garagiste équipé d'un Facom DT Herz .

 

La mesure

Le logiciel lancé, on démarre une acquisition avec un temps de 20 à 30 secondes, ce qui laisse de la marge pour approcher le micro et faire vibrer plusieurs fois la courroie. Le micro doit être positionné bien en face de la courroie, le plus près possible mais sans la toucher.

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Le signal obtenu pour 6 excitations successives est le suivant:

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On sélectionne avec la souris une des vibrations et on l'ouvre dans une nouvelle fenêtre :

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On distingue maintenant clairement l'oscillation naturelle de la courroie. Le signal est bruité au début, ce qui correspond au bruit généré par le doigt lors du "grattage" de la courroie.

Le signal par la suite est très propre et de la forme d'une sinusoïde amortie.

 

Deux possibilités permettent d'accéder à la fréquence de vibration. La première, la plus fastidieuse consiste à mesurer la période T du signal et de calculer la fréquence F par la formule F = 1 / T. La période d'un signal est le temps mis par le signal pour revenir à une position identique.

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Pour plus de précision, on mesure le temps (axe horizontal) de 10 périodes soit 0,193 s.

La période est donc de 0,193 / 10 = 0,0193 s. La fréquence est égale à 1 / 0,0193 soit 51,8 Hz.

 

L'autre possibilité, bien plus rapide consiste à appliquer une opération mathématique appelée Transformée de Fourier sur le signal obtenu. Pour simplifier, la Transformée de Fourier permet d'extraire les fréquences d'un signal avec, pour chacune des fréquences, une amplitude proportionnelle à l'intensité de cette composante dans le signal.

Pas de calcul compliqué à faire puisque le logiciel intègre cette fonctionnalité.

Pour cela, repartir d'une fenêtre dans laquelle on a isolé une oscillation …

tens070.jpg.7fdb56317d5bc3e1ac822de7ef80a120.jpg

… et appliquer la Transformée de Fourier.

On obtient plusieurs pics dont un prépondérant qui correspond à la fréquence principale du signal, en l'occurrence la fréquence de vibration de la courroie. L’échelle de la première figure ne permet pas de distinguer clairement les pics, mais un zoom dans la fenêtre suivante révèle distinctement le pic principal.

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Il est possible d'afficher automatiquement avec le logiciel la fréquence des 5 pics principaux et de relever ainsi celle du pic majeur (51,81 Hz dans l'exemple).

 

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Résultats

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Le tableau suivant présente l'ensemble des mesures effectuées.

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On constate que les valeurs sont très proches et en tout cas quasiment identiques entres celles mesurées à l'aide du PC et du micro et celle mesurées par le Facom DT Herz.

Les légères variations entre les séries de mesure sont très certainement imputables au fait que le repositionnement avec le repère sur l'écrou n'est pas d'une précision absolue.

 

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Conclusion

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Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour mesurer la tension d'une courroie :

  • Torsion ¼ de tour avec le pouce et l'index

La précision est aléatoire mais sûrement acceptable pour des personnes du métier et expérimentées (les courroies sont solides même si la tension n'est pas la tension théorique).

 

  • Tensiomètre mécanique

D'un prix assez abordable pour un particulier (autour de 100 euros) et d'une précision satisfaisante.

Peut même être confectionné par un particulier (voir l'intéressant topic de Mecapassion sur ce forum).

 

  • Mesure de la fréquence de vibration

De plus en plus proposée par les constructeurs automobiles et les fabricants de courroie, elle nécessite des appareils professionnels relativement coûteux.

Mais pour un particulier, il est donc tout à fait possible de mesurer la tension des courroies sous forme de fréquence de vibration à l'aide d'un PC équipé d'une carte son et d'un micro.

La méthode présente l'inconvénient de déplacer l'ordinateur aux côtés de la voiture pour effectuer la mesure. Mais une courroie de distribution ne se change pas souvent. Et les possesseurs de PC portable auront encore plus de facilité.

Cette méthode présente une précision équivalente aux appareils commerciaux.

Le principal atout de ces derniers, hormis qu'ils soient maniables et intégrés, est qu'ils intègrent (en mémoire pour le Sonic de Gates) et par une documentation pour le Facom DT herz, des données constructeur qui permettent d'accéder à la fréquence de tension d'une courroie donnée. En effet, il s'avère que les tensions préconisées par les constructeurs ou par les fabricants de courroie ne sont pas données systématiquement en Hz mais dans d'autres unités comme le SEEM. Il existe une formule permettant de passer d'une unité à l'autre mais on préfèrerait avoir toutes les unités fournies pour une configuration de courroie donnée.

