Шум, вибрация и жесткость хода (NVH) (описание и принцип работы)

Шум — любой нежелательный звук, обычно неприятный по характеру. Вибрация — любое движение, тряска или дрожание, которые можно ощутить или увидеть, когда объект движется взад и вперед или вверх и вниз. Жесткость хода — характеристика комфорта движения, при которой реакция автомобиля на дорожное покрытие резко передается пассажиру.

Жесткость хода обычно означает более жесткую, чем обычно, реакцию подвески. Шум, вибрация и жесткость хода (NVH) — термин, которым описываются эти явления, вызывающие различную степень неудовлетворенности. При этом определенный уровень NVH, вызванный дорожными и внешними условиями, является нормальным. Настоящий раздел предназначен для помощи в диагностике, проверке и ремонте неисправностей NVH.

Допустимые шум, вибрация и жесткость хода

Все двигатели внутреннего сгорания и трансмиссии создают некоторый шум и вибрацию; работа в реальных условиях добавляет шум, который не поддается контролю. Виброизоляторы, глушители и демпферы снижают их до допустимого уровня. Водитель, незнакомый с автомобилем, может посчитать некоторые звуки ненормальными, хотя на самом деле они нормальны для данного типа автомобиля. Например, дифференциалы Traction-Lok издают слабый шум при медленных поворотах после длительной езды по шоссе. Это допустимо и не влияет на работу блокирующего моста. Технику очень важно знать особенности автомобиля и понимать, как они связаны с неисправностями NVH и их диагностикой. Например, если автомобиль оснащен автоматической повышающей передачей, необходимо проверить его на дороге как с включенной, так и с выключенной повышающей передачей.

Теория диагностики

Кратчайший путь к точному диагнозу обеспечивают:

• знание системы, включая сравнение с заведомо исправной системой.
• история системы, включая историю ремонтов и характер эксплуатации.
• история состояния, особенно любая связь с ремонтами или внезапным изменением.
• знание возможных источников неисправности.
• использование систематического метода диагностики, при котором система делится на связанные между собой участки.

Диагностика и устранение неисправностей шума, вибрации и жесткости хода требуют:

• проверки на дороге или проверки системы для определения точного характера неисправности.
• анализа возможных причин.
• проверки для подтверждения причины.
• ремонта всех выявленных неисправностей.
• проверки на дороге или проверки системы, чтобы убедиться, что неисправность устранена или вернулась в допустимые пределы.

Глоссарий терминов

Разгон — легкий

Увеличение скорости при открытии дроссельной заслонки менее чем наполовину.

Разгон — средний

Увеличение скорости при открытии дроссельной заслонки от половины почти до полного, например, разгон 0–97 км/ч (0–60 миль/ч) примерно за 30 секунд.

Разгон — резкий

Увеличение скорости при открытии дроссельной заслонки от половины до полного, например, разгон 0–97 км/ч (0–60 миль/ч) примерно за 20 секунд.

Температура окружающей среды

Температура окружающего воздуха или преобладающая температура.

Амплитуда

Величина или сила энергии, создаваемой вибрирующим компонентом (перегрузка, G). Сильная вибрация имеет большую амплитуду. Слабая вибрация имеет малую амплитуду.

Люфт

Зазор между зубьями шестерен.

Гул

Низкочастотный или низкотональный шум, часто сопровождаемый вибрацией. См. также «Барабанный стук».

Заклинивание опоры

Перегруженная изолирующая (резиновая) опора, которая передает вибрацию и шум вместо их поглощения.

Затормаживание

Состояние, когда рабочий тормоз приведен в действие с достаточным усилием, чтобы удерживать автомобиль на месте при включенной передаче.

Бафтинг (порывистая тряска)

Сильные колебания шума (менее 1000 Гц), вызванные порывами ветра. Например, порывы ветра о боковое стекло.

Жужжание

Низкий звук (200–5000 Гц), похожий на звук пчелы, часто металлический или жесткий пластиковый гул. Также описывает высокочастотную вибрацию (200–800 Гц), ощущаемую как вибрация электробритвы.

Развал

Угол наклона колеса относительно истинной вертикали, измеренный при взгляде на автомобиль спереди.

Развал считается положительным, когда верх колеса смещен от автомобиля.

Кастер

Угол наклона поворотного кулака относительно истинной вертикали, измеренный при взгляде на автомобиль сбоку.

Позиция	Описание
1	Положительный кастор
2	Истинная вертикаль
3	Ось поворота

Стук/дробный шум

Выраженная серия быстро повторяющихся дребезжащих или щелкающих звуков.

Писк

Кратковременный высокочастотный звук, возникающий при проскальзывании приводного ремня.

Хихиканье (прерывистый звук)

Повторяющийся низкочастотный звук. Громкое «хихиканье» обычно описывается как стук.

Щелчок

Резкий короткий звук без резонанса, похожий на звук при нажатии шариковой ручки.

Лязг

Гидравлический стук. Звук возникает при наличии воздушных пробок в гидравлической системе. Также описывается как постукивание.

