kitayteka.ru

Рокочущий шум

Рокочущий или жужжащий шум может возникнуть во время разгона, во время замедления или при движении с постоянной скоростью. Рокот возникает либо при определенной скорости автомобиля, либо при определенных оборотах двигателя и слышен только при этой скорости автомобиля/оборотах двигателя. Рокот разделяется на рокот при низкой скорости и на рокот при высокой скорости. Рокот на низкой скорости сопровождается относительно легкой вибрацией панелей кузова, приборной панели и сидений. Он представляет собой звук низкого тона, сильно давящий на уши. Основной причиной этого шума является резонанс вибраций скручивания подвески, обусловленных колебаниями крутящего момента двигателя, которые передаются на кузов автомобиля через несущие детали подвески. При этом образуется рокочущий шум с частотой 30-100 Гц. Среди других возможных причин: резонанс выпускной трубы. При работающем двигателе вибрация передается от двигателя на выпускную трубу. Если вибрация двигателя и вибрация выпускной трубы входят в резонанс, вибрация выпускной трубы усиливается и передается в салон автомобиля через глушитель, подвесы выпускной трубы и опоры глушителя. Образуется рокочущий шум. Он возникает, даже если автомобиль находится на стоянке и работает только двигатель. Снимите подвесы глушителя или опоры глушителя, чтобы найти точку, через которую вибрация передается в салон автомобиля.
Рокочущий шум при средней скорости (40-80 км/ч) и при высокой скорости (более 80 км/ч)
Этот шум становится относительно сильным при определенной скорости и может повторяться при разной скорости автомобиля. Возможной причиной является резонанс изгибных колебаний ведущего вала, связанный с колебаниями крутящего момента. Если двигатель и ведущий вал вибрируют в резонанс, вибрация ведущего вала усиливается. Усиленная вибрация передается на кузов автомобиля через кулаки и втулки подвески. Можно сказать, что длинный ведущий вал проявляет склонность к резонансу при скорости около 100 км/ч (частота колебаний составляет в большинстве случаев 100-200 Гц). В этом случае проблему можно устранить за счет динамического демпфера. Рокочущий шум может также создаваться, если вибрация двигателя передается через опоры двигателя и кронштейны выпускной системы. Еще одной причиной могут быть сильная неоднородность шин, вызывающая вибрацию и резонанс управляющих тяг и пружин. Кроме того, имеется вероятность образования рокота за счет резонанса вспомогательного оборудования, такого как генератор, компрессор кондиционера, насос усилителя рулевого управления и т. д.

Образование звука с биениями

Шумом с биениями называется шум, громкость которого периодически изменяется. Шум с биениями наиболее заметен, если его интенсивность меняется 2-6 раз в секунду. Звук с биениями возникает только в том случае, если одновременно присутствуют два источника звука. Если частоты двух источников звука отличаются очень сильно, то слышно два разных звука. Но если частоты очень близки друг к другу, образуется звук с биениями. Биения возникают при наложении двух синусоидальных колебаний, частоты которых не сильно отличаются друг от друга. Звуки с биениями представляют собой периодические звуки, и их частота является разницей между частотами наложенных синусоидальных колебаний. На верхнем рисунке показано усиление, когда два звука совпадают друг с другом; при этом шум усиливается. На нижнем рисунке два звука находятся в противофазе, поэтому уровень шума уменьшается, так как определенная часть вычитается. Из-за небольшой разницы частот фаза смещается: иногда фазы совпадают, и шум становится сильнее, чуть позже звуки находятся в противофазе, и уровень шума уменьшается. Существует две основных причины шума с биениями. Шумы, вызванные наложением колебаний, создаваемых двигателем и проскальзыванием гидротрансформатора. Шумы, создаваемые при наложении вибрации двигателя и вибрации вспомогательного оборудования (вентилятор охлаждения, генератор, насос усилителя рулевого управления, компрессор кондиционера). Так же, как и в случае звука, вибрация с биениями возникает в результате наложения вибрации от двух источников. Другими причинами могут быть наложение вибрации двигателя на вибрацию 6-го порядка ведущего вала или на вибрацию, связанную с неоднородностью шин, если частота этой вибрации близка к частоте вибрации двигателя.

