Hiện tượng và nguyên nhân rung động và tiếng ồn potx

Độ đảo hoặc không cân bằng trong một lốp xe sẽ tạo ra lực rung trong khi xe đang chuyển động.. ở một tốc độ nào đ của xe, các răng, các rung động ngang của các lốp do lực li tâm tạo ra s

Hiện tượng và nguyên nhân

Khái quát của chương

Hiểu biết đầy đủ về các triệu chứng hư hỏng của rung động và tiếng ồn là bước đầu tiên trong quy trình khắc phục tiếng ồn

Trước hết, hãy quan sát các loại, triệu chứng và nguyên nhân hư hỏng của rung động và tiếng ồn khác nhau như là các hướng dẫn trong chủ đề này

Khái quát Trải nghiệm NVH

Khi rung động và tiếng ồn phát sinh, để nhận định xem đó có phải là một hư hỏng hay không, cần phải hiểu rõ các loại rung động và tiếng ồn khác nhau để phát hiện nguồn phát sinh

Các rung động và tiếng ồn điển hình được trình bày dưới đây:

1 Rung nẩy thân xe

10 Tiếng ù ù của thân xe

11 Tiếng gõ của thân xe

12 Tiếng ồn động cơ

13 Tiếng ồn gió

14 Tiếng rít của bánh răng hộp số

15 Tiếng rít của bánh răng vi sai

16 Rung li hợp

17 Rung động khi khởi hành (rung động do tăng tốc)

18 Rung khi quay khởi động động cơ

19 Rung động khi chạy không tải

20 Rung động trong khi phanh

21 Tiếng rít của phanh

(1/1)

Rung nẩy của thân xe Hiện tượng

“Rung nẩy” được định nghĩa là rung động theo chiều đứng hoặc chiều ngang của thân xe và vô lăng, cùng với rung động của các ghế ngồi Thường không thể cảm nhận được rung nẩy khi xe chạy dưới tốc độ khoảng 80 km/h Lớn hơn tốc độ này, rung nẩy tăng lên rõ rệt nhưng sau đó đạt tới mức đỉnh ở một tốc độ nhất định

Gợi ý:

Tần số rung động được gọi là “rung nẩy” tương tự với tần số của một rung động của một súng vặn ốc chạy bằng khí nén khi được dùng để xiết chặt các đai ốc v.v

Rung nẩy thân xe Cơ chế

1 Độ đảo và độ không cân bằng của lốp sẽ làm cho lốp phát sinh một lực rung trong khi vận hành xe

2 Rung động này được khuyếch đại và lại làm rung các cầu xe

3 Và rung động của các cầu xe được truyền đến thân xe và động cơ qua hệ thống treo

4 Khi các rung động được truyền cộng hưởng với thân xe, thân xe sẽ rung mạnh Ngoài ra, khi rung động của các cầu xe cộng hưởng với các rung động của động cơ, động cơ sẽ rung rất mạnh, và lại làm cho thân xe rung mạnh hơn nữa

5 Các rung động của thân xe được truyền đến vô lăng và các ghế ngồi làm cho thân xe, các ghế và

vô lăng rung

(1/2)

Đôi khi thân xe có thể rung nẩy xen kẽ theo chiều đứng và theo chiều ngang với khoảng cách thời gian xấp xỉ 10 giây Đó là do sự chênh lệch nhỏ về các bán kính quay của lốp, tạo ra sự chênh lệch ở các điểm lắc đảo tương đối giữa lốp bên phải và bên trái, hoặc giữa các lốp trước và sau Vì vậy, trong khi lái thử xe trên đường để thử rung nầy thân

xe, điều quan trọng là phải giữ tốc độ đều trong ít nhất 10 giây một lần, trước khi chuyển sang tốc độ khác

Rung nẩy thân xe thường xuất hiện do các lốp không cân bằng hoặc bị mòn không đều; Vì vậy, hầu như có thể loại bỏ rung lắc thân xe bằng cách hiệu chỉnh cân bằng của lốp hoặc giảm độ lắc đảo của lốp

(2/2)

Lắc tay lái là tình trạng mà vô lăng dao động từ 5 đến 15 lần trong một giây theo chiều quay Nó xuất hiện ở mức tốc độ tương đối hạn chế nhưng cao, thường lớn hơn 80 km/h và các dao động của vô lăng không thay đổi

Lắc tay lái Cơ chế

1 Độ đảo hoặc không cân bằng trong một lốp xe sẽ tạo ra lực rung trong khi xe đang chuyển động

