В 1990 году молодое дочернее предприятие японского автопроизводителя Toyota Motor Co. стремилось произвести впечатление на покупателей, которые приравнивали высшую роскошь к европейским брендам. Выскочка, Lexus, выпустила рекламный ролик, в котором пирамида из 15 бокалов для шампанского балансирует на капоте Lexus LS 400. Когда автомобиль движется по беговой дорожке со скоростью более 140 миль в час (225,3 км в час), двигатель вращаясь, очки оставались неподвижными на капоте — по-видимому, доказательство точности деталей нового производителя предметов роскоши и шелковистой гладкости его автомобилей [источник:Доусон].
Кстати, было доказано, что трюк в рекламе действительно был подлинным. Но доказал ли сам трюк что-нибудь?
Если быстрый рост узнаваемости бренда Lexus и был индикатором, то он показал, что покупатели автомобилей премиум-класса придают большое значение таким измерениям качества, как вибрация двигателя. В частности, чем ее меньше, тем лучше:как знает любой, кто испытал грохот внутри эконобокса, вибрации двигателя, достигающие салона, могут серьезно ухудшить качество езды.
Вибрация двигателя является лишь одним из нескольких факторов качества, которые автомобильные инженеры называют шумом, вибрацией и жесткостью или просто NVH. Важно сосредоточиться на том, что NVH в значительной степени определяет, что потребители думают и чувствуют о транспортном средстве; в свою очередь, это влияет на то, сколько они готовы заплатить за это и готовы ли они вообще это купить.
Из всех причин, по которым автомобиль может трястись и дребезжать на ходу, особого внимания заслуживает вибрация двигателя, поскольку она может влиять на:
Итак, давайте взглянем на пять инноваций из прошлого, настоящего и будущего, которые могут уменьшить вибрации двигателя, повысить комфорт и улучшить общее впечатление от вождения.
СодержаниеВ некотором смысле опоры двигателя являются первой линией защиты в подавлении сотрясений двигателя, распространяющихся по всему автомобилю.
Во-первых, мы, вероятно, должны поговорить о том, почему двигатели производят вибрации в первую очередь. Напомним, что процесс внутреннего сгорания представляет собой серию взрывов. Они прекрасно контролируются и поставлены, но, тем не менее, это мощные взрывы. Во-вторых, двигатели внутреннего сгорания представляют собой мешанину из насосных, жужжащих и вращающихся частей. Эти части имеют массу, и при движении они воздействуют на блок двигателя с равной и противоположной силой. Эти реакции, умноженные на тысячи в минуту внутри типичного двигателя, проявляются в виде вибраций.
Так что некоторая вибрация двигателя вполне естественна — просто мы не хотим ощущать ее в салоне. Крепления двигателя обычно представляют собой металлические фланцы на двигателе и вдоль стенок моторного отсека. Они покрыты толстыми втулками или блоками из полиуретана или резины, чтобы поглощать часть энергии вибрации от работающего двигателя.
Если вы начинаете замечать чрезмерную вибрацию двигателя там, где ее раньше не было (и вы знаете, что это не что-то еще, например, несоосность подвески), хорошим местом для проверки являются опоры двигателя. Изношенные опоры двигателя могут быть очевидны - часто резина или другой поглощающий материал будет треснутым, порванным или заметно изношенным. Иногда вы не можете сказать это только при визуальном осмотре, так как резина может разрушиться внутри. Если вы не уверены, обратитесь к квалифицированному специалисту [источник:Денби].
Помимо опор двигателя рекомендуется проверить трансмиссию. опоры - они служат той же цели, чтобы изолировать остальную часть автомобиля от сильной тряски, вызванной трансмиссией.
Когда вы называете человека «жестким», это обычно не считается комплиментом. Но применительно к транспортным средствам жесткость — это хорошо.
