Zaj, rezgés és durvaság

Bevezetés

Ez a fejezet rövid áttekintést nyújt a zaj, rezgés és keménység paramétereiről (NVH) megjelennek a járműben, és milyen korrekciós intézkedések lehetségesek.

Mit jelent az NVH kifejezés az autóiparban

• N = Zaj – Hang hallható
• V = Rezgés – vibráció, érezhető
• H = Merevség, hatása hallható és érezhető

Zajfajták az NVH technológiában

• Az autók zajait hangszínük szerint osztályozzák:
  • Alacsony hang – üvöltés, zümmögés
  • Közepes tónusú - zümmögő, recsegő
  • Magas hang – üvöltés, fütyülés, nyikorgás
• Hangos üvöltés és fütyülés bántja a fülét.

Hogyan jutnak be a különböző zajok az autóba:

• Az alacsony hangú zajt főként a motor okozza.
• Halk zajt is okoz az útfelület, különösen, ha az útfelület egyenetlen. Ez a forma (egy zümmögés, amit az autóban ülők rezgésként érezhetnek.
• Az üvöltésnek vagy fütyülésnek érzékelt magas zaj azonban gyakran légáramlási zaj (szélzaj) vagy olyan elemekből származik, mint a generátor, a szervokormány-szivattyú vagy a hajtószíj.
• Egyenetlen utakon való vezetéskor csörgő zaj is hallható. «rángatózás» zajokat keltenek például lengéscsillapítók, alvázelemek vagy a jármű belsejében lévő laza elemek.

Hanghullámok terjedése a levegőben

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Hangforrás, például motor
2	-	Hanghullám
3	-	Amplitúdó

A hang hosszanti hullámok terjedése a levegőben nyomásváltozások formájában.

Hangátvitel a testen keresztül

A hangot folyadékok vagy szilárd anyagok, például egy autó karosszériája továbbítják.

Átviteli sebesség (hangsebesség) folyadékokban vagy szilárd anyagokban az anyagtól függ, de általában gyorsabban, mint a levegőben (körülbelül 5-ször gyorsabb).

Levegővel és szilárd anyagokkal történő átvitel kombinációja

MEGJEGYZÉS: A hang levegőn és szilárd anyagokon keresztüli átvitele elsődleges fontosságú az autóiparban.

Zajátvitel az autóban

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	A hang áthaladása a levegőben
2	-	Hang rezgések

Példa:

• A zaj forrása a motor. Motor zajok:
• egyenesen a levegőn át
• rezgésként továbbítják a motort a karosszériára és «sugárzott» levegővel, például válaszfallal az autó belsejébe.

rezgések

• 20 Hz alatti frekvenciák (alacsony frekvenciák) és meghaladja a 20 kHz-et (magas frekvenciák) nem érzékeli az emberi fül.
• A motor úgy van felszerelve, hogy az út egyenetlensége miatt függőlegesen oszcilláljon rugalmas támaszain.
• A hangolatlan motortartók a rezgéseket továbbítják a karosszériára, és így a járműben ülőkre.
• A következő alapvető szabályok érvényesek:
  • Az autóiparban nem csak a hangfrekvenciákkal kell számolni, hanem a nem hallható frekvenciákkal is (alacsony) frekvenciák.
  • Általában alacsony frekvenciájú rezgések láthatók (nagy amplitúdók).
  • Magas frekvenciájú rezgések hallhatók, de a padló, a kormánykerék vagy az ülés rezgéseiként is érzékelhetők.

Rezonancia

• Minden testnek megvan a maga rezgési frekvenciája.
• Ha egy rezgő rendszert a saját rezgési frekvenciáján gerjesztenek, akkor rezonálni kezd.
• A motor durva futása például a rezonanciafrekvencia elérésekor nyilvánul meg (kritikus motorfordulatszám).
• A motor fordulatszámának ezen érték fölé emelése után a motor hamarosan ismét egyenletesen jár.

