V roce 1990 se začínající odnož značky japonské automobilky Toyota Motor Co. snažila udělat dojem mezi kupujícími, kteří kladou rovnítko mezi nejvyšší luxus a evropské značky. Počátečník, Lexus, odvysílal reklamu, ve které pyramida 15 šampaňských fléten balancovala na kapotě Lexusu LS 400. S vozem na běžícím pásu jede ekvivalent více než 140 mil za hodinu (225,3 kilometrů za hodinu), motor Při vytáčení zůstaly brýle nehybně na kapotě – pravděpodobně důkaz preciznosti detailů nového luxusního výrobce a hedvábné hladkosti jeho vozů [zdroj:Dawson].
Bylo mimochodem prokázáno, že kaskadérský kousek v reklamě byl skutečně autentický. Dokázal ale něco samotný kaskadérský kousek?
Pokud byl rychlý nárůst známosti značky Lexus nějakým ukazatelem, ukázalo se, že kupující prémiových vozů kladou velký důraz na měření kvality, jako jsou vibrace motoru. Konkrétně, čím méně, tím lépe:Jak každý, kdo vydržel raketu uvnitř econoboxu, ví, vibrace motoru, které se dostanou do kabiny, mohou vážně zhoršit kvalitu jízdy.
Vibrace motoru jsou jen jedním z několika faktorů kvality, které automobiloví inženýři označují jako hluk, vibrace a tvrdost nebo jednoduše NVH. Je důležité se na to zaměřit, protože NVH z velké části určuje, co si spotřebitelé myslí a co o vozidle cítí; to zase ovlivňuje, kolik jsou za to ochotni zaplatit a jestli jsou vůbec ochotni si to koupit.
Ze všech důvodů, proč se vozidlo může třást a chrastit, když je v pohybu, si vibrace motoru zaslouží zvláštní kontrolu, protože mohou mít dopad na:
Pojďme se tedy podívat na pět inovací z minulosti, současnosti a budoucnosti, které mohou snížit vibrace motoru, zvýšit pohodlí a zajistit celkově lepší zážitek z jízdy.
ObsahV jistém smyslu jsou držáky motoru první obrannou linií při potlačování otřesů motoru, které se šíří celým vozidlem.
Nejprve bychom si pravděpodobně měli promluvit o tom, proč motory produkují vibrace. Připomeňme, že proces vnitřního spalování je série výbuchů. Jsou dokonale řízeny a mají choreografii, ale přesto jsou to silné exploze. Za druhé, spalovací motory jsou směsicí čerpacích, vířících a rotujících částí. Tyto části mají hmotnost a když se uvedou do pohybu, reagují na blok motoru stejnou a opačnou silou. Tyto reakce, násobené tisíci za minutu uvnitř typického motoru, se projevují jako vibrace.
Určité množství vibrací motoru je tedy naprosto přirozené – jen je nechceme cítit v prostoru pro cestující. Držáky motoru jsou obvykle kovové příruby na motoru a podél stěn motorového prostoru. Jsou vyloženy silnými průchodkami nebo bloky vyrobenými z polyuretanu nebo pryže, které absorbují část vibrační energie z motoru, když běží.
Pokud si začnete všímat nadměrných vibrací od motoru tam, kde předtím žádné nebyly (a víte, že to není něco jiného, například špatně seřízené zavěšení), je dobré zkontrolovat uložení motoru. Opotřebované úchyty motoru mohou být zřejmé – guma nebo jiný absorbující materiál bude často prasklý, roztrhaný nebo viditelně opotřebovaný. Někdy to nelze poznat jen vizuální kontrolou, protože guma se mohla vnitřně zbortit. Pokud si nejste jisti, navštivte kvalifikovaného technika [zdroj:Denby].
Kromě uložení motoru je dobré zkontrolovat převodovku držáky také - slouží stejnému účelu, izolovat zbytek vozidla před otřesy způsobenými převodovkou.
Když někoho nazvete „tvrdým“, obecně to není považováno za kompliment. Ale při aplikaci na vozidla je tuhost dobrá věc.
