Бука, вибрације и грубост

Увод

Ово поглавље даје кратак преглед параметара буке, вибрација и грубости (NVH) појављују у возилу и које су корективне мере могуће.

Шта се подразумева под појмом НВХ у аутомобилској индустрији

• Н = Бука - Звук се може чути
• В = Вибрација - Вибрација, може се осетити
• Х = крутост, њен ефекат се може чути и осетити

Врсте буке у НВХ технологији

• Буке у аутомобилима су класификоване према њиховом тону:
  • Ниски тон - рика, зујање
  • Средњи тоналитет - зујање, пуцкетање
  • Висок тон - урлик, звиждук, шкрипа
• Гласно завијање и звиждуци боле уши.

Како различита бука улази у аутомобил:

• Буку ниског тона углавном производи мотор.
• Низак звук такође изазива површина пута, посебно ако је површина пута неравна. Ово је образац (зујање које људи у колима могу осетити као вибрацију.
• Међутим, бука високог тона која се доживљава као завијање или звиждање често је бука струјања ваздуха (шум ветра) или долази од предмета као што су алтернатор, пумпа серво управљача или погонски каиш.
• Такође се чује звецкање које се може јавити приликом вожње по неравним путевима. «трзање» буку производе, на пример, амортизери, елементи шасије или лабави елементи унутар возила.

Ширење звучних таласа у ваздуху

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Извор звука као што је мотор
2	-	Звучни талас
3	-	Амплитуда

Звук је ширење уздужних таласа у виду промене притиска у ваздуху.

Пренос звука кроз тело

Звук се преноси течностима или чврстим материјама, као што је каросерија аутомобила.

Брзина преноса (брзина звука) у течностима или чврстим материјама зависи од материјала, али генерално брже од брзине у ваздуху (око 5 пута брже).

Комбинација преноса ваздухом и чврстим материјама

НАПОМЕНА: Пренос звука кроз ваздух и чврсте материје је од примарне важности у аутомобилској технологији.

Пренос буке у аутомобилу

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Пролаз звука кроз ваздух
2	-	Звучне вибрације

Пример:

• Извор буке је мотор. Шум мотора:
• иди право кроз ваздух
• преносе као вибрације са мотора на тело и «зрачио» у унутрашњост аутомобила ваздушним путем, на пример, помоћу преграде.

вибрације

• Фреквенције испод 20 Хз (ниске фреквенције) и преко 20 кХз (високе фреквенције) не перципирају људско ухо.
• Мотор је уграђен тако да због храпавости коловоза осцилује вертикално на својим еластичним ослонцима.
• Неподешени носачи мотора ће преносити вибрације на каросерију, а самим тим и на путнике у возилу.
• Важе следећа основна правила:
  • У аутомобилској индустрији не морају се узети у обзир само аудио фреквенције, већ и нечујне (ниско) фреквенције.
  • Обично се могу видети вибрације ниске фреквенције (велике амплитуде).
  • Високофреквентне вибрације се могу чути, али ће се такође приметити као вибрације пода, волана или седишта.

Ресонанце

• Свако тело има своју фреквенцију вибрација.
• Ако је вибрациони систем узбуђен на сопственој фреквенцији вибрације, он ће почети да резонује.
• Грубо рад мотора се манифестује, на пример, када се достигне резонантна фреквенција (критична фреквенција ротације коленчатого вратила мотора).
• Након повећања броја обртаја мотора изнад ове вредности, мотор поново почиње да ради глатко врло брзо.

пригушивање

• Ако је амортизер постављен паралелно са опругом, карактеристика пригушења је дизајнирана да смањи кретање тела.
• Амортизер на аутомобилу такође ради.
• Пригушење утиче на резонанцију објекта или система.
• Покретну масу пригушује правилно функционалан амортизер, чиме се моментално зауставља осциловање тела.
• Амортизер у аутомобилу је амортизер (пригушивач вибрација), што омогућава телу да осцилује уз постепено пригушивање вибрација.

оклевање

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Континуирано осциловање (непригушени)
2	-	пригушене осцилације

Изолација

У осцилационој техници термин «изолација» значи раздвајање елемената и система. Пример:

• Мотор је постављен на опружне елементе тако да се што мање вибрација преноси на аутомобил.
• У аутомобилској индустрији, гумени јастучићи се скоро увек користе као изолација (подршка). Еластичност гуме делује као опруга.
• Ефикасност ове врсте раздвајања зависи од дизајна елемента.

Усмерено оптерећење гуменог јастука за оптималну изолацију

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Мотор
2	-	подршка мотора

Апсорпција

• Звучни таласи се одбијају од чврстих површина
• Ако наиђу на меке површине, апсорбују се. И материјал и дебљина материјала овде играју важну улогу.

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Рефлексија звучних таласа
2	-	Апсорпција звучног таласа

Пример:

• Сви елементи звучне изолације као што су облоге врата, патоснице, облоге, полице за одлагање ствари и седишта су уклоњени са возила.
• Резултат тога је да се звук директно рефлектује (ниво звука расте), а ствара се ефекат концертне сале.

Природа буке и вибрација у аутомобилу

Путници у возилу перципирају звукове или буку на различитим нивоима у зависности од тога где се налазе.