2 Lực rung này tạo ra một mômen quán tính ở ngõng trục, làm cho các lốp lắc theo chiều ngang Vì vậy tay lái sẽ dao động theo chiều ngang

3 Lúc này trục lái, thanh răng lái và các thanh nối tác động như một lò xo cứng, và vô lăng tác động như một vặt nặng trong ví dụ đã được đưa

ra từ đầu cuốn sách này

4 ở một tốc độ nào đ của xe, các răng, các rung động ngang của các lốp do lực li tâm tạo ra sẽ cộng hưởng với hệ thống lái, làm cho vô lăng dao động theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ

(1/1) Rung tay lái Hiện tượng và cơ chế

Đây là trạng thái làm cho vô lăng dao động theo chiều kim đồng hồ và ngược kim đồng hồ, giống như sự rung của tay lái, nhưng ở các tốc

độ thấp hơn; nói chung là dưới 80 km/h Hiện tượng này bắt nguồn từ đường gồ ghề hoặc phanh khi các lốp hoặc phanh mòn không đều

1 Các nguyên nhân chính

· Đường xóc

· Lốp bị biến dạng hoặc rung động đột ngột theo chiều đứng do phanh gây ra khi các lốp hoặc phanh mòn không đều

· Các cộng hưởng giữa các lốp, hệ thống lái và hệ thống treo

· Có độ rơ trong các thanh nối của hệ thống lái, sự giảm lực cản do mòn, hoặc thiếu độ cứng hoặc cứng vững của các thanh nối này

2 Các cơ chế của sự phát triển rung động

Đường xóc, các biến dạng ở lốp, hoặc các dao động theo chiều đứng khi phanh có thể gây ra mọi rung động quanh ngõng trục trước làm cho vô lăng rung Các bộ phận truyền các rung động này, và các triệu chứng rung động giống như sự lắc tay lái

Gợi ý:

Mặc dù rung tai lái và lắc tay lái dường như giống nhau, nhưng chúng

có nguồn gốc khác nhau Sự lắc tác động vào tay lái do hệ thống lái cộng hưởng với các rung động của lốp không cân bằng, đảo và không đồng đều Mặt khác, sự rung tay lái là một dao động tự duy trì do việc phanh trên đường gồ ghề gây ra

(1/1)

Rung bàn đạp ga Hiện tượng và cơ chế

Đây là rung động có tần số cao xuất hiện ở tốc độ động cơ cao hơn , nhưng không liên quan với tốc độ của xe Bạn có thể cảm nhận được

nó bằng bàn chân của mình khi đặt chân lên bàn đạp ga, nhưng bàn đạp này không rung mạnh theo chiều nhả bàn đạp

1 Các nguyên nhân chính

· Rung động của động cơ

· Rung động và các cộng hưởng ở cáp bướm ga hoặc thanh nối

· Dây cáp bướm ga hoặc thanh nối thiếu cứng vững

2 Các cơ chế phát triển rung động

(1) Rung động của động cơ làm cho cáp bướm ga hoặc thanh nối rung lên

(2) Các rung động của cáp bướm ga hoặc thanh nối này truyền đến bàn đạp ga, làm nó rung lên

Gợi ý:

Ngoài rung động truyền trực tiếp từ động cơ, còn có rung động truyền

từ dây cáp điều khiển bướm ga đến dây hoặc thanh điều khiển ga

(1/1)

Rung cần chuyển số Hiện tượng và cơ chế

Loại rung động này làm cho cần chuyển số dao động, thường xảy ra ở tốc độ động cơ tương đối cao và dễ nhận ra rõ hơn gần số vòng quay làm nó rung Trong các loại rung khác nhau của cần chuyển số, nếu rung động này xuất hiện khi động cơ đang chạy không tải, hãy xem mục về “rung khi chạy không tải”

1 Các nguyên nhân chính

· Động cơ không được điều chỉnh chính xác

· Không cân bằng ở các bộ phận quay hoặc chuyển động tịnh tiến của động cơ

· Cộng hưởng ở cần chuyển số, hoặc cần chuyển số thiếu độ cứng vững

· Có độ rơ giữa cần chuyển số và thanh nối, hoặc các bạc lót bị mòn

2 Các cơ chế làm phát triển rung động

(1) Các xe có động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau (FR)

· Các dao động mômen hoặc mất cân bằng của các bộ phận quay hoặc chuyển động tịnh tiến của động cơ tạo ra các rung động uốn trong hệ thống truyền lực Hơn nữa, các góc nối hoặc một trục ccđăng không cân bằng có thể làm tăng thêm các rung động này