Pokud jde o udržení vibrací motoru na uzdě, vyplatí se začít s pevným základem. A tím myslíme rám -- kostru, chcete-li, jakéhokoli silničního vozidla. Pevně postavený, konstrukčně tuhý rám odolává ohýbání, ohýbání a přenášení nepříjemných vibrací.
Přidání příčných nosníků – nazývaných také stabilizátory – je běžnou praxí, která pomáhá snížit ohýbání karoserie automobilu a celkově ztužuje vozidlo.
Skřípání, chrastění a bzučení často vycházejí z volně sestaveného rámu a jsou zhoršeny širokými tolerancemi na celkové konstrukci vozu. V automobilovém průmyslu se tomu někdy říká „fit and finish“. To je široký pojem, který v podstatě znamená:„Jak velkou pozornost věnovali stavitelé kvalitě a přesnosti montáži tohoto vozidla?“
Špatné lícování a povrchová úprava ve spojení s volně svařeným a ohýbajícím se rámem může způsobit, že jakékoli stávající vibrace motoru budou znít a zhoršit se.
Někdy, abyste našli a odstranili vibrace motoru, musíte jít přímo ke zdroji. Náš další vibrační stíhač motoru jistě vzbudí uznání mezi zkušenými soustružníky.
Anatomie vibrací motoruNVH se obvykle vyskytuje ve dvou variantách:vzduchem, který vnímáte ušima; a strukturální, což většinou cítíte – přes sedadlo vozidla, volant a podlahu.Vzdušné poruchy jsou obecně zvuky s vyšší frekvencí v rozsahu 300 Hz a výše. Inženýři proti nim působí buď jejich eliminací u zdroje, nebo je utlumí materiálem tlumícím zvuk (vloženým do dutin dveří a těla).Strukturální poruchy probíhají na tak nízkých frekvencích, že jsou více cítit (jako vibrace) než slyšet. Automobiloví inženýři musí pečlivě měřit a snažit se zmírnit nepříjemné pocity, které řidiči zažívají, protože vibrační energie se přenáší na ruce, nohy a dokonce i na sedadla jejich kalhot![zdroj:Duncan, Su a Wolf]
Vynechávání zapalování je dalším viníkem vibrací motoru. Moderní systémy zapalování a vstřikování paliva, které zahrnují lepší zapalovací svíčky a inteligentní řídicí počítače motoru, jsou mnohem spolehlivější než systémy založené na distributorech v minulosti.
To znamená, že k vynechání zapalování může (a dochází) stále na novějších vozidlech. Během vynechání zapalování se jedna nebo více zapalovacích svíček nezapálí a nezapálí palivový puls, když jsou na to naprogramovány. Toto selhání v jedné nebo více spalovacích komorách způsobí škytavku v rytmu pístů a v důsledku toho i klikové hřídele, ke které jsou připojeny. Výsledek:vibrace, škubání a dokonce i zhasínání motoru. Nyní k inovativní části:pokud nedokážete rozeznat křečovité vibrace nemocného motoru od pouze starého a potrhlého motoru, dnešní technologie vás pokryla. Je téměř jisté, že kombinace vynechávajícího nebo nezapalovacího válce a zapalovací svíčky spustí u každého moderního automobilu kontrolku „zkontrolujte motor“. Odtud můžete snadno najít a zakoupit diagnostickou čtečku, abyste zjistili, co je v nepořádku, nebo přiveďte vozidlo do místního servisu, aby se na něj podíval technik.
Nežádoucí vibrace motoru jsou ve své podstatě o nedostatku harmonie. Jak jsme již poznamenali, vnitřní spalování je pro začátek docela násilný proces. Naší další inovací je pokus jednoho průkopníka vnést do rovnice určitou harmonii.
Pokud jste někdy viděli klikový hřídel automobilu zblízka a osobně, víte, že je to velký, těžký a extrémně odolný kus vybavení. Musí to tak být, aby vydrželo bušení, které vyžaduje tisíce výbušných zdvihů pístu za minutu.
