Рационально гасим автомобильные шумы и вибрации — ДРАЙВ

Как работают и что собой представляют виброгасители

Виброгасители – это устройства, снижающие амплитуду и силу механических колебаний узлов и агрегатов оборудования, а также прочих объектов или их конструктивных элементов, испытывающих вибрацию либо являющихся ее источниками.

Во всех случаях виброгашение осуществляется за счет увеличения потерь или поглощения энергии колебаний при преодолении упругого либо инерционного сопротивлений виброгасителя.

Виброгасители

Область применения виброгасителей очень широка и настолько же велико число конструкторских решений их исполнения. Они подавляют вибрацию электродвигателей и редукторов, на трубопроводах, у бурильных машин и оборудования, в холодильных установках и других устройств и механизмов.

Они представляют собой: расширяющиеся звенья трубопровода, амортизаторы, подпружиненные поршни, дроссели, демпферы, жесткие и гибкие отражатели в виде перегородок, камеры со сжатым газом либо воздухом, различные противовесно-колебательные системы и так далее.

Comments 29

Я себе тоже из свинца отливал.

Следует отметить, что чем больше энергия колебаний вибрирующего узла, тем выше она и у виброгасителя, так как свою он приобретает от взаимодействия. Недостаток динамического устройства – оно действует только на какой-то определенной частоте, которая соответствует его резонансным колебаниям.

Поэтому производители этих виброгасителей выясняют резонансную частоту агрегата автомобиля – ту, на которой амплитуда колебаний резко возрастает. Затем они рассчитывают необходимые параметры динамического устройства (его вес, жесткость упругого соединения и другие), которые позволят изготовить его с такой же резонансной характеристикой, что и узла машины, и обеспечат максимальную эффективность виброгашения.

Автоваз в борьбе против вибрации

Заводская установка динамических виброгасителей на все автомобили семейства «Нива», сходящие с конвейера ОАО АвтоВАЗ, началась относительно недавно (со второй половины 2022 года).

А для автовладельцев внедорожников вышеозначенного семейства, выпущенных ранее этого временного отрезка, в продаже есть устройства гашения вибрации двигателя или раздаточной коробки, которые спроектированы специально для различных модификаций Нивы.

виброгаситель на ниву

Устройство динамического виброгашения для «Нивы» имеет форму цилиндра и состоит из двух стальных деталей, а также упругой резиновой прослойки между ними. Наружный цилиндр является одновременно корпусом устройства и дополнительной массой колебательной системы, которая своими колебаниями гасит вибрацию.

Крепится узел посредством кронштейна, жестко соединенного с деталью, находящейся внутри корпуса. Согласно инструкции, для обеспечения максимального снижения вибрации от трансмиссии крепить этот виброгаситель нужно к подушке коробки перемены передач. Для уменьшения виброколебаний от двигателя устройство следует крепить на подушки силового агрегата. Стоимость одного устройства в розничной продаже около полутора тысяч рублей.

Виброгаситель в автомобиле

Вообще машина это просто «рассадник» вибраций, они здесь всюду – это и колеса, и как я уже писал двигатель, трансмиссия много еще чего. Поэтому их реально нужно гасить. Для справки – в современной иномарке, виброгасителей может быть от 30 до 60! Просто вдумайтесь, поэтому они такие плавные и тихие.

Хочется отметить, что в Российских автомобилях (таких как ГРАНТА), сейчас начинают стремительно внедрять эти технологии, благодаря чему хотят повысить комфортность и надежность. А вот раньше этих устройств, практически вообще не было, если не считать различные опоры и резинки глушителя и трансмиссий.

Виброгаситель и его назначение

Это изобретение служит для уменьшения амплитуды колебаний и силы узлов автомобиля. Оно предназначено для снижения вибрации некоторых механизмов и элементов транспортного средства. Здесь гашение происходит с помощью поглощения колебаний за счет оказываемого сопротивления.

Работает виброгаситель за счет резонанса и антирезонанса. В автомобилях может устанавливаться до нескольких десятков виброгасителей. Изначально их ставили для повышения шумоизоляции. Инженеры поняли что за счет использования виброгасителей увеличивается срок службы многих деталей автомобилей. Это объяснялось снижением вибраций и их воздействием на другие детали.

В наши дни самым популярным виброгасителем является «динамический». Производители автомобилей часто используют именно его. Широкое распространение получил такой гаситель из-за эффективных свойств по сравнению с обычным. В оснащение динамического виброгасителя обязательно включены прокладки из резины.