Шум относителен

Еще одним фактором, который следует учитывать, является то, что шум по-разному воспринимается разными людьми. Например, некоторые шумы каких-то людей раздражают, а каких-то нет. Кроме того, восприятие шума изменяется в зависимости от обстоятельств, при которых слышен этот шум. Например: по сравнению с шумом в мастерской тикающий звук часов практически не заметен, однако тиканье часов в спальне кажется очень громким. Известен также факт, что некоторым нравится определенный шум или они не ощущают его громкости, даже при одинаковом уровне. Другим фактором являются ожидания: в дорогом автомобиле определенный уровень шума считается раздражающим, в то время как в более дешевой машине тот же самый звук может быть вполне приемлемым. В силу этих факторов важно понять позицию заказчика, особенно если есть разногласия относительно допустимости уровня шума. Иногда имеет смысл выслушать мнение третьего лица, чтобы прояснить ситуацию. Кроме того, важно выяснить, каковы ожидания клиента в отношении улучшения по сравнению с текущим состоянием. Если автомобиль находится в хорошем состоянии, несмотря на жалобы клиента, очень полезно привлечь объективные данные, воспользовавшись измерителем уровня звука. Этот прибор позволяет, во-первых, объективно оценить уровень шума и, во-вторых, сравнить этот уровень с другими автомобилями той же модели, чтобы понять, является шум нормальным или нет. Более того, данные можно использовать для демонстрации улучшений после ремонта. Если используется измеритель уровня звука, измерения следует производить как можно ближе к уху, чтобы измеряемый уровень звука соответствовал слышимому. Это является необходимым, так как уровень звука изменяется в разных точках. Но даже с учетом того, что измеритель уровня звука обеспечивает достоверные данные, это не может являться единственным критерием оценки из-за упомянутых выше особенностей человеческого уха. Окончательную оценку следует производить на слух. (Такая же проблема существует и для вибрации, так как разные люди имеют разное мнение.)

Типовые источники шума и вибрации

На этом рисунке показаны типовые источники шума и вибрации и приведена информация, источником какого типа колебаний является каждая из частей — шума или вибрации. N обозначает шум, а V — вибрацию. Как можно видеть, многие части являются в разное время источником или шума, или вибрации, или того и другого одновременно.

На этом рисунке приведены типовые источники шума и вибрации, связанные с двигателем. Например, шум и вибрация, образующиеся в системах впуска и выпуска: от недостаточных характеристик глушения до резонанса в выпускной трубе или во впускной системе. Следует убедиться в отсутствии деформации деталей, утечек, ослабленных соединений и интерференции. Рокочущий шум особенно часто образуется в выпускной системе, так как длинные трубы недостаточно устойчивы к крутильным и изгибным упругим колебаниям. В результате система имеет несколько точек резонанса, поэтому устранить все их достаточно сложно. Кроме того, в выпускной системе легко образуются колебания, так как она подвержена воздействию нескольких вынуждающих сил, таких как: вибрация двигателя, акустическая энергия (пульсирующая вибрация), колебания подрессоренной и неподрессоренной масс, передаваемые через подвесы выпускной трубы, и вибрация коробки передач. Большое влияние на передачу вибрации оказывают расположение и состояние (натяжение) пружин подвесов выпускной трубы, поэтому их следует проверить с особой тщательностью.

Помимо двигателя существуют другие источники шума и вибрации. На комфортабельность и плавность езды больше всего влияют шум и вибрация подвески, так как пассажиры ощущают их наиболее сильно. Если имеются проблемы, тщательно проверьте пружины и амортизаторы, а также втулки. Убедитесь, что на автомобиль установлены оригинальные и соответствующие пружины и амортизаторы.

На этом рисунке приведены типовые источники шума и вибрации заднеприводного автомобиля.