Стук/стук трансмиссии

Глухой или тупой кратковременный низкочастотный звук. Возникает преимущественно при резком разгоне или торможении автомобиля. Также описывается как удар.

Накат/торможение двигателем

Отпускание педали акселератора при движении с постоянной скоростью, при котором двигатель снижает скорость автомобиля без применения тормозов.

Накат/накат на нейтрали

Перевод селектора диапазонов трансмиссии в положение НЕЙТРАЛЬ (N) или выжим педали сцепления при движении с постоянной скоростью.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Шарнир, предназначенный для гашения вибраций, возникающих при передаче крутящего момента под углом.

Контролируемая высота задней подвески

Высота, на которой должен находиться указанный элемент автомобиля при измерении углов карданной передачи.

Промежуточный вал

Вал между раздаточной коробкой и передним ведущим мостом или, в двухсекционном задним карданном валу, его передняя секция.

CPS

Циклов в секунду. То же, что герц (Гц).

Треск

Звук среднего диапазона частот, близкий к скрипу. Звук меняется в зависимости от температуры.

Скрип

Металлический визг.

Движение с постоянной скоростью

Движение с постоянной скоростью по ровной дороге; без разгона и торможения.

Цикл

Процесс, при котором вибрирующий компонент проходит полный диапазон перемещения и возвращается в исходное положение.

Децибел

Единица измерения уровня звукового давления, обозначается dB.

Испытание на раскрутку двигателя (DERU)

Работа двигателя в обычном диапазоне оборотов при неподвижном автомобиле, включенных тормозах и включенной передаче в трансмиссии. Данное испытание используется для проверки шума и вибрации.

Углы карданной передачи

Различия в расположении выходного вала коробки передач, карданного вала и продольной оси ведущей шестерни заднего моста.

Карданный вал

Вал, передающий крутящий момент на входной вал заднего моста (вал ведущей шестерни). В двухсекционном карданном валу это задний вал.

Трансмиссия

Все узлы, передающие крутящий момент от двигателя к колесам; включают сцепление или гидротрансформатор, коробку передач, раздаточную коробку, карданный вал и передний или задний ведущий мост.

Демпфер трансмиссии

Груз, закрепляемый на двигателе, коробке передач, раздаточной коробке или мосту. Его масса и расположение подобраны для гашения вибраций.

Гул

Низкочастотный (100–200 Гц) равномерный звук, похожий на работу компрессора холодильника. Также описывается как стон.

Барабанный стук

Цикличный низкочастотный (20–100 Гц) ритмичный шум, часто сопровождаемый ощущением давления в ушах. Также описывается как низкий рокот, гул или раскаты грома.

Динамическая балансировка

Равномерное распределение массы по обе стороны от средней линии, при котором при вращении колесо с шиной не имеет тенденции смещаться из стороны в сторону (биение).

Динамически несбалансированные колеса с шинами могут вызывать шимми (вибрацию рулевого управления).

Дисбаланс двигателя

Состояние, при котором центр масс двигателя не совпадает с центром вращения, что вызывает чрезмерные колебания.

Пропуск воспламенения двигателя

Когда сгорание в одном или нескольких цилиндрах не происходит или происходит в неправильный момент.

Тряска двигателя

Чрезмерное перемещение или вибрация двигателя, частота которых напрямую увеличивается с ростом оборотов двигателя. Вызывается неравномерным распределением массы вращающихся или возвратно-поступательно движущихся деталей.

Упругая муфта

Гибкое соединение.

Плавающий режим

Режим движения на границе между движением с постоянной скоростью и накатом, при котором положение дросселя соответствует оборотам двигателя при данной скорости движения.

Флаттер

Прерывистый звук средних и высоких частот (100–2000 Гц), вызванный потоком воздуха. Похож на хлопанье флага на ветру.

Частота

Скорость, с которой происходит цикл за заданное время.

Ощущение гравия

Скрежет или рычание в узле, похожие на ощущение при движении по гравийной дороге.

Скрежет

Абразивный звук, похожий на работу шлифовального круга или на трение наждачной бумаги о дерево.

Шипение

Постоянный высокочастотный (200–800 Гц) шум. Звук утечки вакуума.

Гуд

Постоянный низкочастотный тон (50–500 Гц), похожий на звук при продувании длинного горлышка бутылки.

Вой

Шум среднего диапазона частот (200–800 Гц) между барабанным стуком и свистом. Также описывается как гудение.

Гудение

Равномерный звук средних частот (200–800 Гц), похожий на работу небольшого вентилятора. Также описывается как вой.

Гц

Герц; частота, измеряемая в циклах в секунду.

Дисбаланс

Нарушение балансировки; одна сторона тяжелее другой. У вращающегося узла дисбаланс часто вызывает вибрацию.

Внутренний

Направленный к продольной средней линии автомобиля.

Интенсивность

Физическая характеристика звука, связанная с силой колебаний (измеряется в децибелах). Чем выше амплитуда звука, тем выше его интенсивность, и наоборот.

Изолировать

Отделить влияние одного компонента от влияния другого.

