Kỹ thuật viên chẩn đo n cao cấp - Kiến thức cơ bản về NVH Nguồn tạo ra rung động
-1-
Nguồn tạo ra rung động
Khái quát về chương
Nguyên nhân tạo ra rung động và tiếng ồn trong xe là do lực rung động.
Ở đây chúng ta sẽ ôn lại các cơ chế điển hình tạo ra lực rung trên xe và cách sử dụng chúng trên xe và
tư duy về cách rửa chữa rung động và tiếng ồn.
Kỹ thuật viên chẩn đo n cao cấp - Kiến thức cơ bản về NVH Nguồn tạo ra rung động
-2-
Khái quát Khái quát
Trong các ví dụ điển hình về lực rung trên xe, có các loại
sau: Dao động của áp suất cháy hoặc mômen trong động
cơ, các lốp không cân bằng, đường gồ ghề, sự không cân
bằng hoặc góc nối ở trục các đăng, sự ăn khớp của các
bánh răng trong hộp số hoặc bộ vi sai, và các dao động
của lực ma sát trong li hợp hoặc các phanh.
Nếu có thể giảm hết mọi nguyên nhân này, thì rung động
và tiếng ồn sẽ không xuất hiện. Tuy nhiên, không thể khử
hết một số trong những nguyên nhân này như áp suất
cháy trong động cơ, hoặc lực ở bên ngoài từ mặt đường
gồ ghề.
Sau đây là phần trình bày về cơ chế tạo ra các lực rung
điển hình trong các xe và xe phản ứng với chúng như thế
nào.
(1/1)
Động cơ Khái quát
Nguyên nhân tạo ra rung động/ tiếng ồn của xe là do lực rung. Bộ
phận điển hình tạo ra lực rung này là động cơ.
Trong động cơ, vì nhiên liệu được đốt trong buồng cháy và nhiều bộ
phận chuyển động, tạo ra nhiều loại lực rung. Chúng làm cho động cơ
bị rung, làm cho bản thân động cơ trở thành một bộ phận tạo rung
động. Chúng được truyền đến hệ thống truyền lực và thân xe.
Có nhiều yếu tố liên quan đến việc tạo ra lực rung trong các động cơ,
nhưng trong các yếu tố này, hai yếu tố sau đây là đặc biệt quan trọng.
Một yếu tố là áp suất cháy của nhiên liệu trong buồng đốt. Yếu tố kia
là lực quán tính do chuyển động tịnh tiến của pittông và chuyển động
quay của trục khuỷu gây ra.
Hai yếu tố này tạo ra dao động của mômen và độ rung trong động cơ.
Ngoài hai yếu tố này, các yếu tố do chuyển động cơ học của các bộ
phận gây ra tiếng ồn của động cơ
(1/1)
Động cơ Dao động mômen do áp suất cháy
Lực rung do áp suất cháy gây ra dao động mômen ở trục
khuỷu, được truyền đến hệ thống truyền lực.
Nó cũng tác động lên thân máy như là một phản lực và
làm cho động cơ bị rung. áp suất cháy dao động ít hơn khi
số vòng quay của động cơ cao và khi động cơ có số xi
lanh nhiều hơn.
Dao động mômen trở nên lớn hơn khi góc mở của bướm
ga lớn (khi tải trọng của động cơ lớn, vì áp suất cháy tăng
lên).
Do cấu tạo của động cơ, không thể tránh được dao động
mômen. Nếu nguyên nhân rung động và tiếng ồn là sự
dao động mômen, thì việc khắc phục rất khó.
(1/5)
Kỹ thuật viên chẩn đo n cao cấp - Kiến thức cơ bản về NVH Nguồn tạo ra rung động
-3-
Động cơ Dao động mômen do áp suất cháy
Các giải pháp về phía xe
· Puly
Dao động của áp suất cháy gây ra sự biến dạng đàn hồi ở
trục khuỷu, tạo ra rung động xoắn. Rung động xoắn tăng
xung quanh đầu trục khuỷu, vì vậy cần thiết kế puly để có
một giảm chấn dao động xoắn.
(2/5)
· Bánh đà
Bánh đà duy trì các dao động mômen của động cơ như
lực quán tính, và giảm các dao động mômen để động cơ
quay được êm dịu hơn.
Một bánh đà nặng hơn có thể giảm các dao động mômen
bằng cách tăng hiệu suất quán tính, nhưng làm cho phản
ứng của động cơ kém đi.
