Шум, вібрація та жорсткість

            0

Вступ


Цей розділ дає короткий огляд того, як параметри шуму, вібрації та жорсткості (NVH) виявляються в автомобілі, і які коригувальні заходи можливі.

Що розуміється під терміном NVH в автомобілебудуванні
  • N = Шум - Звук, можна чути
  • V = Вібрація - Коливання, можна відчувати
  • H = Жорсткість, її вплив можна чути та відчувати

Типи шумів у технології NVH
  • Шуми в автомобілі класифікуються за їхньою тональністю:
    • Низька тональність - рев, гудіння
    • Середня тональність - дзижчання, тріск
    • Висока тональність - виття, свист, писк
  • Гучне виття та свист болісно впливають на вуха.

Як різний шум проникає в автомобіль:
  • Низькотональний шум головним чином виробляється двигуном.
  • Низькотональний шум також викликається дорожнім покриттям, особливо якщо дорожнє полотно нерівне. Це форма (гудіння, яке може відчуватися людьми, що знаходяться в автомобілі, як вібрація.
  • Однак високотональний шум, який сприймається як виття або свист, часто є шумом повітряного потоку (шумом вітру) або виходить з таких елементів, як генератор, насос підсилювача кермового керування або приводний ремінь.
  • Є також шум, що може виникати при русі по нерівній дорозі. «Смикаються» шуми виробляються, наприклад, амортизаторами, елементами шасі або незакріпленими елементами всередині автомобілі.

Поширення звукових хвиль у повітрі




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Джерело звуку, наприклад, двигун
2-Звукова хвиля
3-Амплітуда



Звук це поширення поздовжніх хвиль у формі змін тиску повітря.

Передача звуку через кузов


Звук передається рідинами чи твердими тілами, наприклад, кузовом автомобіля.

Швидкість передачі (швидкість звуку) в рідинах або твердих тілах залежить від матеріалу, але взагалі швидше ніж швидкість повітря (швидше приблизно в 5 разів).

Комбінація передачі повітрям і твердими тілами


ПРИМІТКА: Передача звуку повітрям і твердими тілами має головне значення в автомобільній техніці.


Передача шуму в автомобілі




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Проходження звуку повітрям
2-Звукові коливання

Приклад:
  • Джерело шуму - двигун. Шуми двигуна:
  • проходять прямо в повітрі
  • передаються як вібрації від двигуна до кузова і «випромінюються» в салон автомобіля повітрям, наприклад, перегородкою.

Вібрації
  • Частоти нижче 20 Гц (низькі частоти) і перевищують 20 кГц (високі частоти) не сприймаються людським вухом.
  • Двигун встановлений таким чином, щоб унаслідок нерівності дороги вертикально вагатися на своїх пружних опорах.
  • Ненастроєні опори двигуна передаватимуть коливання до кузова і, отже, людей, що знаходяться в автомобілі.
  • Діють такі основні правила:
    • У автомобілебудуванні слід враховувати як звукові частоти, а й нечутні (низькі) частоти.
    • Низькочастотні коливання можна помітити (великі амплітуди).
    • Високочастотні коливання можна чути, але вони також сприйматимуться як коливання підлоги, кермового колеса або сидіння.

Резонанс


  • Кожен кузов має власну частоту вібрації.
  • Якщо система, здатна вібрувати, порушується зі своєю частотою вібрації, вона почне резонувати.
  • Нерівна робота двигуна проявляється, наприклад, коли досягається резонансна частота (критична частота обертання колінчастого валу двигуна).
  • Після збільшення частоти обертання колінчастого валу двигуна вище цього значення, двигун дуже скоро знову починає працювати рівно.

Демпфування


  • Якщо демпфер встановлено паралельно до пружини, характеристика демпфування спрямована на зменшення переміщення кузова.
  • Також працює амортизатор на автомобілі.
  • Демпфування впливає на резонанс предмета чи системи.
  • Переміщувана маса демпфується за допомогою амортизатора, що правильно працює, таким чином негайно зупиняючи коливання кузова.
  • Амортизатор в автомобілі - це демпфер (гаситель коливань), який дозволяє кузову коливатися з поступовим згасанням коливань.