Шум и вибрация, связанные с двигателем

Даже полностью исправный двигатель создает различные звуки и шумы, связанные с вращением и со скольжением различных деталей, а также со сгоранием топлива. Чтобы детали могли вращаться или скользить, необходимы зазоры, и из-за этих зазоров при движении деталей возникают удары. Если зазоры соответствуют номинальным, создаваемый звук считается нормальным рабочим шумом. Но если зазоры становятся слишком большими, шум увеличивается до уровня, вызывающего жалобы клиента. Далее приведены типовые участки двигателя, где образуются шум и вибрация.
Шум верхней части (привод клапанов), шум нижней части (коленчатый вал, подшипники), несбалансированность коленчатого вала. Естественно, существует еще больше источников вибрации, например крутильные и изгибные колебания коленчатого вала (поэтому на шкив коленчатого вала устанавливают гаситель крутильных колебаний), импульсы зажигания, изношенные или поврежденные опоры двигателя. Типовые участки образования шума и вибрации от навесного оборудования двигателя: вибрация двигателя, создающая шум с биениями при интерференции с навесными агрегатами, изношенные, поврежденные или неотрегулированные ремни привода генератора, насоса системы охлаждения, насоса усилителя рулевого управления, компрессора кондиционера, изношенные или поврежденные подшипники навесных агрегатов (генератора, насоса системы охлаждения, насоса усилителя рулевого управления, компрессора кондиционера, натяжителя), несоосно установленный или поврежденный шкив.

Помимо шумов, обусловленных механическими проблемами, неправильное сгорание топлива также может быть источником шума и вибрации. Они возникают под нагрузкой и могут включать в себя: детонацию, стук, пропуски зажигания, обратную вспышку, и т. д. При детонации образуется стук высокого тона, который слышен, в основном, во время разгона или при работе с полностью открытой дроссельной заслонкой. Основными причинами детонации являются неправильно подобранные свечи зажигания (следует проверить температурный диапазон), слишком раннее зажигание, неправильная марка топлива, обедненная смесь, сажевые отложения в камере сгорания. Детонация может привести к серьезному повреждению двигателя. Это может быть перегрев двигателя, повреждение поршней и вкладышей, пригорание поршней и клапанов, повреждение прокладки головки блока цилиндров и т. п. Поэтому причину детонации следует тщательно выявить и устранить. Другими причинами образования вибрации могут быть, например, несбалансированность вращающихся деталей и вынуждающая сила, образующаяся при колебаниях крутящего момента из-за изменения давления газов в течение рабочего цикла. Эта вибрация особенно сильно ощущается на холостом ходу и может усиливаться из-за неравномерного сгорания топлива, разброса компрессии между цилиндрами и пропусков зажигания. В этих случаях усиливается также тряска двигателя. Эта тряска передается на кузов через опоры двигателя, при этом она ощущается в салоне автомобиля. Причиной ощущаемой в салоне вибрации может также быть неправильно установленная или изношенная опора двигателя. Гидротрансформатор создает тряску, передающуюся в ходовую часть, если рычаг выбора режимов установлен в положение «D» или «R», поэтому кузов может немного вибрировать (в определенной степени это считается нормальным).

Так как в двигателе существует множество различных возможностей для образования аномального шума, данная схема является руководством по выявлению деталей и узлов, создающих шум. В целом можно утверждать, что если шум создается изношенным двигателем, то на холодном двигателе шум сильнее. Шум усиливается при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя или под воздействием высокой нагрузки. На схеме приведены основные причины аномального шума двигателя, но существуют и другие возможности: ослабший или перетянутый ремень привода ГРМ или приводные ремни навесных агрегатов, ослабшие болты крепления маховика, шум сальников и т. д.