Звучни/шумни талас (стојећи талас) у аутомобилу

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Возач је унутра «Мртва зона»
2	-	Задњи путник је у том подручју «таласна осовина»

Природа буке и флуктуације у усисним и издувним системима

Усисни систем возила као извор звука у ваздуху и звука чврстог тела



Издувни систем возила као извор звука у ваздуху и звука чврстог тела




Начини на које се звук преноси

• Горњи цртеж показује путеве којима звук може да иде од усисног и издувног система.
• Поред звука у ваздуху, у оба система преовлађује чврсти звук. Да би овај однос био што мањи, овај тип осцилирајућих елемената треба да буде повезан са телом помоћу крутих веза.
• Издувни систем је посебно осцилирајући елемент и захтева оптималну изолацију повезивањем са подом, као и добро ожичење и тачке за монтажу како би се смањио пренос звука чврстог тела.

усисни систем

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	Усисна грана
2	-	Прикључно црево
3	-	елемент за причвршћивање (причвршћивање гумом)
4	-	Ваздушни филтер
5	-	Ресонатор

• Запремина и дужина усисних система се тачно поклапају. Никакве промене се не могу вршити током одржавања или поправке. Приликом повезивања елемената (црева и цевовода) обратите пажњу на непропусност свих прикључака.
• Површине свих елемената подложне великим променама притиска у усисном систему су посебно подложне јаким флуктуацијама.
• Утицаји температуре, као што је загревање кућишта филтера за ваздух, могу изазвати промене у тврдоћи површина.
• Да бисте спречили пренос звука изазваног вибрацијама површине усисног система на каросерију возила, током одржавања треба узети у обзир следеће тачке:
  • Цео усисни систем мора бити изолован од каросерије и причвршћен у гумене чауре без икаквог напрезања.
  • Ваздушни канали усисног система не смеју доћи у контакт са деловима тела.
  • Изолација од пене на утичницу на месту контакта са телом или другим елементима.

Дизајн издувног система

Пос.	Резервни део бр	Име
1	-	катализатор
2	-	Елемент за раздвајање
3	-	Предњи пригушивач
4	-	Задњи пригушивач

• Издувни системи морају бити уграђени без икаквих деформација.

НАПОМЕНА: Гумени јастучићи на којима је издувни систем окачен такође преносе вибрације, а под неким условима могу изазвати и проблеме са буком. Из тог разлога је важно да се издувни систем монтира без деформација.

• Гумени јастучићи не би требало да буду «испружи».
• Издувни колектор и катализатор (ако је уграђен директно на мотор) мора бити ожичен на мотор (без конектора у заградама).
• Једноставна провера проблема:
  • Уклоните све носаче на којима је издувни систем окачен.
  • Окачите систем за отпуштање са кабловима на два места, максимално.
  • Проверите ниво буке у возилу током теста на путу.
  • Ако ово реши проблем, носачи издувног система су узрок буке.
  • Поново инсталирајте носаче издувног система, један по један, и тестирајте возило на путу након уградње сваког.
  • Настављајући на овај начин корак по корак, можете пронаћи ослонац који изазива буку у унутрашњости аутомобила.

Склоп тела

Сврха

• На каросерију аутомобила постављају се различити захтеви, посебно када се аутомобил креће. Преовлађујуће вибрације су узроковане углавном другим елементима возила, као што су мотор и носачи. Стога је каросерија један од најважнијих елемената аутомобила у смислу НВХ.
• Описани елементи аутомобила, у складу са својим функцијама, били су појединачни независни извори буке. Али тело повезује и прихвата све елементе аутомобила.
• Тело је подвргнуто вибрацијама од звука који се преноси кроз ваздух и носи чврста тела.
• Склоп каросерије мора да апсорбује све вибрације и импулсе из свих елемената и, ако је могуће, да их не преноси на унутрашњост возила.
• Највеће НВХ параметре на каросерији карактеришу челичне плоче крова, бочних зидова и пода. Они су снажно стимулисани структуром тела и делују као звучник који преноси буку.

Додатни захтеви тела

• Добро понашање у случају судара
• Велики унутрашњи простор
• Отпорност на корозију
• мала маса
• Добар аеродинамички облик

Између ових тачака мора се направити компромис. Један пример је између велике крутости каросерије за добре НВХ перформансе и добре апсорпције енергије приликом судара коришћењем деформабилних зона.

Пример:

• Водоотпоран не значи звучно изолован, тако да треба узети у обзир следеће тачке:
  • Правилна уградња прозора.
  • Правилна уградња заптивки.

• Додатне тачке
  • Рупе у моторном простору
  • Заптивке за врата и прозоре
  • Отвори за грејање и вентилацију
  • Одводна црева на крову

• Телесни носачи и попречни елементи су често канали за пренос звука. Могуће корективне мере:
  • Постављање преграда на критичним местима, као што су спојеви између ламела и стуба «А», да обезбеди добру звучну изолацију за ваздушни звук.
  • Уградња чепова од пене у проблематичним подручјима.
  • Пуњење шупљих делова пеном.

НАПОМЕНА: Језгра од стиропора и пене се користе у производњи возила за заптивање тачака преноса звука у ваздуху. Ако је проблем ветар, гуме, бука мотора или пута, проверите положај пенастих елемената.