|
Spark
|
||||||||
|
|
|
|||||||
Требования к дизайну и техническим характеристикам машины значительно изменились за последние несколько лет.
Автомобили обладают более жестким кузовом и лучше изолированы от дороги, чем это было ранее. Структура современных автомобилей с жестким кузовом менее подвержена вибрациям, которые могли присутствовать на автомобилях более ранних разработок. Однако вибрации могут по прежнему присутствовать и в более современных автомобилях, если между вращающейся частью и корпусом машины существует путь передачи вибрации.
Сегодня во многих автомобилях существует не так много способов изоляции от дороги. Если деталь является источником сильной вибрации, то она должна дать о себе знать. В таком случае, деталь необходимо отремонтировать или заменить.
Присутствие/отсутствие нежелательных шумов и вибраций связано с представлением производителя об общем качестве автомобиля.
Вибрация - это повторяющиеся движения объекта вперед-назад или влево-вправо. Источником самых сильных вибраций являются следующие узлы:
| • | Вращающиеся узлы |
| • | Процесс сгорания в двигателе |
Вращающиеся узлы будут являться источником вибрации тогда, когда присутствует избыточный дисбаланс или биение. При диагностике вибрации допустимый дисбаланс или биение считаются допустимым ОТКЛОНЕНИЕМ, а не ХАРАКТЕРИСТИКАМИ. Другими словами, чем меньше дисбаланс или биение, тем лучше.
Вращающиеся компоненты являются источником вибрации, если они не изолированы должным образом от пассажирского салона. Пусковые импульсы двигателя могут вызывать вибрацию, если повреждена монтажная опора двигателя.
Вибрирующий узел работает при соответствующих значениях оборотов/скорости (км/ч, миль/ч или об/мин). Измерьте значение при котором возникает изучаемая вибрация. Когда обороты/скорость установлены, установите взаимосвязь вибрации с узлом, который работает при соответствующих оборотах/скоростях для того, чтобы обнаружить источник. Вибрация также имеет склонность распространятся через структуру кузова на другие компоненты. Таким образом, нельзя делать вывод о том, что сиденье является источником вибрации, если оно вибрирует.
Вибрация включает в себя 3 следующих элемента:
| • | Источник - причина вибрации |
| • | Путь передачи - путь, по которому вибрация передается через автомобиль |
| • | Реагирующий узел - узел, где чувствуется вибрация |
На предшествующем рисунке, источником является разбалансированное колесо. Путь передачи - это путь, по которому вибрация передается через подвеску автомобиля на рулевую колонку. Реагирующий узел - рулевое колесо, на котором покупатель ощущает вибрацию. Устранение вибрации одного из этих трех компонентов обычно решает проблему. Решите, опираясь на представленную информацию, какой из элементов наиболее целесообразно починить. Установка обоймы на рулевую колонку, возможно, будет предотвращать вибрацию рулевого колеса, но это - не практическое решение проблемы. Наиболее эффективным и правильным ремонтом является балансировка колеса.
Вибрация может также быть причиной шумов. Например, рассмотрим автомобиль, который оснащен выхлопной трубой, закрепленной на раме. Причиной вибрации является работа двигателя, передаваемая через выхлопную систему. Путь передачи - это залипший в верхнем или нижнем положении крюк выхлопного тракта. Реагирующий узел - это рама. Панели пола вибрируют, работая как огромные динамики, тем самым издавая шумы. Лучшим ремонтом была бы изоляция пути передачи вибрации. Отцентровка выхлопной системы и исправление состояния залипания на раме должны изолировать путь передачи вибрации.
В диагностике вибрации существует 2 основных момента:
| • | Физические свойства предмета |
| • | Способность предмета к проведению механической энергии |
Повторяющиеся движения узла вверх-вниз или вперед-назад приводят к большинству жалоб потребителей на вибрацию. Наиболее часто вибрируют следующие компоненты:
| • | Рулевое колесо |
| • | Подушка сиденья |
| • | Рама |
| • | Комбинация приборов |
Диагностика вибрации включает в себя следующую простую процедуру:
Например, выполнение следующих действий поможет продемонстрировать теорию вибрации:
Движения линейки проявляются повторяющимися циклами. Цикл начинается в средней точке, продолжается до нижней точки хода, затем - возврат в среднее положение и движение в верхнюю точку, после чего - возврат в среднюю точку, где все начинается заново.
Цикл повторяется снова и снова с той же скоростью или частотой. В таком случае, частота примерно равна 10 циклов в секунду. Если бы мы измерили частоту полных циклов, которые измерительная рейка выполнила за одну минуту, измерения бы показали 10 циклов x 60 секунд = 600 циклов в минуту (циклов/мин).
Мы также выделили специфическое количество движения или амплитуду, т.е. движение от самого верха до самого низа. Повторите эксперимент следующим образом:
Рейка вибрирует со значительно большей частотой: 30 циклов в секунду (1800 циклов в минуту).
| (1) | 1-ый цикл |
| (2) | 2-ой цикл |
| (3) | 3-ий цикл |
| (4) | Время |
| (1) | Шпиндель |
| (2) | Передняя часть ведущей шестерни |
В английском языке, слово "цикл" происходит от того же корня, что и слово "круг". Круг начинается и заканчивается в том же месте, где начинается и заканчивается цикл. Все вибрации состоят из повторяющихся циклов.
| (1) | Амплитуда |
| (2) | Ссылка |
| (3) | Время в секундах |
| (4) | 1 секунда |
Частота определена как скорость, при которой событие возникает в течении данного периода времени. В случае вибрации событие - это цикл, а период времени - 1 секунда. Так, частота выражается в циклах в секунду.