Csillapítás

• Ha a lengéscsillapító a rugóval párhuzamosan van felszerelve, a csillapítási karakterisztika úgy van kialakítva, hogy csökkentse a test mozgását.
• Az autó lengéscsillapítója is működik.
• A csillapítás befolyásolja egy objektum vagy rendszer rezonanciáját.
• A mozgó tömeget egy megfelelően működő lengéscsillapító csillapítja, így azonnal leállítja a test kilengését.
• Az autó lengéscsillapítója egy lengéscsillapító (rezgéscsillapító), amely lehetővé teszi a test oszcillációját a rezgések fokozatos csillapításával.

Habozás

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Folyamatos oszcilláció (száraz)
2	-	csillapított oszcilláció

Szigetelés

Az oszcillációs technológiában a kifejezés «szigetelés» elemek és rendszerek szétválasztását jelenti. Példa:

• A motor rugós elemekre van felszerelve, hogy a lehető legkevesebb rezgés kerüljön át az autóra.
• Az autóiparban szinte mindig gumibetéteket használnak szigetelésként (támogatás). A gumi rugalmassága rugóként működik.
• Az ilyen típusú elválasztás hatékonysága az elem kialakításától függ.

A gumipárna irányított terhelése az optimális szigetelés érdekében

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Motor
2	-	motor támogatás

Abszorpció

• A hanghullámok visszaverődnek a szilárd felületekről
• Ha puha felülettel találkoznak, felszívódnak. Itt mind az anyag, mind az anyag vastagsága fontos szerepet játszik.

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Hanghullámok visszaverődése
2	-	Hanghullám-elnyelés

Példa:

• Az összes hangszigetelő elemet, mint például az ajtókárpitot, a padlószőnyegeket, a tetőburkolatot, a tárolópolcokat és az üléseket eltávolítják a járműből.
• Ennek az az eredménye, hogy a hang közvetlenül visszaverődik (hangszint emelkedik), és létrejön a koncertterem hatása.

A zaj és rezgések természete az autóban

A jármű utasai attól függően, hogy hol vannak, különböző szintű hangokat vagy zajokat érzékelnek.

Hang/zaj hullám (álló hullám) az autóban

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	A sofőr bent van «Holt zóna»
2	-	A hátsó utas a területen tartózkodik «hullámtengely»

A zaj és ingadozások természete a szívó- és kipufogórendszerekben

A jármű szívórendszere a levegőben szálló hangok és a szilárd testhangok forrásaként



A jármű kipufogórendszere a levegőben szálló hangok és a szilárd testhangok forrásaként




A hangátvitel módjai

• A felső rajz mutatja azokat az útvonalakat, amelyeken a hang eljuthat a szívó- és kipufogórendszerekből.
• A levegőben terjedő hangok mellett mindkét rendszerben a szilárd halmazállapotú hang dominál. Annak érdekében, hogy ez az arány a lehető legkisebb legyen, az ilyen típusú oszcilláló elemeket merev csatlakozásokkal kell a testhez csatlakoztatni.
• A kipufogórendszer különösen oszcilláló elem, és optimális szigetelést igényel a padlóhoz való csatlakoztatás révén, valamint jó vezetékezést és rögzítési pontokat, amelyek csökkentik a szilárd test hangátvitelét.

Szívórendszer

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Szívócső
2	-	Csatlakozó tömlő
3	-	rögzítő elem (rögzítés gumival)
4	-	Légszűrő
5	-	Rezonátor

• A szívórendszerek térfogata és hossza pontosan megegyezik. A karbantartás vagy a javítás során semmilyen változtatás nem végezhető. Az elemek összekapcsolásakor (tömlők és csővezetékek) ügyeljen az összes csatlakozás légmentességére.
• A szívórendszerben nagy nyomásváltozásoknak kitett elemek felülete különösen erős ingadozásoknak van kitéve.
• A hőmérsékleti hatások, mint például a levegőszűrő házának felmelegedése, megváltoztathatják a felületek keménységét.
• Annak elkerülése érdekében, hogy a szívórendszer felületének vibrációi által okozott hang átterjedjen a jármű felépítményére, a karbantartás során a következő szempontokat kell figyelembe venni:
  • A teljes szívórendszert el kell szigetelni a testtől, és minden feszültség nélkül gumiperselyekkel kell rögzíteni.
  • A szívórendszer légcsatornái nem érintkezhetnek testrészekkel.
  • Dugaszolható habszigetelés a testtel vagy más elemekkel való érintkezési ponton.

