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, стекла оставались неподвижными на капоте - видимо, доказательство точности деталей нового производителя предметов роскоши и шелковистой плавности его автомобилей.
Кстати, было доказано, что трюк в рекламе действительно был подлинным. Но доказал ли сам трюк что-нибудь?
Если бы быстрый рост узнаваемости бренда Lexus был каким-то индикатором, он показал, что покупатели автомобилей премиум-класса придают большое значение таким измерениям качества, как вибрация двигателя. В частности, чем меньше, тем лучше: как знает любой, кто пережил грохот в экобоксе, вибрации двигателя, достигающие салона, могут серьезно ухудшить качество езды.
Вибрация двигателя - это лишь один 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 за это заплатить 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:
- Комфорт водителя и пассажира
- Выносливость водителя и, конечно же, его противоположность усталость
- Долговечность автомобиля - поскольку вибрация вызывает преждевременный износ
Итак, давайте взглянем на пять инноваций из прошлого, настоящего и будущего, которые могут уменьшить вибрации двигателя, повысить комфорт и улучшить общее впечатление от вождения.
5: Гибкие детали крепления двигателя
В каком-то смысле опоры двигателя являются первой линией обороны в подавлении сотрясений двигателя, распространяющихся по всему автомобилю.
Во-первых, наверное, стоит поговорить о том, почему двигатели производят вибрации. 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.
Итак, некоторая вибрация двигателя вполне естественна, просто мы не хотим ее ощущать 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 иное, 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.
В дополнение к опорам двигателя рекомендуется также проверить опорытрансмиссии - они служат той же цели, чтобы изолировать остальную часть автомобиля от тяжелых дежурная тряска, вызванная коробкой передач.
Когда вы называете человека "жестким", это обычно не считается комплиментом. Но применительно к транспортным средствам жесткость - это хорошо.
4: Методы укрепления тела
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 изгибам, изгибам и передаче раздражающих вибраций.
Добавление поперечных стержней, 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 сборщики качеству и точности при сборке этого автомобиля?»
Плохая подгонка и отделка в сочетании с неплотно сваренной и гибкой рамой могут ухудшить звук вибрации любого существующего двигателя.
Иногда, чтобы выследить и устранить вибрацию двигателя, нужно идти прямо к источнику. Наш следующий истребитель вибрации двигателя обязательно вызовет признание среди опытных токарей.
Анатомия вибрации двигателя
NVH обычно бывает двух видов: воздушно-капельный, который вы воспринимаете ушами; и структурный, который вы в основном чувствуете - через сиденье автомобиля, рулевое колесо и днище. Воздушные помехиобычно представляют собой более высокочастотные звуки в диапазоне 300 Гц и выше. Инженеры противодействуют им либо устраняя их в источнике, либо заглушая шумопоглощающим материалом (вкладывая в дверные и кузовные полости). Структурные возмущения возникают на таких низких частотах, что их больше ощущают (как вибрацию), чем слышат. Автоинженеры должны тщательно измерять и стараться смягчить неприятные ощущения, которые испытывают водители, так как энергия вибрации передается на руки, ноги и даже на сиденья автомобилистов!
3: Улучшенные компоненты зажигания
Пропуски зажигания - еще одна причина вибрации двигателя. Современные системы зажигания и впрыска топлива, которые включают 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 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 посмотрел.
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.
2: Гармонические балансировщики
Если вы когда-либо видели вблизи автомобильный коленчатый вал, то 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.
Как бы ни был крепок коленчатый вал, он 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. Для поглощения огромной энергии коленчатого вала балансир имеет секцию, которая может быть изготовлена из резины или заполнена рассеивающей энергию жидкостью.
До сих пор мы рассмотрели множество способов пассивного предотвращения или, по крайней мере, приглушения раздражающих вибраций двигателя. Но наше последнее антивибрационное новшество на самом деле идет в атаку, чтобы держать эти плохие вибрации в страхе.
Сбрасывание веса и риск тряски
Гармонические балансиры по необходимости тяжелые, чтобы противодействовать 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 шаткую езду и потенциально сокращают срок службы двигателя своего автомобиля.
1: Активный контроль вибрации
Если вы когда-нибудь просматривали каталог одного из этих дорогих магазинов гаджетов, скорее всего, вы столкнулись с разворотом рекламы шумоподавляющих наушников. 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 дуэльные звуки имеют одинаковую частоту и амплитуду, фазовый сдвиг заставляет их гасить 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 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 «шейкером», передает встречные колебания в выбранных точках крепления, например, на рулевом колесе или в нише для ног на днище кузова.
Конечно, возможный недостаток такой системы 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 неисправности.
Как вы только что прочитали, вибрация двигателя ощущается в кабине по многим причинам. К счастью для нас, предыдущие инновации предлагают эффективные способы борьбы с нежелательным грохотом, грохотом и грохотом двигателя.
Часто задаваемые вопросы о вибрации двигателя
Как остановить вибрацию двигателя?
Одним из методов является активный контроль вибрации. Система отвечает равной, но противоположной встречной вибрацией. Электромагнитный привод, называемый «шейкером», передает встречные колебания в выбранных точках крепления, например, на рулевом колесе или в нише для ног на днище кузова.
Вибрация двигателя это нормально?
Да, вибрация двигателя во время работы - это нормально. Но если вибрация двигателя превышает нормальный уровень или сопровождается дребезжащим шумом, это может быть признаком того, что с двигателем что-то не так.
Что вызывает вибрацию в двигателе?
Пять причин, по которым ваш двигатель может вибрировать, включают изношенные свечи зажигания, ослабленные или отсоединенные шланги, сломанные опоры двигателя, неисправную отрегулированную систему впуска топлива или неисправный ремень ГРМ.
Может ли низкий уровень моторного масла вызывать вибрацию?
Да. Вибрацию может вызвать не только низкий уровень моторного масла, но и низкокачественное моторное масло.
Как вибрация двигателя влияет на водителей?
Из всех причин, по которым автомобиль может трястись и дребезжать на ходу, особого внимания заслуживает вибрация двигателя, поскольку она может влиять на комфорт водителя и пассажиров, выносливость водителя и долговечность автомобиля, поскольку вибрация вызывает преждевременный износ и слеза