Zaj, rezgés és durvaság (Focus 1)

Bevezetés

Ez a fejezet rövid áttekintést ad arról, hogy a zaj, vibráció és keménység (NVH) paraméterei hogyan jelennek meg egy járműben, és milyen korrekciós intézkedések lehetségesek.

Mit jelent az NVH kifejezés az autóiparban?

• N = Zaj – Hang, hallható
• V = Rezgés – vibráció, érezhető
• H = Keménység, 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
• A hangos üvöltés és fütyülés fájdalmas a fülben.

Hogyan jutnak be a különböző zajok az autóba:

• Az alacsony hangú zajt főként a motor okozza.
• Az alacsony hangú zajt az útfelület is okozza, különösen, ha az útfelület egyenetlen. Ez a zümmögés egy olyan formája, amelyet a járműben ülők rezgésként érezhetnek.
• A nyüszítésnek vagy sípnak érzékelt magas zaj azonban gyakran légáramlási zaj (szélzaj), vagy olyan alkatrészekből származik, mint a generátor, a szervokormány-szivattyú vagy a hajtószíj.
• Egyenetlen utakon való vezetéskor csörgő zaj is hallható. A rángatózó hangokat például lengéscsillapítók, alvázalkatrészek vagy a jármű belsejében lévő meglazult alkatrészek keltik.

Hanghullámok terjedése a levegőben

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

A hang hosszanti hullámok terjedése a légnyomás változása formájában.

Hangátvitel a testen keresztül

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

Az átviteli sebesség (hangsebesség) folyadékokban vagy szilárd csavargokban az csavargtól függ, de általában nagyobb, mint a levegő sebessége (körülbelül 5-ször gyorsabb).

Levegő- és szilárdanyag-átvitel kombinációja

MEGJEGYZÉS: A levegőn és szilárd csavargokon keresztül történő hangátvitel elsődleges fontosságú az autóipari alkalmazásokban.

Zajátvitel egy autóban

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

Példa:

• A zaj forrása a motor. Motor zajok:
• egyenesen áthalad a levegőn
• rezgésként továbbítják a motort a karosszériára, és a levegőn keresztül például egy válaszfalon keresztül "sugározzák" az autó belsejébe.

Rezgések

• A 20 Hz alatti (alacsony frekvenciák) és a 20 kHz feletti (magas frekvenciák) frekvenciák az emberi fül számára nem érzékelhetők.
• A motor úgy van beépítve, hogy az út egyenetlenségei miatt függőlegesen oszcillál a rugalmas támasztékain.
• A nem hangolt motortartók a rezgéseket továbbítják a karosszériára, és így a járműben ülőkre.
• A következő alapvető szabályok érvényesek:
  • Az autóipari alkalmazásoknál nem csak a hangfrekvenciákkal kell számolni, hanem a nem hallható (alacsony) frekvenciákkal is.
  • 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 rezgésre képes rendszert a saját rezgési frekvenciáján gerjesztenek, akkor rezonálni kezd.
• A motor durva működése például a rezonanciafrekvencia (kritikus motorfordulatszám) elérésekor következik be.
• Miután a motor fordulatszámát ezen érték fölé emeli, a motor hamarosan ismét egyenletesen jár.

Csillapítás

• Ha a lengéscsillapítót a rugóval párhuzamosan szerelik fel, a csillapítási karakterisztika célja a test mozgásának csökkentése.
• Az autó lengéscsillapítója is működik.
• A csillapítás befolyásolja egy objektum vagy rendszer rezonanciáját.
• A mozgó tömeget egy megfelelően működő lengéscsillapító csillapítja, ezáltal azonnal megakadályozza a test kilengését.
• Az autó lengéscsillapítója egy csillapító (rezgéscsillapító), amely lehetővé teszi a karosszéria rezgését a rezgések fokozatos csillapításával.

Habozás

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Csillapítatlan oszcilláció (csillapítatlan)
2	-	Csillapított oszcilláció

Szigetelés

A vibrációs technológiában az "elszigetelés" kifejezés az 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 gumipárnát (támasztékot) használnak szigetelésként. 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	-	Hajtómű felerősítés

Abszorpció

• A hanghullámok kemény felületekről verődnek vissza
• Ha puha felülettel találkoznak, felszívódnak. Itt mind az csavarg, mind az csavarg vastagsága fontos szerepet játszik.

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	Hanghullámok visszaverődése
2	-	Hanghullámok elnyelése

Példa:

• Az összes hangszigetelő elemet, például az ajtókárpitot, a padlószőnyegeket, a tetőkárpit, a tárolórekeszeket és az üléseket eltávolítják a járműből.
• Ennek eredménye, hogy a hang közvetlenül visszaverődik (növekszik a hangerő), és koncertterem-effektus jön létre.

A zaj és a rezgések természete egy autóban

A járműben ülők különböző szintű hangokat vagy zajokat érzékelnek attól függően, hogy hol vannak.