Коливання




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Незагасне коливання (недемпфоване)
2-Загасне коливання



Ізоляція


У технології коливань термін «ізоляція» означає поділ елементів та систем. Приклад:
  • Двигун встановлюється на пружинних елементах, щоб автомобілю передавалися якомога малі коливання.
  • В автомобілебудуванні як ізоляція майже завжди використовується гумова подушка (опора). Гнучкість гуми діє подібно до пружини.
  • Ефективність цього розділення залежить від конструкції елемента.

Спрямоване навантаження гумової подушки для забезпечення оптимальної ізоляції




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Двигун
2-ОПОРА двигуна

Поглинання


  • Звукові хвилі відбиваються від твердих поверхонь
  • Якщо вони зустрічають м'які поверхні, вони поглинаються. Тут важливу роль відіграє матеріал та товщина матеріалу.



Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Відображення звукових хвиль
2-Поглинання звукових хвиль



Приклад:
  • Всі елементи звукоізоляції, такі як оздоблення дверей, килимки, обшивка стелі, речові полиці та сидіння знімаються з автомобіля.
  • Результат цього - те, що звук відбивається прямо (рівень звуку зростає), і створюється ефект концертного залу.

Характер шуму та коливань в автомобілі


Люди, які перебувають у автомобілі, сприймають звуки чи шуми, різні за рівнем, залежно від цього, де вони перебувають.

Звукова/ шумова хвиля (стояча хвиля) в автомобілі




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Водій знаходиться у «мертвій зоні»
2-Задній пасажир знаходиться в зоні "валу хвилі"

Характер шуму та коливання в системах впуску та випуску


Система впуску автомобіля як джерело звуку, що переноситься повітрям, і звуку, що переноситься твердим тілом



Система випуску автомобіля як джерело звуку, що переноситься повітрям, і звуку, що переноситься твердим тілом




Шляхи, якими передається звук
  • Верхній малюнок показує шляхи, якими звук може передаватися від систем впуску та випуску.
  • Крім звуку, що переноситься повітрям, в обох системах переважає звук, що переноситься твердим тілом. Щоб тримати це співвідношення як можна меншим, для цього типу елементів, що коливаються необхідно, щоб вони з'єднувалися з кузовом, використовуючи жорсткі з'єднання.
  • Система випуску - це елемент, що коливається, і вона вимагає оптимальної ізоляції за допомогою приєднання її до підлоги, а також гарного розведення і розташування місць кріплення, щоб зменшити передачу звуку твердим тілом.

Система впуску




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Впускний колектор
2-З'єднувальний шланг
3-Фіксуючий елемент (закріплення з використанням гуми)
4-Повітряний фільтр
5-Резонатор

  • Обсяг та довжина систем впуску точно відповідають один одному. У процесі обслуговування або ремонту не можуть бути зроблені жодні зміни. При підключенні елементів (шлангів та трубопроводів) зверніть увагу на повітронепроникність усіх з'єднань.
  • Поверхні всіх елементів, схильних до сильних змін тиску в системі впуску, особливо піддаються сильним коливанням.
  • Вплив температури, такий як нагрівання корпусу повітряного фільтра, може викликати зміни жорсткості поверхонь.
  • Щоб запобігти передачі звуку, що викликається коливаннями поверхні системи впуску, кузову автомобіля, в процесі обслуговування слід враховувати наступні моменти:
    • Вся система впускання повинна бути ізольована від кузова і закріплена в гумових втулках без виникнення будь-яких напруг.
    • Повітряні канали системи впуску не повинні контактувати з елементами кузова.
    • Вставна піноізоляція у місці контакту з кузовом або іншими елементами.

