In 1990 wilde een jong uitlopermerk van de Japanse autofabrikant Toyota Motor Co. graag indruk maken op kopers die ultieme luxe gelijkstelden met Europese merken. De parvenu, Lexus, zond een reclamespot uit waarin een piramide van 15 champagnefluiten balanceerde op de motorkap van een Lexus LS 400. Met de auto op een loopband die het equivalent van meer dan 140 mijl per uur (225,3 kilometer per uur) aflegde, toeren bleef de bril onbeweeglijk op de motorkap staan - vermoedelijk een bewijs van het precisiedetail van de nieuwe luxefabrikant en de zijdezachte gladheid van zijn auto's [bron:Dawson].
Overigens werd bewezen dat de stunt in de commercial inderdaad authentiek was. Maar heeft de stunt zelf iets bewezen?
Als de snelle toename van de naamsbekendheid van Lexus een indicator was, toonde het aan dat kopers van premium auto's veel belang hechtten aan kwaliteitsmetingen zoals motortrillingen. In het bijzonder, hoe minder, hoe beter:zoals iedereen die het racket in een econobox heeft doorstaan, weet, kunnen motortrillingen die de cabine bereiken de rijkwaliteit ernstig belemmeren.
Motortrillingen zijn slechts een van de vele kwaliteitsfactoren die auto-ingenieurs lawaai, trillingen en hardheid noemen, of gewoon NVH. Het is belangrijk om op te focussen omdat NVH voor een groot deel bepaalt wat consumenten denken en voelen over een voertuig; op zijn beurt heeft dat invloed op hoeveel ze ervoor willen betalen en of ze het überhaupt willen kopen.
Van alle redenen waarom een voertuig kan trillen en rammelen terwijl het op een rol staat, verdienen motortrillingen speciale aandacht omdat het een impact kan hebben op:
Laten we dus eens kijken naar vijf innovaties uit verleden, heden en toekomst die motortrillingen kunnen verminderen, het comfort kunnen verhogen en zorgen voor een betere algehele rijervaring.
InhoudIn zekere zin zijn motorsteunen de eerste verdedigingslinie bij het onderdrukken van motortrillingen die zich door het hele voertuig verspreiden.
Ten eerste moeten we het waarschijnlijk hebben over waarom motoren trillingen produceren. Bedenk dat het interne verbrandingsproces een reeks explosies is. Ze zijn nauwkeurig gecontroleerd en gechoreografeerd, maar niettemin zijn het krachtige explosies. Ten tweede zijn verbrandingsmotoren een mengelmoes van pompende, zoemende en draaiende onderdelen. Die delen hebben massa, en wanneer ze in beweging worden gebracht, reageren ze met gelijke en tegengestelde kracht tegen het motorblok. Die reacties, vermenigvuldigd met duizenden per minuut in een typische motor, manifesteren zich als trillingen.
Dus een zekere mate van motortrilling is volkomen natuurlijk -- het is alleen dat we het niet willen voelen in het passagierscompartiment. Motorsteunen zijn meestal metalen flenzen op de motor en langs de wanden van de motorruimte. Ze zijn bekleed met dikke doorvoertules of blokken gemaakt van polyurethaan of rubber om een deel van de trillingsenergie van de motor te absorberen wanneer deze draait.
Als u overmatige trillingen van de motor begint op te merken waar er voorheen geen waren (en u weet dat het niet iets anders is, zoals een verkeerd uitgelijnde ophanging), is een goede plaats om te controleren de motorsteunen. Versleten motorsteunen kunnen duidelijk zijn - vaak is het rubber of ander absorberend materiaal gebarsten, gescheurd of zichtbaar versleten. Soms zie je het niet alleen door een visuele inspectie, omdat het rubber inwendig kan zijn ingezakt. Raadpleeg een gekwalificeerde technicus [bron:Denby] als u het niet zeker weet.
Naast de motorsteunen is het een goed idee om de transmissie . te controleren - ze hebben hetzelfde doel, namelijk om de rest van het voertuig te isoleren tegen hevig schudden veroorzaakt door de transmissie.
Als je iemand 'stijf' noemt, wordt dat over het algemeen niet als een compliment beschouwd. Maar wanneer toegepast op voertuigen, is stijfheid een goede zaak.