 

Il serait intéressant de compléter cet article par :

 

  • La recherche d'un logiciel libre avec moins de fonctionnalités que le logiciel utilisé dans cette étude mais offrant au minimum une fonction d'acquisition et une fonction de Transformée de Fourier.
  • La validation de la formule permettant de passer d'une unité donnée à une fréquence en Hz.
  • La constitution d'un référentiel avec les données constructeur ou celles des fabricants de courroie pour retrouver facilement la fréquence de tension pour une configuration donnée (Exemple Ford Focus 1.8 D – Fréquence théorique de tension 98 Hz – Fréquence acceptable : entre 85 Hz et 110 Hz). Peut-être un nouveau topic pour cela ?

 

Gilles

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Invité §Taz406ef

Dans toute bonne notice/manuel sera indiqué une méthode pour rendre la mesure reproductible et fiable.

Dans certains cas, on desserre une poulie, dans d'autres cas (poulies à clavette) on applique une précontrainte sur un brin et dans d'autres on positionne le vilo à un point précis.

A chaque cas/contexte sa méthode.

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Invité §cit068eo

Bonsoir,

 

J'avais une question concernant l'enregistrement. Ne disposant pas d'ordi portable mais par contre d'un dictaphone numérique olympus (qualité du micro très bonne).

Est ce qu'un enregistrement de la fréquence de vibration de la courroie avec le dictaphone (plusieurs prises) et un traitement sur mon ordinateur de bureau est possible ?

 

Merci pour votre réponse.

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Bravo pour le travail,

aujourd’hui, ce ne serai as possible d'utiliser une appli androïde ou similaire

?

j'ai changé ce matin une courroie avec la méthode du quart de tour sur un XU10, le moteur n’étant pas encore remonté, demain j'essaye avec AudioSpectrumMonitor et Spectral Audio Analyser.

Seul problème, je ne connais pas la fréquence théorique

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Cette méthode est préconisée par un concepteur de moteurs connu pour laisser les gens en bord de route avec le moteur cassé en morceaux et suite à des conceptions de chemin de courroies mal concues ayant rempli les journaux spécialisés, le net, le 13H de la TV et les tribunaux il y a quelque temps.

 

Ceci a été instauré à l'origine pour noyer le poisson médiatique suite à leurs déboires pour en fait une simple conception catastrophique jetant un voile noir sur la marque, qui n'avait rien à voir avec la tension de courroie de distribution...... .

 

Faites le test Goggle en tapant simplement courroie accessoires moteur cassé Vous verrez qui en majorité apparait caché derrière les buissons avec son "diapason" "fréquencemètre" à la c.. ;)

 

La préconisation de cette technique est apparue suite à cette catastrophe industrielle, c'est une grosse bouffonnerie et surtout une diversion . :p

 

Et c'est aussi à classer dans la récupération SAV des concessionnaires pour obliger d'aller chez eux par tout un tas de "bâtons dans les roues" technologiques.

 

j'ai fait deux fois le 1/4 de tours sur la mienne . 2X 75.000 Km sans problèmes.

 

PSA a eu aussi un tout simple tendeur qu'on libère et ça fonctionne très bien.

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Bonjour,

avec AudioSpectrumMonitor on arrive a quelque chose mais faut lire très vite car il affiche en temps réel, l'autre n'est pas dans les bonnes plages de fréquence. Comme de toute façon je ne savais pas quelle fréquence utiliser et au vues des doutes sur la méthode, j'ai utilisé la technique du quart de tour ...

 

pour l'efficacité des mesures vibratoires, dans l'industrie on l'utilise, on a même un appareil qui ressemble étrangement au modèle pour voiture mais je n'en ai jamais eu besoin (pas de courroie a retendre a mon boulot)

Il y a des chance que le constructeur en question ai réinvente la poudre pour se dédouaner.

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Invité §vid457dR

Audacity est très fiable j'ai fait des tests avec un diapason par contre c'est la prise de mesure sur une courroie

qui l'est moins ! Après avoir changé ma courroie avec un repère sur mon galet tendeur j'ai pris la mesure à la main avec

le pouce et l'index sur le brin le plus long et là pas de quart de tour mais à peine un demi quart de tour !!! Donc le quart

n'est pas valable pour toutes les courroies.