Стук

Тяжёлый, громкий, повторяющийся звук, похожий на стук в дверь.

Гул

Постоянный низкочастотный тон (100–200 Гц). Также называется гудением.

Испытание двигателя на нейтрали (NERU)

Работа двигателя в обычном диапазоне оборотов при неподвижном автомобиле и выключенной трансмиссии (в нейтрали). Это испытание используется для выявления вибраций, связанных с двигателем.

Нейтрализация/нормализация

Возврат в ненапряжённое положение. Используется при описании опор. См. «Bound Up».

Наружный

Удалённый от продольной оси автомобиля.

Пинг (звонкий стук)

Короткий высокочастотный звук с небольшим эхом.

Ведущий вал

Входной вал ведущего моста, обычно являющийся частью меньшей ведущей (входной) гипоидной шестерни пары «кольцевая шестерня – ведущая шестерня».

Высота тона

Физическая характеристика звука, связанная с его частотой. Высота тона повышается с ростом частоты и наоборот.

Пульсация

Медленное пульсирующее движение.

Радиальное/боковое

Радиальное — в плоскости вращения; боковое — под углом 90 градусов к плоскости вращения.

Позиция	Описание
1	Боковое биение
2	Радиальное биение

Дребезжание

Случайный, кратковременный или прерывистый шум.

Ведомая шестерня (кольцевая шестерня)

Большая круглая ведомая шестерня в паре «кольцевая шестерня – ведущая шестерня».

Испытание на дороге

Эксплуатация автомобиля в условиях, предназначенных для воспроизведения исследуемой неисправности.

Шероховатость

Вибрация средней частоты, немного более высокой (20–50 Гц), чем подрагивание (shake). Такой тип вибрации обычно связан с компонентами трансмиссии.

Биение

Боковое биение — измерение перемещения («виляния») колеса или шины по боковине. Радиальное биение — измерение отклонения от круглости по поверхности протектора.

Шелест

Прерывистый звук переменной частоты (100–2000 Гц), похожий на шуршание листьев.

Тряска

Низкочастотная вибрация (5–20 Гц), обычно с видимым движением компонентов. Как правило, связана с шинами, колёсами, тормозными барабанами или дисками, если зависит от скорости автомобиля, либо с двигателем, если зависит от его оборотов. Также называется шимми или виляние.

Шимми

Ненормальная вибрация или виляние, ощущаемые как боковое движение рулевого колеса при вращении карданного вала. Также называется покачиванием.

Дрожание

Низкочастотная вибрация, ощущаемая через рулевое колесо или сиденье при легком торможении.

Хлопанье

Резонанс от плоских поверхностей, например лент ремней безопасности или обивки дверей.

Скользящая вилка / шлицевое соединение

Соединение карданного вала, допускающее изменение длины при ходе подвески и вращении карданного вала.

Скрип

Кратковременный высокочастотный звук, похожий на скрип пальцев по чистому стеклу.

Визг

Продолжительный высокочастотный звук.

Статическая балансировка

Равномерное распределение массы по окружности колеса. Статически несбалансированные колёса и шины могут вызывать подпрыгивание (wheel tramp). Это со временем приводит к неравномерному износу шин.

Постукивание

Лёгкий, ритмичный или прерывистый стук, похожий на постукивание карандашом по краю стола.

Глухой удар

Глухой удар, вызванный столкновением двух предметов.

Тиканье

Ритмичное постукивание, похожее на шум часов.

Гул при нажатии на педаль газа

Слабый гул, слышимый при лёгком разгоне, обычно на скорости 40–100 км/ч (25–65 миль/ч).

TIR

Аббревиатура TIR означает «total indicated runout» — полное индикаторное биение.

Деформация шины

Изменение диаметра шины в зоне контакта с дорогой.

Плоские пятна на шинах

Состояние, обычно возникающее при длительной стоянке автомобиля, пока шины остывают. Устраняется движением до прогрева шин. Также неравномерный износ протектора в результате юза с заблокированными колёсами.

Силовая вибрация шины

Вибрация шины, вызванная неоднородностью её конструкции, заметная при вращении шины по дорожному покрытию. Может возникать даже у идеально круглых шин из-за различий во внутреннем строении. Проявляется на частоте вращения колеса или на удвоенной частоте.

Переходный (кратковременный)

Шум или вибрация, кратковременные по продолжительности.

Двухплоскостная балансировка

Радиальная и боковая балансировка.

Вибрация

Любое движение, тряска или дрожание, которые можно почувствовать или увидеть, когда объект движется взад-вперёд или вверх-вниз.

Вой

Постоянный высокочастотный звук. Также называется писком.

Свист

Высокочастотный звук (выше 500 Гц) с очень узкой полосой частот. Примеры свистящих звуков — работа турбонагнетателя или обтекание антенны воздушным потоком.

Шум от ветра

Любой шум, вызванный движением воздуха в автомобиле, из автомобиля или вокруг него.

WOT

Аббревиатура WOT означает «полностью открытая дроссельная заслонка» (wide open throttle).

Инструменты и методы