Als het gaat om het onder controle houden van motortrillingen, loont het om met een solide basis te beginnen. En daarmee bedoelen we het frame -- het skelet, zo je wilt, van een wegvoertuig. Een stevig gebouwd, structureel stijf frame is bestand tegen buigen, buigen en het overbrengen van vervelende trillingen.
Het toevoegen van dwarsbalken -- ook wel stabilisatorstangen genoemd -- is een gangbare praktijk om het doorbuigen van de carrosserie te verminderen en een voertuig in het algemeen stijver te maken.
Piepen, ratelen en zoemen komen vaak van een los gemonteerd frame en worden verergerd door grote toleranties op de algehele constructie van een auto. In de autobranche wordt dit soms 'fit and finish' genoemd. Dat is een brede term die in wezen betekent:"Hoeveel aandacht hebben de bouwers besteed aan kwaliteit en precisie bij de montage van dit voertuig?"
Een slechte pasvorm en afwerking, in combinatie met een los gelast en buigend frame, kan bestaande motortrillingen doen klinken en slechter aanvoelen.
Soms moet u, om motortrillingen op te sporen en te elimineren, rechtstreeks naar de bron gaan. Onze volgende motorvibratiejager zal zeker enige bekendheid opwekken bij ervaren sleuteldraaiers.
De anatomie van motortrillingenNVH komt meestal in twee varianten:in de lucht, die je door je oren waarneemt; en structureel, wat je vooral voelt -- via de stoel, het stuur en de vloerplaat van het voertuig.Verstoringen in de lucht zijn over het algemeen geluiden met een hogere frequentie in het bereik van 300 Hz en hoger. Ingenieurs gaan ze tegen door ze bij de bron te elimineren of ze te dempen met geluiddempend materiaal (ingebracht in deur- en carrosserieholten).Structurele storingen vinden plaats bij zulke lage frequenties dat ze meer worden gevoeld (als trillingen) dan gehoord. Auto-ingenieurs moeten nauwgezet meten en proberen de onaangename sensaties die bestuurders ervaren te verminderen, aangezien trillingsenergie wordt overgedragen op de handen, voeten en zelfs de zetels van hun broek van automobilisten! [bron:Duncan, Su en Wolf]
Misfiring is nog een andere boosdoener achter motortrillingen. Moderne ontstekings- en brandstofinjectiesystemen, waaronder betere bougies en intelligente motormanagementcomputers, zijn veel betrouwbaarder dan de op distributeurs gebaseerde systemen van weleer.
Dat gezegd hebbende, kan (en gebeurt) nog steeds een verkeerde ontsteking optreden bij nieuwere voertuigen. Tijdens een overslaande ontsteking gaan een of meer bougies niet aan en ontsteken ze een brandstofpuls wanneer ze zijn geprogrammeerd. Dat het niet vuren in een of meer verbrandingskamers veroorzaakt een hapering in het ritme van de zuigers, en als gevolg daarvan de krukas waaraan ze zijn bevestigd. Het resultaat:trillingen, schokken en zelfs afslaan van de motor. Nu voor het innovatieve deel:als je de krampachtige trillingen van een zieke motor niet kunt onderscheiden van een gewoon oude en kleine motor, dan heb je de technologie van vandaag voor je. Het is vrijwel zeker dat een combinatie van een niet-vurende of niet-vurende cilinder-bougie een "check engine" -lampje op elke moderne auto zal activeren. Van daaruit kunt u een gemakkelijk te vinden en aan te schaffen diagnoselezer gebruiken om te bepalen wat er aan de hand is, of u kunt het voertuig naar uw plaatselijke servicewerkplaats brengen om een monteur ernaar te laten kijken.
In de kern gaat ongewenste motortrilling over een gebrek aan harmonie. Zoals we al opmerkten, is interne verbranding om te beginnen een behoorlijk gewelddadig proces. Onze volgende innovatie is de poging van een baanbrekende man om wat harmonie in de vergelijking te brengen.
Als je ooit een krukas van een auto van dichtbij en persoonlijk hebt gezien, weet je dat het een groot, zwaar en extreem sterk apparaat is. Het moet wel, om het bonzen te weerstaan dat het kost van de duizenden explosieve zuigerslagen die het per minuut ontvangt.