· Phần vỏ hộp số phần kéo dài rung mạnh, tạo ra một lực rung truyền đến cần chuyển số

· Cần chuyển số dao động vì nó được lắp trên phần kéo dài của hộp

số Bất cứ độ rơ nào ở cần chuyển số cũng khuếch đại thêm rung động này

(2) Các xe có động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước (FF)

· Một động cơ không được căn chỉnh chính xác sẽ chạy không đều

Sự khó chịu khi đi xe Hiện tượng và cơ chế

ở đây, chúng ta không quan tâm nhiều đến các rung động của xe, nhưng quan tâm đến sự dập dềnh và lắc ngang của toàn bộ xe, nghĩa

là việc truyền mọi chỗ gồ ghề của mặt đường vào thân xe Những hiện tượng này xuất hiện khi xe chạy qua các ổ gà hoặc các mặt đường không bằng phẳng ở các tốc độ đặc biệt

1 Các nguyên nhân chính

· Mặt đường có ổ gà hoặc không bằng phẳng

· Rung động của lốp

· Rung động của hệ thống treo

2 Phát triển của sự khó chịu

(1) Thân xe lắc ngang khi chạy qua các ổ gà hoặc mặt đường không bằng phẳng Các dao động này được truyền đến hệ thống treo (2) Các dao động trong hệ thống treo làm cho thân xe dập dình liên tục, làm cho hành khách có cảm giác như xe đang lắc ngang

(1/2)

1 Sự khó chịu khi đi xe chịu ảnh hưởng của khối lượng được treo và khối lượng không được treo Nói chung, nếu khối lượng được treo lớn thì thân xe thường rung ít hơn, dẫn đến việc đi xe rất thoải mái Nếu khối lượng không được treo lớn thì đi xe trở nên khó chịu

Cũng như vậy, nếu lực giảm chấn của bộ giảm chấn bị giảm đi, hoặc lực của lò xo quá mạnh sẽ tạo ra cảm giác

“bồng bềnh” hoặc “xóc”

2 Về sự khó chịu khi đi xe do đặc điểm của hệ thống treo thay đổi theo yêu cầu thiết kế của xe (loại thể thao, sử dụng trong gia đ nh v.v ), cần phải lưu ý đến các yêu cầu của người sử dụng và kiểu xe

3 Mặc dù có thể chia rung động thành các loại khác nhau bao gồm lắc dọc, lắc ngang và dập dình, trong thực tế tất cả các rung động này có thể xuất hiện đồng thời

(2/2)

Tiếng ồn khó chịu Hiện tượng và cơ chế

Tiếng khó chịu có nghĩa là tiếng va đập một lần như tiếng búa đập vào một vật thể Cùng với một tiếng ồn lớn, va đập này được cảm nhận qua vô lăng, các ghế ngồi và sàn xe Loại va đập này xuất hiện khi xe chạy qua một khe rãnh hoặc một ổ gà trên đường

1 Các nguyên nhân chính

· Các đặc điểm bao của lốp

· Các bộ phận của hệ thống treo bị mòn (các bạc lót, các bộ giảm chấn, v.v )

2 Các cơ chế của sự phát triển rung động và tiếng ồn

(1) Một va đập theo chiều dọc tác động vào lốp làm cho nó biến dạng từng phần, khi xe chạy qua một ổ gà hoặc một khe rãnh ở trên đường

(2) Va đập này được tiếp tục truyền đến các đ n treo Do đ các bạc lót của hệ thống treo bị nén lại, truyền tiếng ồn hoặc rung động đột ngột tới thân xe

(1/2)

Gợi ý:

Các đặc tính của lốp, hình dạng và các hệ số đàn hồi của các bạc lót của đòn treo có các ảnh hưởng quyết định nhất trong sự phát triển tiếng ồn khó chịu

ở tốc độ cao, các vách bên mềm hơn của lốp bố tròn có thể hấp thụ các va đập như vậy

2 Các bạc lót đòn treo của hệ thống treo

Các rãnh cắt dọc ở các bạc lót đòn treo được thiết kế để giảm nhẹ các

va chạm tác động dọc theo xe bằng cách làm cho các bạc này uốn cong đi Các vòng trung gian tạo ra độ cứng vững theo chiều ngang

(2/2)

Tiếng ồn do mặt đường Hiện tượng và cơ chế

Tiếng ầm ầm hoặc gầm rú liên tục với độ cao âm thanh không đổi là tiếng ồn do mặt đường Âm lượng của tiếng ồn này tăng lên theo tốc