Соответствующая величина, обозначающая число циклов в секунду, называется Герц (Гц). Это самый распространенный способ измерения частоты. Умножьте значение в Гц на 60 для того, чтобы получить число циклов или оборотов в минуту (об/мин).
| (1) | Максимальное |
| (2) | Минимальное |
| (3) | Амплитуда "Ноль-пик" |
| (4) | Амплитуда "Пик-пик" |
Амплитуда - это максимальное периодическое изменение параметра. При диагностике вибрации мы называем ее величиной возмущения. Значительные возмущения будут иметь высокую амплитуду, незначительные - низкую.
Амплитуда измеряется количеством движения или смещением. Например, рассмотрим вибрацию, возникшую в результате разбалансированного колеса на скорости 80 км/ч (50 миль/ч) и на скорости 40 км/ч (25 миль/ч). С ростом скорости растет и амплитуда.
Свободная вибрация - это продолжительная вибрация при отсутствии действия какой-либо посторонней силы. В случае с измерительной рейкой, она продолжила вибрировать даже после прекращения действия силы.
Вынужденная вибрация - это когда объект продолжительно вибрирует в результате действия внешней силы.
| (1) | Определение дисбаланса (градусы) |
| (2) | На вал воздействует центробежная сила |
Вращающийся объект с дисбалансом создает центробежную силу. Выполнение следующих действий поможет продемонстрировать возникновение центробежной силы:
Центробежная сила будет стремиться заставить гайку улететь, создавая ощущение тяги в вашей руке. Разбалансированное колесо действует точно также. Гайка - это дисбаланс в колесе. Пружина - это покрышка, колесо и элементы подвески. С ростом скорости автомобиля, посторонние силы, возникающие в результате разбалансированного колеса, могут ощущаться на рулевом колесе, сиденье и полу. Эти помехи будут повторяющимися (Гц), их амплитуда будет расти. И амплитуда, и частота будут расти на более высоких скоростях. По мере вращения колеса, дисбаланс либо центробежная сила будут поднимать колесо и прижимать его вниз вместе со шпинделем, при каждом обороте колеса.
Собственная частота колебаний - это частота, при которой предмет начинает вибрировать. Колокольчики, гитарные струны и камертоны являются примерами предметов, которые вибрируют при особой частоте при действии внешней силы.
Узлы подвески и, даже иногда двигатели со своими креплениями имеют тенденцию вибрировать при определенных частотах. Это объясняет, почему возникают некоторые жалобы относительно вибрации на определенных скоростях автомобиля или оборотах двигателя.
Жесткость конструкции и собственная частота колебаний материала взаимосвязаны. Общая закономерность: чем более жесткий материал, тем выше собственная частота колебаний. Обратное утверждения также верно. Чем мягче материал, тем ниже его собственная частота колебаний. Напротив, чем больше масса, тем ниже собственная частота колебаний.
| (1) | Частота - Гц |
| (2) | Частота амортизации |
| (3) | Неуравновешенное возбуждение |
| (4) | Точка резонанса |
| (5) | Скорость возникновения проблемы |
Все предметы обладают собственной частотой колебаний. Собственная частота колебаний обычной автомобильной передней подвески лежит в пределах 10-15 Гц. Собственная частота колебаний является результатом конструкции подвески. Собственная частота колебаний остается одинаковой при всех скоростях автомобиля. С ростом скорости вращения колеса наряду с ростом скорости автомобиля, помехи, создаваемые колесом, увеличиваются по частоте. В конечном итоге, частота разбалансированного колеса совпадет с собственной частотой колебания подвески. Это приведет к вибрации подвески. Момент совпадения называется резонансом.
Во время резонанса, амплитуда вибрации будет наибольшая. В то время, как вибрация может быть ощутима около проблемной скорости, сильнее всего она чувствуется в момент резонанса.
| (1) | Слабое демпфирование |
| (2) | Сильное демпфирование |
Амортизация - это свойство предметов и материалов ослаблять либо поглощать вибрацию. Хороший пример - автомобильный амортизатор. Назначение амортизаторов - поглощать или смягчать колебания подвески.
Две отдельных помехи, которые сравнительно близки по частоте, приведут к состоянию, называемому биение или фазировка. Состояние бьющей вибрации будет усиливаться по интенсивности или амплитуде повторяющимися циклами когда машина движется с постоянной скоростью. Эта бьющая вибрация может служить источником хорошо знакомого жужжащего звука, который слышно в некоторых автомобилях.
Биение возникает когда 2 вибрирующие силы складывают свои амплитуды. Однако, 2 вибрирующие силы могут также отнимать одну амплитуду от другой. Сложение и вычитание амплитуд с одинаковыми частотами называется биение Во многих случаях, устранение одной из помех может исправить ситуацию.
Порядок зависит от того, сколько раз событие возникает за 1 оборот вращающегося узла.
Например, шина, с 1 выступающей частью, может создавать помеху 1 раз за каждый оборот колеса. Это называется вибрация первого порядка.
Овальной формы шина с двумя выступами, может создавать помеху дважды за каждый оборот колеса. Это называется вибрация второго порядка. Три высоких выступа на шине будут создавать вибрацию третьего порядка и так далее. Две вибрации первого порядка могут суммироваться или вычитаться из общей амплитуды колебаний, но не более. Две вибрации первого порядка не равняются вибрации второго порядка. Из-за центробежной силы несбалансированный компонент вызовет, по крайней мере, вибрацию первого порядка.
| © Все права принадлежат Chevrolet. Все права защищены |