I když je klikový hřídel odolný, je náchylný ke kroucení a ohýbání v reakci na tlak, který odebírá od pístů a ojnic nad ním. Může také přenášet nežádoucí vibrace do celého motoru a zbytku vozidla. Kromě toho může kliková hřídel při určitých otáčkách dosáhnout stavu zvaného rezonance, kdy vibruje na frekvenci, která může způsobit katastrofické selhání (vzpomeňte si na televizní reklamy, které jste viděli, kde se k rozbití používá zvučný zpěvák nebo vysoký zvuk. nešťastná sklenka na víno).
V roce 1911 vynalezl automobilový génius Frederick Lanchester zařízení, které se přišroubovalo na konec točících se klikových hřídelí, aby tyto problémy odstranil nebo alespoň snížil. Harmonický vyvažovač (který se nazývá tlumič/tlumič vibrací nebo řemenice klikového hřídele) byl na světě. Tento vyvažovač tlumí smykové a kroutící síly přenášené na klikový hřídel tlačením pístů. Aby pohltil obrovskou energii klikové hřídele, má vyvažovač část, která může být vyrobena z pryže nebo naplněna kapalinou rozptylující energii [zdroj:Hillier].
Dosud jsme se podívali na spoustu způsobů, jak pasivně zabránit nebo alespoň utlumit nepříjemné vibrace motoru. Ale naše poslední antivibrační inovace ve skutečnosti útočí, aby ty špatné vibrace udržela na uzdě.
Holení váhy a riskování třesuHarmonické vyvažovače jsou nutně těžké, aby čelily značné rotující hmotnosti klikového hřídele. Ale ve vysoce výkonném světě přizpůsobení automobilů se hmotnost ubírá na koňské síly. Výsledkem je, že mnoho milovníků rychlosti nahrazuje harmonické vyvažovače na svých autech lehčími verzemi pro trh s náhradními díly nebo jednotky úplně odebírá, aby jeli o něco rychleji. Kompromis:získají drsnější, chvějící se jízdu a potenciálně zkrátí životnost motoru jejich auta.
Pokud jste někdy listovali katalogem jednoho z těch drahých obchodů s gadgety, je pravděpodobné, že jste narazili na rozšířená reklamní sluchátka s potlačením hluku. Pokud ano, možná si pamatujete, že fungují tak, že detekují urážlivé zvuky pomocí mikrofonu, duplikují zvuk téměř ve všech ohledech a vrací ho zpět do vašich uší. Jediný rozdíl:duplikovaný zvuk je záměrně posunut o 180 stupňů mimo fázi od původního hluku.
Zatímco soubojové zvuky mají stejnou frekvenci a amplitudu, fázový posun způsobí, že se vzájemně vyruší. Pro vás, posluchače, je původní hluk vykreslen sotva slyšitelným šepotem svého dřívějšího já, což vám umožní vychutnat si hudbu, nebo chcete-li sladké ticho.
Do značné míry tak funguje aktivní regulace vibrací, kterou lze použít v automobilech. V jednom systému od společnosti Trelleborg Automotive poslouchá mikrofon namontovaný v autě vibrace v předem určeném frekvenčním rozsahu. Podobně jako u příkladu sluchátek systém reaguje stejnou, ale opačnou protivibrací. Elektromagnetický pohon, nazývaný „třepačka“, přenáší protivibrace ve vybraných upevňovacích bodech, například na volantu nebo v prostoru pro nohy v podlaze.
Samozřejmě, možnou nevýhodou takového systému je, že by mohl fungovat příliš dobře a maskovat některé příznaky skutečně nemocného automobilu. Ale jak již bylo zmíněno dříve, je velká šance, že dostanete nějaký jiný typ varování, jako je kontrolka motoru, která signalizuje legitimní potíže.
Jak jste právě četli, vibrace motoru jsou v kokpitu cítit z mnoha důvodů. Naštěstí pro nás předchozí inovace nabízejí účinné způsoby, jak bojovat proti nežádoucímu klepání motoru, chrastění a drnčení.
Původně zveřejněno:20. července 2012