độ của xe Tiếng ồn này xuất hiện chủ yếu khi xe chạy trên đường có

bề mặt lát xấu

1 Các nguyên nhân chính

· Các ổ gà hoặc hố nhỏ trên mặt đường

· Các lốp cộng hưởng với độ nhấp nhô của mặt đường

· Rung động của hệ thống treo (do các hằng số lò xo không thích hợp của các bạc lót bằng cao su)

2 Các cơ chế phát triển tiếng ồn

(1) Khi xe chạy trên đường có bề mặt lát xấu, tạo ra các rung động nhỏ ở các lốp Khi các rung động này đạt đến một tần số nhất định, chúng gây ra các cộng hưởng ở các lốp làm khuếch đại các rung động này

(2) Các rung động này được truyền từ hệ thống treo đến thân xe, và tiếng kêu gầm rú phát ra từ các tấm ốp của thân xe

(1/1)

Tiếng ồn hoa lốp Hiện tượng và cơ chế

Loại tiếng ồn này thường xuất hiện ở xe có lốp kiểu vấu hình khối khi

xe chạy trên đường lát Âm lượng của nó tăng theo tốc độ của xe

1 Nguyên nhân chính

· Các hiệu ứng nén khí của kiểu hoa lốp

2 Các cơ chế phát triển tiếng ồn

(1) Khi lốp lăn trên mặt đường, không khí bị cuốn vào giữa các rãnh của hoa lốp, và không khí bị nén lại khi tiếp xúc với mặt đường (2) Khi lốp tiếp tục quay, không khí thoát ra khỏi hoa lốp- điều này được gọi là “hiệu ứng nén khí” – và không khí dãn ra khi được giải phóng, tạo ra tiếng kêu lốp bốp Các tiếng động này được nhân lên tạo ra tiếng gầm rú

Tiếng ù ù của thân xe Hiện tượng

Bạn cảm thấy loại tiếng ồn này như một áp lực trong tai mình, và nguồn gốc của nó bạn thường không biết Cao độ âm thanh của nó tăng (tần số) theo tốc độ của xe Nó xuất hiện trong một phạm vi tốc

độ xe tương đối hẹp quanh 10km/h, hoặc khoảng 50 vòng/phút nếu quan sát tốc độ của động cơ

Các nguyên nhân chính

· Động cơ không được điều chỉnh chính xác

· Lực quán tính do chuyển động tịnh tiến của các pittông, hoặc sự không cân bằng trong động cơ

· Trục các đăng không cân bằng

· Góc nối trục các đăng không chính xác

· Các cộng hưởng ở ống xả

· Tiếng ồn của khí xả

· Các cộng hưởng ở các bộ phận phụ của động cơ

· Rung động do các ứng suất xoắn ở trục các đăng và các bán trục

(1/2)

Như nhiều bạn đã từng biết, khi bạn cho xe leo dốc cao hoặc chạy qua một đường hầm ở tốc độ cao, sự thay đổi áp suất khí quyển nhanh chóng tạo ra áp lực trên các màng nhĩ của bạn Điều này có thể làm tai bạn khó chịu Tiếng ù ù thân xe cũng gây ra áp lực tương tự trong tai bạn Điều này do các dao động lớn về áp suất không khí ở trong xe gây ra

(2/2)

1 Góc nối của trục các đăng

· Khi có góc nối ở trục các đăng, sẽ có hai dao động mômen trong mỗi vòng quay của trục các đăng Các dao động này trở nên lớn hơn khi góc nối tăng lên

· ở tốc độ nào đ của xe các dao động mômen này

sẽ làm cho hệ thống truyền lực rung, và truyền qua các bạc lót đ n trro của hệ thống treo phía sau hoặc các lò xo, làm cho các tấm ốp của thân

xe rung Điều này dẫn đến tiếng ù ù của thân xe

(1/5)

Tiếng ù ù của thân xe Cơ chế

2 Trục các đăng không cân bằng

· Khi trục các đăng không cân bằng, tạo ra lực li tâm có xu hướng làm cho các đầu trục các đăng cong ra ngoài và quay theo các vòng tròn lớn quanh đường tâm của trục Dĩ nhiên là điều này thực tế không xảy ra vì trục các đăng được cố định ở cả hai đầu Tuy nhiên, nó sẽ làm cho trục rung sau mỗi lần trục quay

