Шум, вібрацыя і калянасць

Уводзіны

Гэты раздзел дае кароткі агляд таго, як параметры шуму, вібрацыі і калянасці (NVH) выяўляюцца ў аўтамабілі, і якія якія карэктуюць меры магчымыя.

Што разумеецца пад тэрмінам NVH у аўтамабілебудаванні

• N = Шум - Гук, можна чуць
• V = Вібрацыя - Ваганне, можна адчуваць
• H = Калянасць, яе ўплыў можна чуць і адчуваць

Тыпы шумоў у тэхналогіі NVH

• Шумы ў аўтамабілі класіфікуюцца па іх танальнасці:
  • Нізкая танальнасць - роў, гудзенне
  • Сярэдняя танальнасць - гудзенне, трэск
  • Высокая танальнасць - выццё, свіст, піск
• Гучнае выццё і свіст балюча ўздзейнічаюць на вушы.

Як розны шум пранікае ў аўтамабіль:

• Нізкатанальны шум галоўным чынам вырабляецца рухавіком.
• Нізкатанальны шум таксама выклікаецца дарожным пакрыццём, асабліва, калі дарожнае палатно няроўна. Гэта - форма(гудзенні, якое можа адчувацца людзьмі, змешчанымі ў аўтамабілі, як вібрацыя.
• Аднак, высокатанальны шум, які ўспрымаецца як выццё ці свіст, часта з'яўляецца шумам паветранага струменя (шумам ветра) ці зыходзіць з такіх элементаў, як генератар, помпа ўзмацняльніка рулявога кіравання ці прывадны рамень.
• Маецца таксама грымлівы шум, які можа ўзнікаць пры руху па няроўнай дарозе. "Якія тузаюцца" шумы вырабляюцца, напрыклад, амартызатарамі, элементамі шасі або незамацаванымі элементамі ўсярэдзіне аўтамабіляў.

Распаўсюджванне гукавых хваляў у паветры

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Крыніца гуку, напрыклад, рухавік
2	-	Гукавая хваля
3	-	Амплітуда

Гук гэта распаўсюджванне падоўжных хваль у форме змен ціску ў паветры.

Перадача гуку праз кузаў

Гук перадаецца вадкасцямі ці цвёрдымі целамі, напрыклад, кузавам аўтамабіля.

Хуткасць перадачы (хуткасць гуку) у вадкасцях або цвёрдых целах залежыць ад матэрыялу, але ўвогуле хутчэй чым хуткасць у паветры (хутчэй прыблізна ў 5 разоў).

Камбінацыя перадачы па паветры і цвёрдымі целамі

УВАГА: Перадача гуку па паветра і цвёрдымі целамі мае галоўнае значэнне ў аўтамабільнай тэхніцы.

Перадача шуму ў аўтамабілі

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Праходжанне гуку па паветры
2	-	Гукавыя ваганні

Прыклад:

• Крыніца шуму - рухавік. Шумы рухавіка:
• праходзяць прама па паветры
• перадаюцца як вібрацыі ад рухавіка да кузава і выпраменьваюцца у салон аўтамабіля па паветры, напрыклад, перагародкай.

Вібрацыі

• Частоты ніжэй за 20 Гц (нізкія частоты) і якія перавышаюць 20 кгц (высокія частоты) не ўспрымаюцца чалавечым вухам.
• Рухавік усталяваны такім чынам, каб з прычыны няроўнасці дарогі вертыкальна вагацца на сваіх пругкіх апорах.
• Ненастроеныя апоры рухавіка будуць перадаваць ваганні да кузава і, такім чынам, людзям, якія знаходзяцца ў аўтамабілі.
• Дзейнічаюць наступныя асноўныя правілы:
  • У аўтамабілебудаванні варта ўлічваць не толькі гукавыя частоты, але таксама і нячутныя (нізкія) частоты.
  • Нізкачашчынныя ваганні звычайна можна заўважыць (вялікія амплітуды).
  • Высокачашчынныя ваганні можна чуць, але яны таксама будуць успрымацца як ваганні падлогі, рулявога кола ці сядзенні.

Рэзананс

• Кожны кузаў мае ўласную частату вібрацыі.
• Калі сістэма, здольная вібраваць, узбуджаецца са сваёй уласнай частатой вібрацыі, яна пачне рэзаніраваць.
• Няроўная праца рухавіка выяўляецца, напрыклад, калі дасягаецца рэзанансная частата (крытычная частата кручэння каленчатага вала рухавіка).
• Пасля павелічэння частаты кручэння каленчатага вала рухавіка вышэй гэтага значэння, рухавік вельмі хутка зноў пачынае працаваць роўна.