Do đó phải thiết kế bánh đà có trọng lượng thích hợp để
có cả hai đặc tính này.
Một số động cơ có các bánh đà với các bộ giảm xoắn lắp
bên trong để tiếp tục giảm các rung động xoắn.
Bánh đà có bộ giảm chấn xoắn được chia làm hai phần.
Cơ cấu giảm chấn gồm có các lò xo nén được đặt giữa
các phần này, và giảm các rung động xoắn và dao động
mômen.
(3/5)
· Li hợp
Li hợp truyền mômen đến hệ thống truyền lực. Vì vậy, li
hợp có thể là một trong những phần tử truyền dao động
mômen, đó là lực rung.
Việc làm tăng đặc tính xoắn có hiệu quả trong việc giảm
tiếng ù ù và tiếng ồn bánh răng ở hộp số hoặc các bộ
phận của bộ vi sai.
Để giảm tiếng kêu ù ù, hấp thu dao động mômen trong
động cơ bằng cách giảm hằng số đàn hồi của lò xo xoắn
có hiệu quả. Mặt khác, nó phải có đủ khả năng xoắn như
là chức năng của bản thân đĩa li hợp.
Gợi ý:
Một số li hợp khoá biến mô trong bộ biến mô có cùng một
chức năng.
(4/5)
Kỹ thuật viên chẩn đo n cao cấp - Kiến thức cơ bản về NVH Nguồn tạo ra rung động
-4-
Động cơ Dao động mômen do áp suất cháy
(5/5)
Động cơ Không cân bằng do quán tính
Các lực rung bởi lực quán tính do cơ cấu đối trọng trục
khuỷu tạo ra và sự không cân bằng trong vật thể quay.
Trong các lực rung bởi quán tính, có thể cân bằng khối
chuyển động tịnh tiến đến một mức nào đó bằng cách lựa
chọn việc bố trí xi lanh và hình dạng hợp lí của trục khuỷu.
Nhưng rung động do quán tính không cân bằng tạo ra có
thể giữ nguyên. Để khắc phục hiện tượng này, một số
động cơ được trang bị một trục cân bằng.
Lực rung do sự không cân bằng trong bộ phận quay tạo ra
trước hết là rung động của động cơ, bất kể số xi lanh. Có
thể giảm sự không cân bằng này bằng các đối trọng. Lực
do sự không cân bằng tạo ra tăng theo tỷ lệ bình phương
của số vòng quay, nên rung động được khuếch đại mạnh
khi tăng số vòng quay.
(1/2)
Trục cân bằng
Các động cơ có 4 xi lanh thẳng hàng hiện nay có 2 trục cân bằng với
các khoảng dịch chuyển lớn để giảm rung động của động cơ. Mặc dù
trục khuỷu quay ở một tốc độ không đổi, tốc độ tịnh tiến của các
pittông vẫn không thay đổi: một pittông, khi ở vị trí được thể hiện là B,
sẽ chuyển động nhanh hơn pittông khi ở vị trí A.
Điều này làm cho lực quán tính của pittông hướng lên trên lớn hơn lực
quán tính hướng xuống dưới của nó, vì vậy sự cân bằng thực của các
lực quán tính sẽ nằm trong hướng đi lên, lực này sẽ làm cho rung
động xuất hiện.
ở một động cơ có 4 xi lanh thẳng hàng, các pittông ở xi lanh số 1 và 4
ở điểm chết trên khi các pittông ở các xilanh 2 và 3 ở điểm chết dưới;
đó là, hai bộ pittông được đặt lệch pha với nhau 1800. Vì vậy, lực
quán tính hướng lên trên còn lại (nói trên) sẽ tạo ra một loại rung động
gọi là “tăng vọt”, hai lần trong mỗi vòng của trục khuỷu. Để loại bỏ
rung động này, hai trục cân bằng được đặt ở dưới hoặc ở trên trục
khuỷu, quay ngược chiều với nhau, gấp hai lần tốc độ của trục khuỷu.
(2/2)
Kỹ thuật viên chẩn đo n cao cấp - Kiến thức cơ bản về NVH Nguồn tạo ra rung động
-5-
Hệ thống nạp và xả của động cơ Hệ thống nạp
Tiếng ồn của đường ống nạp bao gồm âm thanh mạch động của
không khí hút vào và các tiếng cộng hưởng.