Считается что виброгасители продлевают срок службы для некоторых деталей. При их использовании значительно повышается уровень шумоизоляции, что положительно сказывается на работе всего автомобиля. Косвенно на безопасность транспортного средства установка виброгасителя также влияет. Цены на устройство зависят от назначения и марки производителя.

Где закреплять виброгасители – правильно?

Существует два места, в которые нужно устанавливать виброгасители.

Для чего используются виброгасители?

Купить.

Основная задача виброгасителей — амортизировать удар, который рука спортсмена получает в тот момент, когда он бьет по мячу ракеткой.

Использовать этот элемент атрибутики не обязательно. Некоторые теннисисты играют и без виброгасителей. Однако, если вы решите использовать их, то обеспечите вашего ребенка удобством во время игры в теннис.

Виброгаситель влияет только на комфорт во время игры. Силу удара этот элемент атрибутики не увеличивает и не снижает.

Место #1

Купить.

Виброгаситель располагают под самой нижней струной ракетки.

А еще интересно:  Буксует коробка автомат, что делать? Возможные причины пробуксовки » - твой гид в мире машин

Место #2

Допускается размещение изделия между самой нижней струной и той, которая находится выше ее.

В первые разы вам будет непросто разместить виброгаситель на ракетке ребенке правильно. Однако, не переживайте. Стоит немного попрактиковаться, и через некоторые время вы сможете делать это за считанные секунды.

Область применения

Справедливости ради стоит отметить что, такие устройства применяются в различных узлах и механизмах. Применение настолько велико, что описать все не получится, применяются — для буров и различного типа сверлильного оборудования, промышленных холодильных установках, компьютерной техники, на электрических двигателях и т.д.

Представляют из себя: — амортизаторы, поршни, всевозможные резиновые прокладки, демпферы, всякого рода отражатели, иногда «натяжители» и т.д. В общем, все что гасит всевозможные вибрации.

Отличие динамического виброгасителя

Динамический виброгаситель намертво устанавливается на ту часть автомобиля, которую он должен защитить от вибраций. При появлении колебаний гаситель начинает действовать и двигаться в противоположной фазе для создания антирезонанса. Так как сложно узнать силу колебаний, разработчики делают виброгасители под максимально возможные перегрузки. По этой причине динамические виброгасители необходимо ставить только там, где это предусмотрено.

По заявленным стандартам производителей такое устройство служит около 10 лет. Если производить своевременный уход и профилактику этого компонента, то срок службы может быть увеличен. Также длительность использования зависит от ]детали[/anchor].

На автомобили устанавливаются преимущественно динамические виброгасители. Эта деталь имеет компактные размеры, вне зависимости от того куда она устанавливается.

Принцип работы

Когда происходит колебание вверх-вниз, виброгаситель противодействует по инерции с помощью соединения. Оно позволяет устройству не вибрировать вместе с агрегатами транспортного средства. Также через свое соединение гаситель трансформирует и отдает энергию с другой амплитудой автомобилю. Во время работы устройства виброгаситель движется в противоположном направлении относительно прикрепленной детали.

Инерция у виброгасителя больше, чем у механизма за счет совершения собственного движения. Энергия вибрации этого устройства зависит от энергии к прикрепленной детали. Чем выше вибрация, тем больше энергии поступает к виброгасителю.

Недостатком динамического виброгасителя считается ограниченность по действию на определенных частотах колебаний. При производстве таких устройств перед разработчиками стоит задача в установлении резонансной частоты.

Причины вибрации

Рационально гасим автомобильные шумы и вибрации — ДРАЙВ
Уровень шума – одна из характеристик, по которым выбирают кондиционер. Внутренний блок работает в диапазоне 26-36 Дб. Наружный модуль издает больше шума – до 56 Дб. Громкий звук издают движущиеся части – вентилятор и компрессор. Часто гудение сопровождается вибрацией. Неприятная ситуация возникает по разным причинам:

  • разбалансированная крыльчатка вентилятора;
  • плохо закрепленные болты на кронштейнах;
  • монтаж блока на слабой поверхности;
  • отсутствие виброопоры для кондиционера.

Повышенный уровень вибрации сопровождает работу не только бюджетных, но и дорогостоящих моделей. Если он вызван недочетами при монтаже наружного блока, их можно исправить.

На уровень шума влияет правильность выбора опорных элементов (кронштейнов), метизов. Установив виброгасящие прокладки под ножки оборудования, избавитесь от проблемы.