Дэмпфаванне

• Калі дэмпфер усталяваны раўналежна спружыне, характарыстыка дэмпфавання накіраваная на памяншэнне перасоўвання кузава.
• Таксама працуе амартызатар на аўтамабілі.
• Дэмпфаванне ўплывае на рэзананс прадмета або сістэмы.
• Перамяшчаная маса дэмпфуецца пасродкам правільна працавальнага амартызатара, такім чынам неадкладна спыняючы ваганне кузава.
• Амартызатар у аўтамабілі - гэта дэмпфер(гасільнік ваганняў), які дазваляе кузаву вагацца з паступовым згасаннем ваганняў.

Ваганне

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Незатухаючае ваганне (недэмпфіруемае)
2	-	Згасальнае ваганне

Ізаляцыя

У тэхналогіі ваганняў тэрмін "ізаляцыя" азначае падзел элементаў і сістэм. Прыклад:

• Рухавік усталёўваецца на спружынных элементах, так, каб аўтамабілю перадаваліся як мага малыя ваганні.
• У аўтамабілебудаванні ў якасці ізаляцыі амаль заўсёды выкарыстоўваецца гумавая падушка (апора). Пругкасць гумы дзейнічае падобна спружыне.
• Эфектыўнасць гэтага тыпу падзелу залежыць ад канструкцыі элемента.

Накіраваная нагрузка гумавай падушкі, каб забяспечваць аптымальную ізаляцыю

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Рухавік
2	-	Апора рухавіка

Паглынанне

• Гукавыя хвалі адлюстроўваюцца ад цвёрдых паверхняў
• Калі яны сустракаюць мяккія паверхні, яны паглынаюцца. Тут важную ролю іграе і матэрыял і таўшчыня матэрыялу.

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Адлюстраванне гукавых хваль
2	-	Паглынанне гукавых хваль

Прыклад:

• Усе элементы гукаізаляцыі, такія як аздабленне дзвярэй, кілімкі, ашалёўка столі, рэчавыя паліцы і сядзенні здымаюцца з аўтамабіля.
• Вынік гэтага - тое, што гук адлюстроўваецца прама (узровень гуку ўзрастае), і ствараецца эфект канцэртнай залы.

Характар шуму і ваганняў у аўтамабілі

Людзі, якія знаходзяцца ў аўтамабілі, успрымаюць гукі ці шумы, розныя па ўзроўні, у залежнасці ад таго, дзе яны знаходзяцца.

Гукавая/ шумавая хваля (стаячая хваля) у аўтамабілі

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Кіроўца знаходзіцца ў «мёртвай зоне»
2	-	Задні пасажыр знаходзіцца ў зоне «вала хвалі»

Характар шуму і ваганні ў сістэмах упускання і выпуску

Сістэма ўпускання аўтамабіля як крыніца гуку, які пераносіцца па паветры, і гуку, які пераносіцца цвёрдым целам



Сістэма выпуску аўтамабіля як крыніца гуку, які пераносіцца па паветры, і гуку, які пераносіцца цвёрдым целам




Шляхі, па якіх перадаецца гук

• Верхні малюнак паказвае шляхі, па якіх гук можа перадавацца ад сістэм упускаючы і выпуску.
• Акрамя гуку, які пераносіцца па паветры, у абедзвюх сістэмах пераважае гук, які пераносіцца цвёрдым целам. Каб трымаць гэтыя суадносіны як мага меншым, для гэтага тыпу вагальных элементаў неабходна, каб яны злучаліся з кузавам, выкарыстоўваючы цвёрдыя злучэнні.
• Сістэма выпуску - гэта асабліва вагальны элемент і яна патрабуе аптымальнай ізаляцыі пасродкам падлучэння яе да паў, а таксама добрай разводкі і размяшчэнні месцаў мацавання, каб паменшыць перадачу гуку цвёрдым целам.

Сістэма ўпускання

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Впускны калектар
2	-	Злучальны шланг
3	-	Фіксуючы элемент (замацаванне з выкарыстаннем гумы)
4	-	Паветраны фільтр
5	-	Рэзанатар

• Аб'ём і даўжыня сістэм упускаючы сапраўды адпавядаюць адзін аднаму. У працэсе абслугоўвання або рамонту не могуць быць зроблены ніякія змены. Пры падлучэнні элементаў (шлангаў і трубаправодаў) звернеце ўвагу на паветранепранікальнасць усіх злучэнняў.
• Паверхні ўсіх элементаў, схільных моцным зменам ціску ў сістэме ўпускаючы, асабліва падвяргаюцца моцным ваганням.
• Уплыў тэмпературы, такі як награванне корпуса паветранага фільтра, можа выклікаць змены ў калянасці паверхняў.
• Каб прадухіліць перадачу гуку, выкліканага ваганнямі паверхні сістэмы ўпускаючы, кузаву аўтамабіля, падчас абслугоўвання варта ўлічваць наступныя моманты:
  • Уся сістэма ўпускаючы павінна быць ізаляваная ад кузава і замацаваная ў гумовых утулках без узнікнення якіх-небудзь высілкаў.
  • Паветраныя каналы сістэмы ўпускаючы не павінны кантактаваць з элементамі кузава.
  • Устаўная пенаізаляцыя ў месцы кантакту з кузавам або іншымі элементамі.