Hang/zaj hullám (állóhullám) autóban

Pozíció.	Pótalkatrész sz	Név
1	-	A sofőr a holttérben van
2	-	A hátsó utas a "hullámtengely" zónában tartózkodik

A zaj és rezgések természete a szívó- és kipufogórendszerekben

A jármű szívórendszere a levegőben és a szilárd csavargokban terjedő hangok forrásaként



A jármű kipufogórendszere a levegőben és a szilárd csavargokban terjedő hangok forrásaként





Útvonalak, amelyek mentén a hang továbbhalad

• A felső ábra azokat az útvonalakat mutatja, amelyeken keresztül a hang a szívó- és kipufogórendszerből továbbítható.
• A levegőben átvitt hangon kívül mindkét rendszerben a szilárd csavargok által szállított hang dominál. Annak érdekében, hogy ez az arány a lehető legkisebb legyen, az ilyen típusú oszcilláló elemekhez merev csatlakozásokkal kell a testhez csatlakoztatni őket.
• A kipufogórendszer különösen vibráló elem, és optimális szigetelést igényel a padlóhoz való csatlakoztatás révén, valamint jó elvezetési és rögzítési helyeket igényel a szilárd test hangátvitelének csökkentése érdekében.

Szívórendszer

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

• A szívórendszerek térfogata és hossza pontosan megegyezik. A karbantartás vagy a javítás során semmilyen változtatás nem végezhető. Az elemek (tömlők és csővezetékek) csatlakoztatásakor ügyeljen az összes csatlakozás légmentességére.
• A szívórendszerben erős nyomásváltozásoknak kitett elemek felülete különösen erős vibrációnak van kitéve.
• A hőmérsékleti hatások, mint például a levegőszűrő házának felmelegedése, megváltoztathatják a felületek keménységét.
• Annak elkerülése érdekében, hogy a szívórendszer felületének rezgései által okozott hang átterjedjen a jármű felépítményére, a karbantartás során a következő pontokat kell figyelembe venni:
  • A teljes szívórendszert el kell szigetelni a testtől, és gumiperselyekkel kell rögzíteni anélkül, hogy feszültséget okozna.
  • A szívórendszer légcsatornái nem érintkezhetnek karosszériaelemekkel.
  • Behelyezett 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 kipufogó

• A kipufogórendszereket deformáció nélkül kell felszerelni.

MEGJEGYZÉS: A kipufogórendszert alátámasztó gumitartók szintén átadják a vibrációt, és bizonyos körülmények között zajproblémákat is okozhatnak. Emiatt fontos, hogy a kipufogórendszert deformáció nélkül szereljék fel.

• A gumipárnákat nem szabad "nyújtani".
• A kipufogócsonkot és a katalizátort (ha közvetlenül a motorra szerelték) mereven csatlakoztatni kell a motorhoz (a konzolokban lévő csatlakozók nélkül).
• A probléma egyszerű ellenőrzése:
  • Távolítson el minden támaszt, amelyen a kipufogórendszer felfüggesztve van.
  • A kipufogórendszert maximum két helyen rögzítse zsinórra.
  • Ellenőrizze a zajszintet a járműben a közúti teszt során.
  • Ha ez megoldja a problémát, a zajt a kipufogórendszer rögzítése okozza.
  • Egyenként szerelje fel a helyükre a kipufogórendszer-tartókat, és mindegyik felszerelése után tesztelje a járművet.
  • Így lépésről lépésre haladva megtalálhatja az autóban a zajt okozó támasztékot.

Karosszéria összeszerelés

Cél

• Különféle követelmények vonatkoznak az autó karosszériájára, különösen amikor az autó mozog. Az uralkodó rezgéseket elsősorban az autó egyéb elemei okozzák, mint például a motor és a tartók. Ezért a karosszéria az egyik legfontosabb eleme egy autónak az NVH paramétereit tekintve.
• Az autó leírt elemei funkciójuknak megfelelően önálló, független zajforrások voltak. De a karosszéria az autó összes elemét összeköti és magában foglalja.
• A testet a levegőben és szilárd testek által hordozott hang rezgései érik.
• Az összeszerelt felépítménynek el kell fogadnia minden rezgést és impulzust minden elemből, és lehetőség szerint nem továbbítania kell a jármű belsejébe.
• A karosszéria legmagasabb NVH paramétereit az acél tető-, oldal- és padlólemezek jellemzik. Szigorúan a test felépítése stimulálja őket, és úgy működnek, mint egy hangszóró, amely zajt továbbít.

További testkövetelmények

• Jó ütközési viselkedés
• Nagy belső tér
• Korrózióállóság
• Könnyű súly
• Jó aerodinamikai forma

E pontok között kompromisszumot kell kötni. Az egyik példa a karosszéria nagy merevsége, amely jó NVH-teljesítményt biztosít, és a deformálható zónák használatával jó ütközési energiaelnyelés.

Példa:

• A vízállóság nem jelent hangszigetelést, ezért a következő szempontokat kell figyelembe venni:
  • Az ablakok helyes beszerelése.
  • 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:
  • Terelőlemezek felszerelése a kritikus helyekre, például a kerettag és az A-oszlop csatlakozásaira, hogy jó hangszigetelést biztosítsanak a levegőben terjedő zaj ellen.
  • Habdugók beszerelése a problémás területekre.
  • Üreges részek kitöltése habbal.

MEGJEGYZÉS: Az autókban habos elemeket és habpárnát használnak a levegőben terjedő hangátviteli pontok lezárására. Ha a probléma a szél, a gumiabroncsok, a motor vagy az út zaja, ellenőrizze a habszivacs elemek helyzetét.

Az eredeti szöveg egy online forráson található (Fordbook.ru)