Рационально гасим автомобильные шумы и вибрации — драйв

Каждый из нас сам определяет важность тех или иных потребительских свойств автомобиля. Кого-то больше интересует простор, например, кого-то ― управляемость. Но акустический комфорт актуален для всех. Не нужно быть экспертом, чтобы понять, шумен ли автомобиль. Первые выводы можно сделать буквально в начале поездки. Тогда как, скажем, оценка плавности хода или тормозов требует времени. В индустрии шумы и вибрации объединены в англоязычное понятие NVH (Noise, Vibration, Harshness). За последним словом скрывается, скажем так, жёсткость, интенсивность явлений ― прямой аналог слову harshness в техническом русском не найти.

Если в области NVH всё плохо, человек физически это чувствует: перегружается нервная система и головной мозг, уходит внимание, снижаются тонус и реакция. Поэтому в современных ― более тихих ― автомобилях легче ездить на дальняк. Только не надо говорить, что со временем «стала лучше шумоизоляция»! С точки зрения теории, шумоизоляция ― последний и совершенно не обязательно самый эффективный способ обеспечить акустический комфорт. Сейчас разберёмся почему.

Про NVH трудно рассуждать без глубокого погружения в физику и математику. Чтобы не завязнуть в высоких материях, мы упростим некоторые вещи. Но не будет ошибкой сказать, что шум генерируется вибрациями. Сами по себе они тоже вредны, причём особенно для техники.

Итак, у любого колебания есть источник. Автомобильные шумы и вибрации генерируются прежде всего двигателем и выхлопной системой, катящимися колёсами, а также воздухом, обтекающим кузов. Есть ещё несколько десятков источников, но доминируют именно перечисленные. Обычно на городских скоростях основной «вклад» вносит силовой агрегат, на шоссейных 90-100 км/ч всё голосит практически в равной степени, а после 120-130 км/ч беспокоят в первую очередь возмущения аэродинамического и дорожного происхождения. Это в теории.

Любой шум, например от мотора, распространяется двумя путями. Механически — через вибрации панелей кузова и структурных элементов, имеющих физическую связь с источником, — и непосредственно по воздуху, в том числе «проникая» через те самые панели, как показано на иллюстрации. Поэтому есть три основных пути борьбы с шумом. В порядке приоритета это снижение интенсивности его происхождения, гашение вторичного излучения структурными элементами и только в третью очередь ― звукоизоляция, то есть «ловля» той составляющей, что передаётся воздушным путём.

А еще интересно:  Пять причин любить и ненавидеть Chevrolet Niva - КОЛЕСА.ру – автомобильный журнал

Например, снижение шума от двигателя начинается ещё с организации процесса сгорания, которое по возможности должно быть сглаженным. Крупные излучатели звука ― блок цилиндров, крышка головки, поддон картера ― конструируются так, чтобы не резонировать в такт рабочему процессу в цилиндрах. Всё чаще подобные элементы делают из пластмасс, прямо на них наносятся шумопоглощающие материалы, а весь мотор по возможности «капсулируется». Раньше сильно шумели выхлопные системы, но невольно помогли катализаторы и фильтры твёрдых частиц, сглаживающие пульсации отработавших газов в помощь глушителям.

Дальнейшему распространению вибраций должны препятствовать опоры силового агрегата. Точки их крепления выбирают так, чтобы не провоцировать колебания кузова. Памятна история первых серийных ВАЗов-2108, у которых из-за неверно расположенной передней опоры вибрации и шум на холостом ходу достигали дискомфортного уровня. Опору переносить было поздно, её сделали мягче, что принесло ряд других проблем…

Сегодня гидравлические опоры силового агрегата, объединяющие в себе упругую и гасящую функцию (как дуэт пружины и амортизатора в подвеске), перестали быть экзотикой. Наиболее эффективны активные опоры, создающие движение в противофазе к вибрации либо изменяющие свою жёсткость в зависимости от условий.

Колебания, всё же попадающие на кузов, нужно минимизировать. Очень важно избежать резонансов. Максимально жёсткий кузов совершенно не обязательно получается и тихим. Монолитная конструкция может снизить резонансы, но увеличить структурную передачу шума.

В отличие от журналистов, автомобильные инженеры чаще оперируют понятием резонансных частот кузова, а не его жёсткости на кручение. Причём оптимальная частота не должна быть как можно больше или меньше ― она должна быть ровно такой, чтобы избегать резонансов. Потому что кузов ― лишь один из членов сложнейшей колебательной системы, в которую входят и упругие элементы подвесок, шины, сиденья, и все источники колебаний.