Kipufogórendszer kialakítása

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	katalizátor
2	-	Elválasztó elem
3	-	Első hangtompító
4	-	Hátsó hangtompító

• A kipufogórendszereket deformáció nélkül kell felszerelni.

MEGJEGYZÉS: A gumibetétek, amelyekben a kipufogórendszer felfüggesztve van, szintén átadják a vibrációt, és bizonyos körülmények között zajproblémákat is okozhatnak. Emiatt fontos, hogy a kipufogórendszert deformáció nélkül szereljék fel.

• A gumipárnák nem lehetnek «kinyújtott».
• Kipufogócső és katalizátor (ha közvetlenül a motorra van felszerelve) rá kell kötni a motorra (zárójelben lévő csatlakozók nélkül).
• Egyszerű problémaellenőrzés:
  • Távolítson el minden támaszt, amelyen a kipufogórendszer felfüggesztve van.
  • A kioldórendszert zsinórral maximum két helyen akassza fel.
  • Ellenőrizze a zajszintet az autó belsejében a közúti teszt során.
  • Ha ez megoldja a problémát, akkor a kipufogórendszer rögzítései okozzák a zajt.
  • Szerelje vissza a kipufogórendszer rögzítőit, egyenként, és mindegyik felszerelés után tesztelje a járművet.
  • Lépésről lépésre így folytatva megtalálhatja a zajt okozó támasztékot az autó belsejében.

Karosszéria összeszerelés

Célja

• Különféle követelmények vonatkoznak az autó karosszériájára, különösen amikor az autó mozog. Az uralkodó vibrációt elsősorban a jármű egyéb elemei okozzák, mint például a motor és a tartók. Ezért a karosszéria az egyik legfontosabb eleme az autónak az NVH szempontjából.
• Az autó leírt elemei funkciójuknak megfelelően önálló, független zajforrások voltak. De a karosszéria összekapcsolja és befogadja az autó összes elemét.
• A test a levegőben és a szilárd anyagokban terjedő hangok rezgéseinek van kitéve.
• A karosszéria-szerelvénynek el kell fogadnia az összes elemből származó összes rezgést és impulzusokat, és lehetőség szerint nem továbbítania kell azokat a jármű belsejébe.
• A karosszéria legnagyobb NVH paramétereit a tető, az oldalfalak és a padló acél panelei jellemzik. A test szerkezete erősen stimulálja őket, és hangszóróként működnek, amely zajt továbbít.

További testkövetelmények

• Jó ütközési viselkedés
• Nagy belső tér
• Korrozióállóság
• kis tömeg
• Jó aerodinamikai forma

E pontok között kompromisszumot kell kötni. Az egyik példa a jó NVH-teljesítményt biztosító magas karosszéria-merevség és a deformálható zónák alkalmazása révén megvalósuló jó ütközési energiaelnyelés.

Példa:

• A vízállóság nem jelent hangszigetelést, ezért a következő szempontokat kell figyelembe venni:
  • Megfelelő ablak beépítés.
  • A tömítések helyes beszerelése.

• További pontok
  • Lyukak a motortérben
  • Ajtó- és ablaktömítések
  • Fűtő- és szellőzőnyílások
  • Napfénytető leeresztő tömlők

• A karosszériaelemek és a kereszttartók gyakran hangátviteli csatornák. Lehetséges korrekciós intézkedések:
  • Válaszfalak felszerelése a kritikus helyeken, például a szár és az oszlop közötti illesztéseknél «A», hogy jó hangszigetelést biztosítson a levegőben terjedő hangokhoz.
  • Habdugók felszerelése a problémás területeken.
  • Üreges részek kitöltése habbal.

MEGJEGYZÉS: A hungarocell- és habmagokat a járműgyártásban használják a levegőben terjedő hangátviteli pontok lezárására. Ha a probléma a szél, a gumiabroncsok, a motor vagy az út zaja, ellenőrizze a habszivacs elemek helyzetét.