Канструкцыя сістэмы выпуску

Паз.	№ Запасны Часткі	Найменне
1	-	Каталітычны нейтралізатар
2	-	Падзяляльны элемент
3	-	Пярэдні глушыцель
4	-	Задні глушыцель

• Сістэмы выпуску павінны быць устаноўлены без якіх-небудзь дэфармацый.

УВАГА: Гумовыя падушкі, у якіх падвешваецца сістэма выпуску, таксама перадаюць ваганні, і пры некаторых умовах таксама могуць выклікаць праблемы з шумам. Па гэтай прычыне важна, каб сістэма выпуску была ўсталявана без дэфармацый.

• Гумовыя падушкі не павінны быць «расцягнутыя».
• Выпускны калектар і каталітычны нейтралізатар (калі ўсталяваны прама на рухавік) павінны мець цвёрдае падлучэнне да рухавіка (без раздымаў у кранштэйнах).
• Простая праверка праблемы:
  • Зніміце ўсе апоры, на якіх падвешваецца сістэма выпуску.
  • Падвесце сістэму выпуску на шнурах у двух месцах, максімум.
  • Праверце ўзровень шуму ў салоне аўтамабіля падчас дарожнага выпрабавання.
  • Калі гэта здымае праблему, прычынай шуму з'яўляюцца апоры сістэмы выпуску.
  • Усталюйце апоры сістэмы выпуску на месца, па адной за раз, і выканайце дарожнае выпрабаванне аўтамабіля пасля ўстаноўкі кожнай.
  • Працягваючы паэтапна такім чынам, можна знайсці апору, якая выклікае шум у салоне аўтамабіля.

Кузаў у зборы

Прызначэнне

• Да кузава аўтамабіля прад'яўляюцца розныя патрабаванні, асабліва пры руху аўтамабіля. Пераважнымі з'яўляюцца вібрацыі, выкліканыя, галоўнай выявай, іншымі элементамі аўтамабілі, такімі як рухавік і апоры. Таму кузаў гэта адзін з найболей важных элементаў аўтамабіля па параметрах NVH.
• Апісаныя элементы аўтамабіля ў адпаведнасці з іх функцыямі былі індывідуальным самастойнымі крыніцамі шуму. Але кузаў злучае і размяшчае ўсе элементы аўтамабілі.
• Кузаў падвяргаецца вібрацыі ад гуку, які пераносіцца па паветры і пераносіцца цвёрдымі целамі.
• Кузаў у зборы павінен паглынаць усе ваганні і імпульсы ад усіх элементаў і, калі магчыма, не перадаваць іх у салон аўтамабіля.
• Самымі вялікімі параметрамі NVH на кузаве характарызуюцца сталёвыя панэлі даху, бакавін і падлогі. Яны строга стымулююцца канструкцыяй кузава і працуюць падобна гучнагаварыцелю, які перадае шум.

Дадатковыя патрабаванні да кузава

• Добрыя паводзіны пры сутыкненні
• Вялікая ўнутраная прастора
• Карозіяўстойлівасць
• Невялікая маса
• Добрая аэрадынамічная форма

Паміж гэтымі момантамі трэба зрабіць кампраміс. Адзін прыклад гэта паміж высокай калянасцю кузава для забеспячэння добрых характарыстак NVH і добрага паглынання энергіі пры сутыкненні за рахунак выкарыстання дэфармаваных зон.

Прыклад:

• Воданепранікальнасць не азначае гуканепранікальнасць, таму варта прыняць да ўвагі наступныя моманты:
  • Правільная ўстаноўка вокнаў.
  • Правільная ўстаноўка ўшчыльненняў.

• Дадатковыя моманты
  • Адтуліны ў маторным аддзяленні
  • Ушчыльненні дзвярэй і вокнаў
  • Адтуліны ацяпляльніка і вентыляцыі
  • Зліўныя шлангі люка даху

• Ланжэроны і папярочкі кузава часта з'яўляюцца каналамі перадачы гуку. Магчымыя карэкціруючыя меры:
  • Ўстаноўка перагародак у крытычных месцах, такіх як стыкі паміж ланжэронам і стойкай «А», каб забяспечыць добрую гукаізаляцыю для гуку, які перадаецца па паветры.
  • Устаноўка заглушак з пенапласту ў праблемных зонах.
  • Запаўненне полых секцый пенапластам.

УВАГА: Элементы з пенапласту і пенанапаўненне выкарыстоўваюцца пры вырабе аўтамабіляў, каб ушчыльніць месцы перадачы гуку, які перадаецца па паветры. Калі праблема складаецца ў ветры, шынах, рухавіку ці ў дарожным шуме, варта праверыць становішча элементаў з пенапласту.