Конструкція системи випуску




Поз.№ Запасної ЧастиниНайменування
1-Каталітичний нейтралізатор
2-Розділовий елемент
3-Передній глушник
4-Задній глушник

  • Системи випуску мають бути встановлені без будь-яких деформацій.

ПРИМІТКА: Гумові подушки, в яких підвішується система випуску, також передають коливання, і за деяких умов можуть викликати проблеми з шумом. Тому важливо, щоб система випуску була встановлена без деформацій.

  • Гумові подушки не повинні бути «розтягнуті».
  • Випускний колектор та каталітичний нейтралізатор (якщо встановлено прямо на двигун) повинні мати жорстке під'єднання до двигуна (без роз'ємів у кронштейнах).
  • Проста перевірка проблеми:
    • Зніміть усі опори, на яких підвішується система випуску.
    • Підвісьте систему випуску на шнурах у двох місцях максимум.
    • Перевірте рівень шуму в салоні автомобіля у процесі дорожнього випробування.
    • Якщо це вирішує проблему, причиною шуму є опори системи випуску.
    • Встановіть опори системи випуску на місце по одній за раз і виконайте дорожнє випробування автомобіля після встановлення кожної.
    • Продовжуючи таким чином поетапно, можна знайти опору, яка викликає шум у салоні автомобіля.

Кузов у зборі


Призначення
  • До кузова автомобіля пред'являються різні вимоги, особливо під час руху автомобіля. Переважними є вібрації, що викликаються головним чином іншими елементами автомобілі, такими як двигун і опори. Тому кузов - це один із найважливіших елементів автомобіля за параметрами NVH.
  • Описані елементи автомобіля відповідно до їх функцій були індивідуальними самостійними джерелами шуму. Але кузов з'єднує та розміщує всі елементи автомобілі.
  • Кузов піддається вібрації від звуку, що переноситься повітрям і переноситься твердими тілами.
  • Кузов у зборі повинен поглинати всі коливання та імпульси від усіх елементів та, якщо можливо, не передавати їх у салон автомобіля.
  • Найбільшими параметрами NVH на кузові характеризуються сталеві панелі даху, боковин та підлоги. Вони строго стимулюються конструкцією кузова і працюють подібно до гучномовця, що передає шум.

Додаткові вимоги до кузова
  • Гарна поведінка при зіткненні
  • Великий внутрішній простір
  • Корозійнестійкість
  • Невелика маса
  • Гарна аеродинамічна форма

Між цими моментами слід зробити компроміс. Один приклад - це між високою жорсткістю кузова для забезпечення хороших характеристик NVH і хорошого поглинання енергії при зіткненні за рахунок використання зон, що деформуються.

Приклад:
  • Водонепроникність не означає звуконепроникність, тому слід взяти до уваги такі моменти:
    • Правильне встановлення вікон.
    • Правильне встановлення ущільнень.
  • Додаткові моменти
    • Отвори в моторному відділенні
    • Ущільнення дверей та вікон
    • Отвори обігрівача та вентиляції
    • Зливні шланги люка даху

  • Лонжерони та поперечки кузова часто є каналами передачі звуку. Можливі коригувальні заходи:
    • Встановлення перегородок у критичних місцях, таких як стики між лонжероном та стійкою «А», щоб забезпечити хорошу звукоізоляцію для звуку, що передається повітрям.
    • Встановлення заглушок із пінопласту у проблемних зонах.
    • Заповнення порожнистих секцій пінопластом.

ПРИМІТКА: Елементи з пінопласту та пінонаповнення використовуються при виготовленні автомобілів, щоб ущільнити місця передачі звуку, що передається повітрям. Якщо проблема полягає у вітрі, шинах, двигуні або дорожньому шумі, слід перевірити положення елементів з пінопласту.







Посилання на цю сторінку у різних форматах
HTMLTextBB Code


Коментарі відвідувачів


Ще немає коментарів





Фокус 2 
Фокус Турнір 1 
Фокус 1