Когда дело доходит до контроля вибраций двигателя, стоит начать с прочного фундамента. И под этим мы подразумеваем раму — скелет, если хотите, любого дорожного транспортного средства. Прочная, структурно жесткая рама устойчива к изгибу, изгибу и передаче раздражающих вибраций.
Добавление поперечных перекладин, также называемых стабилизаторами поперечной устойчивости, является обычной практикой, помогающей уменьшить изгиб кузова автомобиля и сделать автомобиль более жестким в целом.
Скрипы, дребезжание и гудение часто возникают из-за плохо собранной рамы и усугубляются большими допусками на общую конструкцию автомобиля. В автомобильном бизнесе это иногда называют «подгонка и отделка». Это широкий термин, который по сути означает:"Сколько внимания уделили качеству и точности строители при сборке этого автомобиля?"
Плохая подгонка и отделка в сочетании с неплотно приваренной и прогибающейся рамой могут усугубить звук вибрации существующего двигателя и сделать его хуже.
Иногда, чтобы отследить и устранить вибрацию двигателя, нужно обратиться прямо к источнику. Наш следующий виброгаситель двигателя обязательно вызовет признание среди опытных токарей.
Анатомия вибрации двигателяNVH обычно бывает двух видов:воздушное, которое вы воспринимаете через уши; и структурные, которые вы в основном чувствуете через сиденье автомобиля, рулевое колесо и днище автомобиля.Воздушные возмущения обычно это более высокочастотные звуки в диапазоне 300 Гц и выше. Инженеры противодействуют им либо устраняя их в источнике, либо изолируя шумопоглощающим материалом (вкладывая в дверные и кузовные полости).Конструкционные нарушения происходят на таких низких частотах, что их больше ощущают (как вибрацию), чем слышат. Автоинженеры должны тщательно измерять и пытаться смягчить неприятные ощущения, которые испытывают водители, поскольку энергия вибрации передается на руки, ноги и даже на штаны автомобилистов! [источник:Дункан, Су и Вольф]
Пропуски зажигания — еще одна причина вибрации двигателя. Современные системы зажигания и впрыска топлива, включающие улучшенные свечи зажигания и интеллектуальные компьютеры управления двигателем, намного надежнее, чем системы с распределителями прошлых лет.
Тем не менее, пропуски зажигания могут (и случаются) все еще происходить на более новых автомобилях. Во время пропуска зажигания одна или несколько свечей зажигания не загораются и воспламеняют топливный импульс, когда они запрограммированы. Этот сбой в одной или нескольких камерах сгорания вызывает сбои в ритме поршней и, как следствие, коленчатого вала, к которому они прикреплены. Результат:вибрация, рывки и даже глохнет двигатель. Теперь о новаторской части:если вы не можете отличить спазматические вибрации больного двигателя от просто старого и захудалого, современные технологии вам помогут. Почти наверняка пропуск зажигания или неработающая комбинация цилиндр-свеча зажигания вызовет лампочку «проверьте двигатель» на любом современном автомобиле. Оттуда вы можете использовать легкодоступный и приобрести диагностический считыватель, чтобы определить, что не так, или доставить автомобиль в местный сервисный центр, чтобы технический специалист осмотрел его.
По своей сути нежелательная вибрация двигателя связана с отсутствием гармонии. Как мы уже отмечали, внутреннее сгорание — довольно бурный процесс. Наша следующая инновация — это попытка одного из первопроходцев внести гармонию в уравнение.
Если вы когда-нибудь видели автомобильный коленчатый вал вблизи и лично, вы знаете, что это большой, тяжелый и чрезвычайно прочный элемент оборудования. Так и должно быть, чтобы выдерживать удары, которые он получает от тысяч взрывных ударов поршня, которые он получает в минуту.
Каким бы жестким он ни был, коленчатый вал склонен к скручиванию и изгибу в ответ на удары, которые он получает от поршней и шатунов над ним. Он также может передавать нежелательную вибрацию на двигатель и остальные части автомобиля. Кроме того, при определенных оборотах коленчатый вал может достичь состояния, называемого резонансом, когда он вибрирует с частотой, которая может привести к катастрофическому отказу (вспомните телевизионную рекламу, которую вы видели, где резонирующий певец или высокий звук используются для разрушения). неудачный бокал).