Шум и вибрация, связанные с трансмиссией

Шум и вибрация в автоматической коробке передач создаются при нормальной эксплуатации, в частности это шум масляного насоса, шум входящих в зацепление шестерен, шум дифференциала и т. д. Если уровень шумов увеличивается, они могут резонировать и усиливаться в картере коробки передач, в результате чего они могут быть слышны в салоне автомобиля. Особенно неприятный жужжащий/рокочущий шум или шум с биениями может создавать несбалансированный гидротрансформатор. Внутренние детали автоматической коробки передач могут создавать шум шестерен и завывающие, беспорядочные и грохочущие звуки. Если шум образуется, когда рычаг переключения режимов установлен в положение «N» или «P», причиной может быть масляный насос. Это может быть связано с неправильным зацеплением шестерен масляного насоса. Если шум образуется при разгоне или при замедлении (иногда бывает достаточно движения с постоянной скоростью) преимущественно на пониженной передаче, подозрение может пасть на изношенную или поврежденную планетарную передачу. Если шум возникает на любой передаче, причиной может быть раздаточный механизм или его подшипники. Аномальный шум на холостом ходу в положении «N» или «P» может быть связан с вибрацией клапанов и пружин в блоке клапанов. Проверьте уровень масла и убедитесь в отсутствии его загрязнения. При необходимости проверьте внутренние детали блока клапанов. Шумы, такие как биения, неприятное жужжание и т. п., могут создаваться гидротрансформатором, например из-за дисбаланса.

Основной проблемой, связанной с аномальным уровнем шума и вибрации в механической коробке передач, является шум шестерен. Этот шум передается на кузов автомобиля через опоры коробки передач, карданный вал и подвеску. Другим источником шума являются подшипники или люфт в деталях, например в валах. Кроме того, шум может возникать в механизме сцепления. Возможными причинами являются износ диска сцепления, сломанные, изношенные или отсутствующие пружины кручения, поврежденный или изношенный нажимной подшипник сцепления. На автомобилях последних лет выпуска шум и вибрации могут возникать из-за неисправного двухмассового маховика. Распространенной проблемой является дребезг сцепления. Он возникает в момент включения сцепления при трогании с места и отсутствует, если автомобиль движется с полностью включенным сцеплением. Причинами дребезга сцепления могут быть, например, недостаточное усилие на диске сцепления, масло или смазка на фрикционных поверхностях, сильный люфт в шлицах сцепления.

Шум и вибрация, связанные с приводным валом и мостами

В автомобилях с независимой подвеской относительное положение двигателя и мостов постоянно изменяется во время движения. Эти изменения относительного положения могут приводить к образованию шума и вибрации, так как шарниры на концах приводных валов установлены под углом. Из-за этого угла при вращении приводного вала изменяется крутящий момент, приводящий к образованию вибрации. Если приводной вал вращается не плавно, эти колебания усиливаются, в результате чего увеличивается шум и вибрация. Среди других источников повышенного шума и вибрации в передней подвеске можно указать изношенные или поврежденные ступичные подшипники, изношенные или поврежденные шаровые опоры, ослабленные детали, например кулаки, отсутствующие грузы или динамические демпферы, шарниры с компенсацией длины или шарниры типа «трипод». Источником рокочущего шума часто бывают шарниры с компенсацией длины или шарниры «трипод», так как при определенном соотношении оборотов двигателя/скорости автомобиля и выбранной передачи возникают гармонические колебания (зависит от эффективного общего передаточного числа). Порядок гармонических вибраций зависит от количества роликов или шариков в шарнире. Помимо гармонических колебаний в самом приводном вале, через него передается вибрация, создаваемая при сгорании топлива в двигателе. (Например, для 4-цилиндрового двигателя это колебания 2-го порядка.) Лязгающий звук при трогании автомобиля с места часто вызван ослабшими гайками или люфтом шлицов или шарниров. Вибрация кузова может быть вызвана неисправными подшипниками, изношенными ступицами или не плавно работающими шарнирами.

Шум и вибрация, связанные с элементами подвески

В подвеске основной причиной шума и вибрации являются различные изношенные втулки, изношенные или погнутые стойки, уставшие или сломанные пружины, изношенные тяги, продольные рычаги и шаровые шарниры, а также подшипники полуосей и ступичные подшипники.