Zgomot, vibrații și asprime (Focus 1)

Introducere

Acest capitol oferă o scurtă prezentare generală a modului în care parametrii de zgomot, vibrații și asprime (NVH) se manifestă într-un vehicul și ce măsuri corective sunt posibile.

Ce se înțelege prin termenul NVH în industria auto?

• N = Zgomot - Sunet, poate fi auzit
• V = Vibrație - Vibrație, poate fi simțită
• H = Duritate, efectul său poate fi auzit și simțit

Tipuri de zgomot în tehnologia NVH

• Zgomotele din mașini sunt clasificate în funcție de ton:
  • Ton scăzut - vuiet, bâzâit
  • Ton mediu - bâzâit, trosnet
  • Ton înalt - urlet, fluier, scârțâit
• Urletele și șuieratul puternic sunt dureroase pentru urechi.

Cât de diferit intră zgomot într-o mașină:

• Zgomotul scăzut este produs în principal de motor.
• Zgomotul slab este, de asemenea, cauzat de suprafața drumului, mai ales dacă suprafața drumului este neuniformă. Aceasta este o formă de zumzet care poate fi simțită ca o vibrație de către ocupanții vehiculului.
• Cu toate acestea, zgomotul ascuțit care este perceput ca un zgomot sau un fluier este adesea zgomot de flux de aer (zgomot de vânt) sau provine de la componente precum alternatorul, pompa de servodirecție sau cureaua de transmisie.
• Există, de asemenea, un zgomot de zgomot care poate apărea la conducerea pe drumuri denivelate. Zgomotele de zgomot sunt produse, de exemplu, de amortizoare, componente ale șasiului sau piese libere din interiorul vehiculului.

Propagarea undelor sonore în aer

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Sursă de sunet, cum ar fi un motor
2	-	Undă sonoră
3	-	Amplitudine

Sunetul este propagarea undelor longitudinale sub formă de modificări ale presiunii aerului.

Transmiterea sunetului prin corp

Sunetul este transmis prin lichide sau solide, cum ar fi caroseria unei mașini.

Viteza de transmisie (viteza sunetului) în lichide sau solide depinde de material, dar este în general mai mare decât viteza în aer (de aproximativ 5 ori mai mare).

Combinație de aer și transmisie solidă

NOTĂ: Transmiterea sunetului prin aer și solide este de o importanță primordială în aplicațiile auto.

Transmiterea zgomotului într-o mașină

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Trecerea sunetului prin aer
2	-	Vibrații sonore

Exemplu:

• Sursa zgomotului este motorul. Zgomote de motor:
• trece direct prin aer
• transmisă sub formă de vibrații de la motor la caroserie și "radiată" în interiorul mașinii prin aer, de exemplu, printr-un despărțitor.

Vibrații

• Frecvențele sub 20 Hz (frecvențe joase) și peste 20 kHz (frecvențe înalte) nu sunt perceptibile de urechea umană.
• Motorul este instalat in asa fel incat, din cauza denivelarii drumului, sa oscileze vertical pe suporturile sale elastice.
• Suporturile de motor neajustate vor transmite vibrații caroseriei și, prin urmare, ocupanților vehiculului.
• Se aplică următoarele reguli de bază:
  • În aplicațiile auto, nu numai frecvențele audio trebuie luate în considerare, ci și frecvențele inaudibile (joase).
  • De obicei se pot observa vibrații de joasă frecvență (amplitudini mari).
  • Vibrațiile de înaltă frecvență pot fi auzite, dar vor fi percepute și ca vibrații în podea, volan sau scaun.

Rezonanţă

• Fiecare corp are propria sa frecvență de vibrație.
• Dacă un sistem capabil să vibreze este excitat la propria frecvență de vibrație, va începe să rezoneze.
• Funcționarea bruscă a motorului are loc, de exemplu, când este atinsă frecvența de rezonanță (turația critică a motorului).
• După creșterea turației motorului peste această valoare, motorul începe foarte curând să funcționeze fără probleme.