В 1911 году автомобильный гений Фредерик Ланчестер изобрел устройство, которое крепится болтами к концу вращающихся коленчатых валов, чтобы устранить или, по крайней мере, уменьшить эти проблемы. Так родился гармонический балансир (который носит такие названия, как демпфер/демпфер вибрации или шкив коленчатого вала). Этот уравновешивающий элемент гасит сдвигающие и крутящие усилия, воздействующие на коленчатый вал при толкании поршней. Чтобы поглотить огромную энергию коленчатого вала, балансир имеет секцию, которая может быть сделана из резины или заполнена рассеивающей энергию жидкостью [источник:Hillier].
До сих пор мы рассмотрели множество способов пассивного предотвращения или, по крайней мере, приглушения раздражающих вибраций двигателя. Но наша последняя инновация в области защиты от вибрации фактически идет в атаку, чтобы сдерживать эти плохие вибрации.
Сбрасывать вес и рисковать дрожьюГармонические балансиры по необходимости тяжелые, чтобы противостоять значительной вращающейся массе коленчатого вала. Но в высокопроизводительном мире тюнинга автомобилей вес съедает лошадиные силы. В результате многие энтузиасты скорости заменяют гармонические балансиры на своих автомобилях более легкими версиями послепродажного обслуживания или вообще удаляют блоки, чтобы двигаться немного быстрее. Компромисс:они получают более жесткую и тряскую езду и потенциально сокращают срок службы двигателя своего автомобиля.
Если вы когда-нибудь просматривали каталог одного из этих дорогих магазинов гаджетов, скорее всего, вы столкнулись с разбросанной рекламой наушников с шумоподавлением. Если это так, вы можете помнить, что они работают, обнаруживая неприятные шумы с помощью микрофона, дублируя звук почти во всех отношениях и направляя его обратно в ваши уши. Единственное отличие:дублированный звук намеренно смещен на 180 градусов по фазе относительно оригинального шума.
Хотя звуки дуэли имеют одинаковую частоту и амплитуду, фазовый сдвиг заставляет их компенсировать друг друга. Для вас, слушателя, исходный шум становится едва слышимым шепотом самого себя, что позволяет вам наслаждаться музыкой или, если хотите, сладкой тишиной.
Примерно так же работает активный контроль вибрации, который можно использовать и в автомобилях. В одной системе от компании Trelleborg Automotive микрофон, установленный в автомобиле, прослушивает вибрации в заранее определенном диапазоне частот. Как и в примере с наушниками, система отвечает равной, но противоположной встречной вибрацией. Электромагнитный привод, называемый «вибратором», передает встречные колебания в выбранные точки крепления, например, на рулевое колесо или в нишу для ног днища пола.
Конечно, возможный недостаток такой системы заключается в том, что она может работать слишком хорошо и маскировать некоторые симптомы действительно больного автомобиля. Но, как упоминалось ранее, велика вероятность того, что вы получите предупреждение другого типа, например, индикатор проверки двигателя, сигнализирующий о наличии серьезной проблемы.
Как вы только что прочитали, вибрации двигателя могут ощущаться в кабине по многим причинам. К счастью для нас, предыдущие инновации предлагают эффективные способы борьбы с нежелательным грохотом, грохотом и грохотом двигателя.
Первоначально опубликовано:20 июля 2012 г.
Сохраняйте хладнокровие:ремонт сломанного автомобильного радиатора
Отчет о продажах электромобилей в США:первое полугодие 2021 г. — уже доступен
Какие ключевые признаки указывают на необходимость замены глушителя?
Установите больше портов для зарядки электромобилей сегодня, чтобы удовлетворить завтрашний спрос