· Lực rung này có xu hướng làm cong trục các đăng

· Lực rung này tiếp tục được truyền qua các (giá bắt động cơ) chân máy phía sau, ổ đỡ giữa của trục các đăng, các bạc lót của hệ thống treo phía sau, và các tấm ốp của thân xe Các tấm ốp thân

xe bị rung sinh ra tiếng ù ù của thân xe

· Khi ống xả cộng hưởng với rung động của động

cơ, rung động này được khuếch đại tiếp và truyền theo đường của các vòng đệm chữ O và các vòng kẹp của ống giảm thanh đến thân xe, gây ra tiếng ù ù của thân xe Để cách li khu vực

có hư hỏng, bạn có thể lần lượt tháo các vòng đệm chữ O này

(3/5)

4 Rung động của các bộ phận phụ của động cơ

Nếu các giá bắt máy phát điện, bơm trợ lực lái, hoặc máy nén điều hoà không khí được làm bằng vật liệu không đủ cứng vững, chúng sẽ cộng hưởng với rung động của động cơ Rồi rung động này được truyền qua các chân máy đến thân xe, tạo ra tiếng ù ù của thân xe

(4/5)

Tiếng ù ù của thân xe Cơ chế

Gợi ý:

Tiếng ù ù của thân xe có thể liên quan đến tốc độ của động cơ hoặc tốc độ nào đó của xe

Có thể xác định được tốc độ này theo các phương pháp sau đây:

1 Nó có xuất hiện khi tốc độ động cơ không?

2 Nó có xảy ra khi đang chạy tự động không?

(5/5)

Tiếng gõ của thân xe Hiện tượng

âm lượng (biên độ) của tiếng ồn này thay đổi theo chu kỳ, đến với bạn dưới dạng sóng Tần số của tiếng ồn này tăng khi tăng tốc độ của xe Tiếng ồn này xuất hiện ở những tốc độ động cơ và/hoặc tốc độ xe nhất định, trong một phạm vi tương đối hẹp

Thậm chí có thể dễ dàng nhận thấy tiếng gõ nhẹ ở thân xe vì kiểu tiếng ồn lớn-và- nhỏ theo chu kỳ của chúng

(1/7)

Tiếng gõ của thân xe Hiện tượng

Tiếng gõ được tạo ra như thế nào?

Phải có hai âm thanh riêng biệt để tiếng gõ xuất hiện

1 Khi hai âm thanh riêng biệt có các tần số khác nhau một chút, A và

B đồng thời xuất hiện, âm lượng của chúng thay đổi theo chu kỳ, dẫn đến tiếng gõ

2 Khi các điểm cao trên núi (hoặc các điểm thấp ở thung lũng) của hai tần số rung động khác nhau, A và B, chồng lên nhau, chúng tạo

ra tiếng ồn lớn hơn Và khi các điểm cao và các điểm thấp của hai tần số rung động khác nhau chồng lên nhau, chúng tạo ra tiếng ồn nhỏ

Có thể trình bầy tần số của tiếng gõ như sau:

Tần số A - tần số B = Tần số của tiếng gõ Trong số những tiếng ồn mà chúng ta dễ cảm nhận nhất là tiếng gõ có các tần số là 2 đến 6 chu kỳ trong 1 giây, hoặc 2 đến 6 Hz

Mặc dầu chúng ta đã thảo luận về tiếng gõ của thân xe dưới dạng các

âm thanh hỗn hợp, khái niệm này về sự phát triển theo chu cũng có thể áp dụng cho vào các rung động, là nguồn của các âm thanh

Các chênh lệch về tần số rung trong động cơ và các bộ phận phụ (tỷ

số truyền của puli trục khuỷu đến các puli của các hệ thống phụ)

· Vì bản chất bộ biến mô luôn có độ trượt, độ mất cân bằng tương đối giữa cánh bơm và trục các-đăng sẽ xuất hiện chung quanh trục chung của chúng

· Khi độ không cân bằng của cánh bơm ở phía đối diện

so với độ không cân bằng của trục các đăng, rung động sẽ nhỏ hơn khi cả hai độ mất cân bằng đều ở cùng một phía

· Hai rung động biến thiên này được truyền đến các tấm

ốp của thân xe qua các dầm đỡ phía sau của động cơ hoặc các bạc lót của đ n treo để tạo ra tiếng gõ

(3/7) (2) Tiếng ồn do các dao động mômen gây ra

Ngoài rung động nói trên do sự không cân bằng gây ra,

sự kết hợp của dao động mômen động cơ, độ trượt của

bộ biến mô, và dao động mômen do góc nối trục các đăng cũng có thể tạo ra lực rung phát triển thành tiếng gõ của