Amortizare

• Dacă amortizorul este instalat paralel cu arcul, caracteristica de amortizare are ca scop reducerea mișcării corpului.
• Functioneaza si amortizorul de la masina.
• Amortizarea afectează rezonanța unui obiect sau a unui sistem.
• Masa în mișcare este amortizată de un amortizor care funcționează corespunzător, astfel încât corpul se oprește imediat să se balanseze.
• Un amortizor de șoc dintr-o mașină este un amortizor (amortizor de vibrații) care permite corpului să oscileze cu atenuarea treptată a vibrațiilor.

Ezitare

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Oscilație neamortizată (neamortizată)
2	-	Oscilație amortizată

Izolare

În tehnologia vibrațiilor, termenul "izolare" se referă la separarea elementelor și sistemelor. Exemplu:

• Motorul este montat pe elemente de arcuri astfel incat masinii sa fie transmise cat mai putine vibratii.
• În industria auto, o pernă de cauciuc (suport) este aproape întotdeauna folosită ca izolație. Elasticitatea cauciucului acționează ca un arc.
• Eficacitatea acestui tip de separare depinde de designul elementului.

Încărcarea direcțională a pernei de cauciuc pentru a asigura o izolare optimă

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Motor
2	-	Suport motor

Absorbţie

• Undele sonore sunt reflectate de pe suprafețele dure
• Dacă întâlnesc suprafețe moi, sunt absorbite. Aici, atât materialul, cât și grosimea materialului joacă un rol important.

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Reflexia undelor sonore
2	-	Absorbția undelor sonore

Exemplu:

• Toate elementele de izolare fonică, cum ar fi ornamentele ușilor, covorașele, garniturile de cap, coșurile de depozitare și scaunele sunt îndepărtate din vehicul.
• Rezultatul este că sunetul este reflectat direct (nivelul sunetului crește) și se creează un efect de sală de concert.

Natura zgomotului și vibrațiilor într-o mașină

Ocupanții unui vehicul percep sunete sau zgomote la diferite niveluri, în funcție de locul în care se află.

Undă sonoră/zgomotă (undă staționară) într-o mașină

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Șoferul este în unghiul mort
2	-	Pasagerul din spate se află în zona "axului valului"

Natura zgomotului și vibrațiilor în sistemele de admisie și evacuare

Sistemul de admisie al vehiculului ca sursă de sunet transmis în aer și solid



Sistemul de evacuare al vehiculului ca sursă de sunet aerian și solid





Căi pe care se transmite sunetul

• Ilustrația de sus arată căile prin care sunetul poate fi transmis de la sistemele de admisie și evacuare.
• Pe lângă sunetul transportat prin aer, sunetul transportat de solide predomină în ambele sisteme. Pentru a menține acest raport cât mai mic posibil, acest tip de elemente oscilante necesită ca acestea să fie conectate la corp folosind conexiuni rigide.
• Sistemul de evacuare este un element deosebit de vibrant și necesită o izolare optimă prin conectarea acestuia la podea, precum și locații bune de dirijare și montare pentru a reduce transmisia sunetului pe corpul solid.

Sistem de admisie

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Galerie de admisie
2	-	Furtun de conectare
3	-	Element de fixare (fixare cu cauciuc)
4	-	Filtru de aer
5	-	Rezonator

• Volumul și lungimea sistemelor de admisie sunt exact potrivite. Nu se pot face modificări în timpul întreținerii sau reparațiilor. Când conectați elementele (furtunuri și conducte), acordați atenție etanșeității tuturor conexiunilor.
• Suprafețele tuturor elementelor supuse unor schimbări puternice de presiune în sistemul de admisie sunt supuse în special la vibrații puternice.
• Influențele temperaturii, cum ar fi încălzirea carcasei filtrului de aer, pot provoca modificări ale durității suprafețelor.
• Pentru a preveni transmiterea sunetului cauzat de vibrațiile suprafeței sistemului de admisie către caroseria vehiculului, în timpul întreținerii trebuie luate în considerare următoarele puncte:
  • Întregul sistem de admisie trebuie izolat de corp și asigurat în bucșe de cauciuc fără a provoca nici un stres.
  • Conductele de aer ale sistemului de admisie nu trebuie să intre în contact cu elementele corpului.
  • Izolație din spumă introdusă în punctul de contact cu corpul sau alte elemente.