Силовая схема кузова разрабатывается с учётом всего перечисленного. Даже те детали, которые не несут серьёзной нагрузки, обладают усилителями и подштамповками, чтобы максимально противодействовать вибрациям. Высокопрочные и термически обработанные стали, прокат переменной толщины, технологии склеивания кузовных деталей и прочие ухищрения применяются даже в массовом автостроении. При этом компьютерная симуляция всё равно выявит остаточные вибрации. Что с ними делать?

Если в двух словах, в таких точках нужно изменить частоты собственных колебаний, чтобы уйти от резонанса. Например, применив вибродемпферы — жёстко или мягко закреплённые массы. Не стоит удивляться, обнаружив при ремонте где-нибудь в недрах переднего бампера чугунную трёхкилограммовую чушку: её здесь не забыли на заводе, а прикрутили строго согласно конструкторскому расчёту, дабы нивелировать колебания определённых частот. Грузы поменьше часто ставятся на детали подвески или выхлопной системы.

В определённых местах в полости кузова заливается пена, свойствами напоминающая строительную, а на плоские панели клеятся, например, битумные маты. Но не сплошняком, как при гаражном тюнинге, а точечно, выбирая места на базе компьютерного моделирования. Шум использует любые лазейки, поэтому минимизируется число отверстий в кузове, а особенно в моторном щите. Любое из них тщательно изолируется. Хорошо, что ушли в прошлое механические приводы акселератора и автоматических коробок передач, служившие мощным каналом передачи вибраций. И только после того, как все конструктивные резервы выбраны, наступает время звукоизоляции.

Если всё сделано верно на предыдущих стадиях, много её не потребуется. Например, для Гольфа седьмого поколения использовалось на четыре килограмма меньше шумоизоляционных материалов, чем для предшественника. Современные мягкие маты и ковры ― технологические шедевры, точно отформованные под контуры и рельеф моторного щита или пола. В салоне совсем без покрытия не обойтись, ибо оно выполняет ещё и теплоизоляционную функцию. Но не удивляйтесь, например, голому металлу вокруг запасного колеса в багажнике — это значит, по мнению производителя, шум успешно погашен первичными мерами.

Подобные «протоколы» касаются не только шума от двигателя, а применяются для каждого источника. Поверьте, о борьбе с гулом качения шин, аэродинамическими возмущениями или наружными звуками можно написать по отдельной статье. Там масса нюансов, тонкостей и хитростей. Домашняя оклейка дополнительными матами безусловно даёт эффект, но такой подход нельзя назвать рациональным. Ради пары децибел выигрыша придётся не только потратить тысячи рублей на материалы и работы, но ещё и возить с собой десятки лишних килограммов, расплачиваясь за них повышенным расходом топлива.

Последний писк моды ― системы активного шумоподавления, создающие с помощью колонок аудиосистемы полезный звук в противофазе вредному. «То на то» должно давать тишину. Увы, подобные системы работают не идеально точно, ограничены по мощности и частотному диапазону: такова физика. Шумы от мотора и дороги достигают ушей водителя и пассажиров всего за 0,009 с, а лучшие противосистемы реагируют за 0,002 с. Ясно, что они будут улучшаться, ― но главное, чтобы не получилось, как с ESP, когда развитие страховочной электроники обернулось ослаблением базовых конструкторских принципов…

Чем выше частота звука, тем сильнее он беспокоит. Например, в зоне частот 2000-4000 Гц утомляющее действие начинается с громкости 80 децибел (дБ), а при 5000-6000 Гц ― уже с 60 дБ. «Структурные» шумы, которые распространяются кузовом, в основном имеют частоту ниже 500 Гц и на слух воспринимаются как более низкочасточные, гудящие, басовитые. В автомобиле они в основном приходят от дороги, но есть и вклад выхлопной системы.

А еще интересно:  Тольятти.РУ (с) - Все для автомобиля ВАЗ Лада 4x4

А возмущения, передающиеся акустическим путём, доминируют на частотах выше 1000 Гц (после 800 Гц они считаются высокочастотными). Здесь в основном голосят силовой агрегат и аэродинамика. Человек воспринимает звук в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц, но в автомобиле обычно приходится иметь дело с вилкой 30–8500.

Кроме спектрального состава (частотности шума) важен и характер спектра. Бывают широкополосные шумы, то есть беспорядочное смешение звуков, и тональные шумы. Например, подвывание электродвигателя усилителя руля или сипение хладагента в недрах кондиционера. Автомобиль может производить сотни таких специфических «нот», и хорошие производители на стадии дорожных испытаний «выводят» их полностью.