 

Ensuite pour mesurer la tension de ma courroie j'ai mis du chatterton au milieu du brin le plus long pour faire

vibrer la courroie tjrs au meme endroit avec mon index et là mes 6 mesures sont avec une tolérance +- 5Hz mais

j'aurai du prendre la tension de ma vieille courroie pour comparer car je n'ai pas la fréquence sur la RTA.

 

Mesures index au milieu:

1: 103Hz 2:99Hz 3:102Hz 4:102Hz 5:104Hz 6:99Hz

 

 

 

 

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Invité §vid457dR

Formidable ce logiciel ! j'ai tendu ma courroie neuve d'alternateur avec la meme tension que celle relevé

sur l'ancienne. Toutes mes mesures prises sont autour de 180 Hz +- 5Hz, j'avais également mémorisé à l'oreille et au toucher et bien je retrouve le meme son et la meme tension au toucher.

Par contre sur la RTA il préconise 260Hz mais c'est pas très clair, j'ai un doute car déjà je trouve que c'est hypertendu à 180 !

Questions: Les courroies à pistes sont elles plus tendues que les anciennes et quelqu'un

a t'il la fréquence pour la courroie de distribution d'une Clio 1,2 16s phase 2OO1 ? moi après

changement index du galet au milieu j'ai relevé 1: 103Hz 2:99Hz 3:102Hz 4:102Hz 5:104Hz 6:99Hz

(voir plus haut)

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Salut vivade,

 

Je redécouvre ce topic un peu tard . . .

 

Concernant la tension de la courroie d'alternateur, je me suis fait les mêmes réflexions que toi (voir page 4)

Sur le D7F de la Clio II 1L2 8s, il faut 244 Hz pour la courroie d'alternateur, ce qui me semble énorme quand je vois que pour les 1L4 et 1L6 8s, c'est 161 Hz !

Je l'ai tendu à 170 Hz.

 

Par contre, je n'ai pas la valeur pour la courroie de distribution sur le D4F (1L2 16s)

Sur le D7F, c'est 139 Hz.

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Invité §vid457dR

Salut palatino,

 

Les anciennes courroies épousaient les poulies et avaient des dents pour le grip, pour éviter un patinage et une usure

prématurée. Les courroies à pistes n'ont rien de rien de tout ça et à mon avis c'est pour ça qu"elles doivent etre hypertendues.

 

Je crois que la mienne je vais la retendre bientot !

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quelqu'un a t'il la fréquence pour la courroie de distribution d'une Clio 1,2 16s phase 2OO1 ? moi après

changement index du galet au milieu j'ai relevé 1: 103Hz 2:99Hz 3:102Hz 4:102Hz 5:104Hz 6:99Hz

 

 

J'y pense, c'est un galet à tension automatique sur le D4F !

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Invité §vid457dR

210+ ou - 5 d'après VIVID.

Personnellement je trouve les valeurs de tension données pour les renault souvent beaucoup trop élevées.

 

 

C'est ce que j'ai pensé et palatino aussi donc moi j'ai mis comme l'ancienne 180, mais Méca je voulais

la fréquence de la courroie de distri pour comparer avec mon relevé pris avec Audacity car la dessus c'est un galet

avec repère (j'ai changé la courroie de distri) donc pas de fréquence sur la RTA mais sur DIAPA ...

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C'est ce que j'ai pensé et palatino aussi donc moi j'ai mis comme l'ancienne 180, mais Méca je voulais

la fréquence de la courroie de distri pour comparer avec mon relevé pris avec Audacity car la dessus c'est un galet

avec repère (j'ai changé la courroie de distri) donc pas de fréquence sur la RTA mais sur DIAPA ...

C'est un galet automatique pour la distri, j'ai pas de valeur.

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Ok c'est ce que je pensais à moitié tant pis ce sera pour la prochaine

car Audacity est très fiable Mais c'est dans la prise de mesure qu'il

faire attention voir plus haut !)

Ça n'a aucun intérêt de mesurer la fréquence avec un galet auto, que tu tendes plus ou moins c'est le galet qui donne la tension, par conséquent elle ne varie pas, et c’est d'ailleurs la raison d'être de ces galets.

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Tous les véhicules que je fais ont soit un galet automatique donc ça se tend tout seul, soit un galet avec 2 repères fixes et en plus le galet est dynamique. 0 emmerdes et surtout moins qu'a l'époque où je taffais avec l'appareil gates pour mesurer les fréquences de courroies :D

 

 

Parce que dans le genre je te fais un truc bien pourrit avec une répétabilité proche de la bulle, le système de mesure de fréquence arrive en tête sans problèmes :o

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Ouais et ben le test du Quart de tour aussi ! Et toi comment tu fais ???