Âm thanh mạch động có tần số tương đối cao. Nó được xác
định bằng lượng không khí, hình dạng của bộ lọc khí, đường
kính và chiều dài của ống nạp.
Tiếng cộng hưởng có tần số tương đối thấp. Nó được tạo ra khi
tần số của tiếng ồn ống nạp và tần số cộng hưởng của hệ thống
hút trùng với nhau ở một số vòng quay của động cơ.
Cũng vậy, sự dao động của áp suất khí nạp đôi khi phát ra các
âm thanh bức xạ từ bề mặt bên ngoài của hệ thống nạp. Rung
động ở hệ thống nạp cũng truyền vào bên trong.
· Bộ cộng hưởng của ống nạp
Khi tần số của tiếng ồn ống nạp trùng với tần số cộng hưởng
trong buồng lái hoặc trong hệ thống nạp, tiếng ồn tăng lên gây
ra tiếng ù ù và tiếng ồn của động cơ. Bộ cộng hưởng ống nạp
thường được sử dụng để thay đổi tần số cộng hưởng trong hệ
thống nạp, và do đó làm giảm tiếng ù ù và tiếng ồn của động cơ.
· Vỏ bộ lọc khí
Sử dụng các giá đỡ bằng cao su để lắp vỏ bộ lọc không khí vào
thân xe để ngăn chặn việc truyền tiếng ồn của ống nạp đến thân
xe. (1/1)
Hệ thống nạp và xả của động cơ Hệ thống xả
Tiếng ồn của hệ thống xả
Tiếng ồn của hệ thống xả gồm có tiếng khí đốt xả ra khỏi ống
giảm âm, và các âm thanh phát ra từ bên ngoài ống xả và ống
giảm âm thanh.
Có thể giảm tiếng xả khí này bằng các đặc tính giảm thanh của
bộ giảm âm (giảm thanh). Nhưng nếu dung tích của bộ giảm âm
không đủ lớn, công suất của động cơ sẽ bị ảnh hưởng. Âm
thanh phát ra bởi độ rung của các vách bộ phận do dao động
của áp xuất xả, tạo ra rung động ở không khí xung quanh.
Đôi khi rung động ở hệ thống xả cũng truyền đến thân xe và tạo
ra âm thanh được truyền đi.
Các giải pháp về phía xe
1. Giảm âm bằng các vách ngăn có nhiều lớp trong ống giảm
thanh.
2. Thêm các đường gân vào các vách của ống giảm âm để tạo
ra sức bền cho bề mặt ống tiêu âm.
3. ứng dụng một ống tiêu âm phụ gọn nhẹ kiểu nhánh bên để
giảm tổn thất áp suất.
4. Giảm âm bằng một ống xả có hai lớp.
5. Giảm các rung động bằng cách ứng dụng ống mềm dưới đây.
6. Lắp các ống giảm âm động ở các khu vực của ống xả có các
rung động mạnh để giảm các rung động này bằng cách dịch
chuyển các điểm cộng hưởng của chúng.
7. Tạo ra một giá đỡ cách âm kép nơi giá đỡ có thêm một lớp
cao su.
8. Đỡ ống xả ở các khu vực cứng vững của thân xe để giảm
việc truyền các rung động này tới thân xe. (1/1)
Các bộ phận khác của động cơ Các giá đỡ động cơ
Mặc dù các giá đỡ động cơ (chân máy) tương đối nhỏ, nhưng chúng rất
quan trọng trong việc khống chế NVH.
Chúng nối thân xe với động cơ, động cơ là nguồn rung động lớn nhất.
Các rung động của động cơ được truyền đến thân xe qua các chân máy
này. Rung động từ các lốp xe cũng được truyền đến động cơ, làm cho
động cơ cộng hưởng với chúng.
Ba đặc tính cần thiết đối với các chân máy là: Khả năng giảm âm lớn để
giảm các rung động, hằng số đàn hồi nhỏ, và tần số riêng thích hợp.
Các đặc tính này được xác định như sau:
· Khả năng giảm rung động lớn nhằm giảm độ rung của bản thân động cơ.
· Hằng số đn hồi nhỏ để giảm độ rung của động cơ truyền đến thân xe.
· Tần số riêng thích hợp là một tần số nằm ngoài phạm vi rung khi làm việc bình
thường đựơc xác định bởi trọng lượng động cơ và hằng số
đn hồi của chân máy.
(1/8)