Hoe moeilijk het ook is, een krukas is gevoelig voor draaien en buigen als reactie op het stoten van de zuigers en drijfstangen erboven. Het kan ook ongewenste trillingen door de motor en de rest van het voertuig overbrengen. Bovendien kan de krukas bij een bepaald toerental een toestand bereiken die resonantie wordt genoemd, waar hij trilt met een frequentie die catastrofale storingen kan veroorzaken (denk aan de tv-commercials die je hebt gezien waarin een resonerende zanger of een hoog geluid wordt gebruikt om te verbrijzelen een ongelukkig wijnglas).
In 1911 vond autogenie Frederick Lanchester een apparaat uit om op het uiteinde van draaiende krukassen te schroeven om deze problemen te elimineren of op zijn minst te verminderen. De harmonische balancer (met namen als trillingsdemper/demper of krukaspoelie) was geboren. Deze balancer dempt de schuif- en torsiekrachten die op de krukas worden uitgeoefend door het duwen van de zuigers. Om de enorme energie van de krukas te absorberen, heeft de balancer een sectie die kan worden gemaakt van rubber of gevuld met een energiedissiperende vloeistof [bron:Hillier].
Tot nu toe hebben we veel manieren bekeken om die vervelende motortrillingen passief te voorkomen of op zijn minst te dempen. Maar onze laatste anti-vibratie-innovatie gaat daadwerkelijk in de aanval om die slechte vibes op afstand te houden.
Gewicht scheren en de shakes riskerenHarmonische balancers zijn noodgedwongen zwaar om de aanzienlijke roterende massa van een krukas tegen te gaan. Maar in de high-performance wereld van het personaliseren van auto's, vreet gewicht aan pk's. Als gevolg hiervan vervangen veel snelheidsliefhebbers de harmonische balancers op hun auto's door lichtere aftermarket-versies of verwijderen ze de eenheden helemaal om iets sneller te gaan. De wisselwerking:ze rijden harder, wankeler en verkorten mogelijk de levensduur van de motor van hun auto.
Als je ooit door een catalogus van een van die dure gadgetwinkels hebt gebladerd, is de kans groot dat je een ruisonderdrukkende hoofdtelefoon met reclameboodschappen bent tegengekomen. Als dat zo is, herinnert u zich misschien dat ze werken door aanstootgevende geluiden te detecteren met een microfoon, het geluid op bijna elke manier te dupliceren en het terug in uw oren te sturen. Het enige verschil:het gedupliceerde geluid is opzettelijk 180 graden uit fase verschoven ten opzichte van het oorspronkelijke geluid.
Hoewel de duellerende geluiden dezelfde frequentie en amplitude hebben, zorgt de faseverschuiving ervoor dat ze elkaar opheffen. Voor jou, de luisteraar, wordt het oorspronkelijke geluid gemaakt tot een nauwelijks hoorbare fluistering van zijn vroegere zelf, zodat je kunt genieten van je muziek, of, als je dat liever hebt, zoete stilte.
Dat is zo'n beetje de manier waarop actieve vibratiecontrole, die in auto's kan worden gebruikt, ook werkt. In één systeem, van het bedrijf Trelleborg Automotive, luistert een in de auto gemonteerde microfoon naar trillingen binnen een vooraf bepaald frequentiebereik. Net als bij het voorbeeld van de koptelefoon reageert het systeem met een gelijke maar tegengestelde tegentrilling. Een elektromagnetische actuator, een 'shaker' genaamd, zendt de tegentrillingen uit op bepaalde bevestigingspunten, bijvoorbeeld het stuur of de voetruimte van de vloerplaat.
Een mogelijk nadeel van een dergelijk systeem is natuurlijk dat het te goed zou kunnen werken en enkele symptomen van een echt zieke auto zou kunnen maskeren. Maar, zoals eerder vermeld, is de kans groot dat u een ander soort waarschuwing krijgt, zoals een controlelampje, om legitieme problemen te signaleren.
Zoals je zojuist hebt gelezen, zijn motortrillingen om verschillende redenen voelbaar in de cockpit. Gelukkig voor ons bieden de voorgaande innovaties effectieve manieren om ongewenst motorgeratel, geratel en gerommel te bestrijden.
Oorspronkelijk gepubliceerd:20 juli 2012