Кстати, значение громкости шума в децибелах совершенно не обязательно соответствует субъективным ощущениям человека. Хотя бы потому, что наш орган слуха по-разному воспринимает звуки разных частот. Да, шумомеры тоже обрабатывают сигналы от микрофона по сложной программе, пытаясь скопировать чувствительность уха. Но работает это не всегда. На практике автопроизводители обязательно ориентируются не только на замеры, но и на мнение экспертов. Порой звук проще перевести на более приятную нам частоту, чем погасить. Всё это решается в ходе дорожных испытаний.

Каких-либо ограничений по внутреннему шуму легковых автомобилей ни в ЕС, ни в США нет ― только по внешнему. Ясно, что производители кровно заинтересованы в том, чтобы клиенту в салоне было комфортно. У России же свой путь. При сертификации все новые автомобили, включая Rolls-Royce или Mercedes-Maybach S-класса, проверяют на соответствие Приложению №3 к техническому регламенту «О безопасности колёсных транспортных средств». То есть реально вешают в салоне микрофоны и замеряют шум по нескольким методикам ― в том числе при движении на постоянной скорости и в разгоне.

В целом шум не должен превышать 77 дБ, но есть масса оговорок. Для машин вагонной и полукапотной компоновки типа минивэнов допустимы уже 79 дБ. Если автомобиль сертифицируется как внедорожник (так делают даже с некоторыми кроссоверами), эти величины можно превышать на два децибела. В своё время коллекционное купе Porsche 911 R не попало в Россию именно из-за несоответствия специфическим требованиям к уровню внутреннего шума.

Хотя для спорткаров предусмотрена отдельная сноска. Если снаряжённая масса меньше двух тонн, а удельная мощность выше 75 кВт/т (102 л.с. на тонну), то допускается превышение на четыре децибела. Если на тонну приходится более 110 кВт (почти 150 л.с.), испытания вообще проводятся щадящим образом, лишь на постоянной скорости. В эти рамки вписываются очень многие «гражданские» автомобили. Даже у не шибко мощной 145-сильной Весты Sport 109 л.с. на тонну. Зачем тогда вообще городить огород с сертификацией внутреннего шума, вынуждая производителей на ненужные расходы, которые в конце концов будут заложены в цену машины?

Любопытно, что в учебниках по теории автомобиля советских времён о шумах и вибрациях, как правило, не сказано ни слова. Борьба с ними часто велась по остаточному принципу: когда уже готовы были и кузов, и двигатель, конструкторы начинали смотреть: а как бы сделать в салоне потише? Например, добавляли ту самую изоляцию, пропустив два первых шага: борьбу с источником возмущений и их распространением. Сегодня конкурентоспособный автомобиль можно построить, только если думать об NVH ещё на стадии компоновки, не говоря уж о проектировании.

Современные технологии бросают акустикам новые вызовы. Активное облегчение кузовов, применение лёгких материалов типа алюминиевых сплавов или композитов способствуют увеличению «структурного» шума. Шины становятся шире ― а значит, голосистее. В погоне за экологичностью процесс сгорания топлива в цилиндре часто становится менее «плавным» ― то есть генерирует больше колебаний.

Отказ от ДВС в пользу электромотора не облегчает задачу. Спектр частот, излучаемых двигателем, вместо привычных 2500–3000 Гц оказывается в дискомфортном районе 5000 Гц, где к нему примешивается новый тип шума ― электромагнитный. Проявляются новые звуки, на которые раньше не обращали внимания, потому что их заглушал ДВС. Например, создаваемые заслонками климат-контроля. Если посмотреть ещё дальше, в навязываемое нам беспилотное будущее, то роль NVH только вырастет, ведь кроме акустического комфорта в автомобиле почти нечего станет обсуждать. А шум ― субстанция вроде как понятная каждому из нас…

Способы защиты от вибрации

Различают два основных способа защиты от вибровоздействия:

  1. Виброгашение. Выполняется путем монтажа на машине, рассчитанной для нее, колебательной системы, которая создают динамическое воздействие, уменьшающее интенсивность колебаний. Называется такое устройство динамический виброгаситель.
  2. Виброизоляция. Реализуется путем разделения исходной системы на две части, а соединении этих частей через виброизоляторы или амортизаторы. Одна из этих частей является амортизируемым объектом, а другая – источником колебаний.

Статья в тему: Отличия кроссоверов от внедорожников

1 ЗвездаНельзя так писать о НивеНа троечкуНива хороша!Нива лучше всех! (Пока оценок нет)
Загрузка...
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.