Il n'y a que renault pour préconiser la mesure de la tension en hertz, tous les autres constructeurs utilisent depuis longtemps des galets autos, tous sauf psa mais eux préconisent un outil de mesure par flexion de la courroie, enfin, les constructeurs français ont fini par y venir aussi aux galets autos.

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Il n'y a que renault pour préconiser la mesure de la tension en hertz, tous les autres constructeurs utilisent depuis longtemps des galets autos, tous sauf psa mais eux préconisent un outil de mesure par flexion de la courroie, enfin, les constructeurs français ont fini par y venir aussi aux galets autos.

Gates aussi s'y est mis fut un temps http://forum-auto.caradisiac.com/static/icones/smilies/ange.gif

 

http://www.gates.com/france/brochure.cfm?brochure=7819&location_id=14713

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Invité §vid457dR

Moi j'ai vu un casseur faire ça au felling entre les 2 roues dentées en plus, sur un espace 2.2 D. Il a remonter la vieille (1ans) et

il m'a dit de tendre un peu plus les neuves au PMH si je me souviens bien. Mais il bosse bien le gars !

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Tous les véhicules que je fais ont soit un galet automatique donc ça se tend tout seul, soit un galet avec 2 repères fixes et en plus le galet est dynamique. 0 emmerdes et surtout moins qu'a l'époque où je taffais avec l'appareil gates pour mesurer les fréquences de courroies :D

 

 

Parce que dans le genre je te fais un truc bien pourrit avec une répétabilité proche de la bulle, le système de mesure de fréquence arrive en tête sans problèmes :o

 

Évidemment que les moteurs récents ont des galets automatiques.

 

La preuve, c'est qu'entre le D7F de 96 et le D4F de fin 2000, on est passé à un galet auto.

Idem sur les derniers moteur TU de PSA.

 

Cependant, entre temps, je suis bien content d'avoir tendu la courroie de distri du D7F par mesure de fréquence, qui m'a couté 0 € niveau investissement !

La mesure de fréquence est d'une redoutable précision.

Quand à la répétabilité, il faut bien comprendre ce que l'on mesure et ça ne pose pas de problème, voir mes remarques page 4

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Évidemment que les moteurs récents ont des galets automatiques.

 

La preuve, c'est qu'entre le D7F de 96 et le D4F de fin 2000, on est passé à un galet auto.

Idem sur les derniers moteur TU de PSA.

 

Cependant, entre temps, je suis bien content d'avoir tendu la courroie de distri du D7F par mesure de fréquence, qui m'a couté 0 € niveau investissement !

La mesure de fréquence est d'une redoutable précision.

Quand à la répétabilité, il faut bien comprendre ce que l'on mesure et ça ne pose pas de problème, voir mes remarques page 4

 

Je fais pas que du récent et déjà au milieu des années 90 il existait des tendeurs dynamiques avec repères. C'est pas parce que les constructeurs Français ont mis 15 ans a s'y mettre que c'est le cas de tout le monde ....

 

 

Quand à la precision c'est du flanc pur et simple. Je pense que Méca pourra abondé dans mon sens vu qu'il utilise aussi l'appareil Gates, il suffit d'appuyer plus ou moins fort pour que la valeur cible soit atteinte ou non, idem avec des écart de température ou même tout bêtement le simple fait de faire vibrer la courroie avec 2 doigts différents. Un coup t'es bon, un coup t'es bof, un coup des over pas bon alors que la tension n'a absolument pas changé... J'me rappelle encore les prises de tête avec mon ancien collègue, on arrivait jamais a avoir 2 fois de suite le même résultat, et c'était encore pire si je faisais un premier test ( bon ou pas) et qu'il en faisait un derrière dans la foulée à 30 secs d'intervalle buzz.gif.c8fc6b90d9f4fc6b33cb98bfe2843553.gif

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C'est vrai que ces tendeurs manuels étaient une véritable aberration, quand on voit que volvo sur certains moteurs, équipés pourtant de galets tendeurs dynamiques, donnait une position différente pour l'index du tendeur en fonction de la température ambiante au moment de la tension et que pendant ce temps nos constructeurs se permettaient de monter des tendeurs fixes. pfff.gif.046617ef565e0f8a1420308fdda622ee.gif

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