Design sistem de evacuare

Poz.	Piesa de schimb Nr	Nume
1	-	Convertor catalitic
2	-	Element despărțitor
3	-	Toba fata
4	-	Toba de eșapament spate

• Sistemele de evacuare trebuie instalate fără nicio deformare.

NOTĂ: Suporturile de cauciuc care susțin sistemul de evacuare transmit, de asemenea, vibrații și pot provoca, de asemenea, probleme de zgomot în anumite condiții. Din acest motiv, este important ca sistemul de evacuare să fie instalat fără deformare.

• Pernele de cauciuc nu trebuie "întinse".
• Galeria de evacuare și convertizorul catalitic (dacă sunt montate direct pe motor) trebuie să fie conectate rigid la motor (fără conectori în suporturi).
• O simplă verificare a problemei:
  • Scoateți toate suporturile pe care este suspendat sistemul de evacuare.
  • Agățați sistemul de evacuare pe cabluri în două locuri, maxim.
  • Verificați nivelul de zgomot din interiorul vehiculului în timpul unui test rutier.
  • Dacă acest lucru rezolvă problema, zgomotul este cauzat de suporturile sistemului de evacuare.
  • Instalați suporturile sistemului de evacuare pe loc, unul câte unul și testați vehiculul după ce le-ați instalat pe fiecare.
  • Continuând pas cu pas în acest fel, puteți găsi suportul care provoacă zgomotul în mașină.

Ansamblu caroserie

Scop

• Pe caroseria mașinii sunt impuse diferite cerințe, în special atunci când mașina este în mișcare. Vibrațiile predominante sunt cauzate în principal de alte elemente ale mașinii, precum motorul și suporturile. Prin urmare, caroseria este unul dintre cele mai importante elemente ale unei mașini în ceea ce privește parametrii NVH.
• Elementele descrise ale mașinii, în conformitate cu funcțiile lor, au fost surse individuale independente de zgomot. Dar caroseria conectează și adăpostește toate elementele mașinii.
• Corpul este supus vibrațiilor de la sunetul transportat prin aer și purtat de corpuri solide.
• Caroseria asamblată trebuie să absoarbă toate vibrațiile și impulsurile de la toate elementele și, dacă este posibil, să nu le transmită în interiorul vehiculului.
• Cei mai înalți parametri NVH ai caroseriei sunt caracterizați de panouri din oțel pentru acoperiș, lateral și podea. Sunt stimulați strict de structura corpului și funcționează ca un difuzor care transmite zgomot.

Cerințe suplimentare ale corpului

• Comportament bun la coliziune
• Spatiu interior mare
• Rezistenta la coroziune
• Greutate ușoară
• Forma aerodinamica buna

Trebuie făcut un compromis între aceste puncte. Un exemplu este între rigiditatea ridicată a caroseriei pentru a oferi performanțe bune NVH și o bună absorbție a energiei la impact prin utilizarea zonelor deformabile.

Exemplu:

• Impermeabil nu înseamnă izolare fonică, așa că trebuie luate în considerare următoarele puncte:
  • Instalarea corectă a ferestrelor.
  • Instalarea corectă a etanșărilor.

• Puncte suplimentare
  • Găuri în compartimentul motor
  • Garnituri usi si ferestre
  • Orificii de încălzire și ventilație
  • Furtunuri de scurgere pentru trapă

• Labelele corpului și traversele sunt adesea canale pentru transmiterea sunetului. Măsuri corective posibile:
  • Instalarea deflectoarelor în locații critice, cum ar fi îmbinările dintre elementul cadrului și stâlpul A, pentru a asigura o bună izolare fonică împotriva zgomotului aerian.
  • Instalarea dopurilor de spumă în zonele cu probleme.
  • Umplerea secțiunilor goale cu spumă.

NOTĂ: Elementele din spumă și căptușeala din spumă sunt utilizate în automobile pentru a sigila punctele de transmisie a sunetului transmis în aer. Dacă problema este vântul, anvelopele, motorul sau zgomotul drumului, ar trebui să verificați poziția elementelor din spumă.