汽車共振問題解析:為何怠速會振動,加油門就能恢復正常呢?

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為何發動機怠速會抖動,真正行駛卻不會抖動,甚至連三缸發動機也不例外?關於造成怠速抖動的原因第二節解析,首先需要了解為何怠速與行駛中的NVH(噪音振動聲振粗糙度)會差距那麼大。

汽車共振問題解析:為何怠速會振動,加油門就能恢復正常呢?


以三缸發動機為參考,這種機器的點火間隔角為240度;概念指三組氣缸點火做功的間隔,也可以理解為“時間差值”。比如四缸發動機的間隔角是180度,做功銜接的時間是不是就要短一些?

燃油動力汽車裝備的「內燃式熱機」的關鍵詞是“燃”,燃油的燃燒過程中會出現分子劇烈的不規則運動;以熱能的概念推動活塞往復運轉,以帶動曲軸以轉動的方式輸出動力。分子碰撞當然會產生振動,燃燒室的振動會連帶機器共振;在活塞下行的過程中還會產生垂直作用力,機體則會因為這種振動的存在而搖擺。

轉速越高發動機的點火做功速度越快,四衝程發動機的曲軸沒轉兩圈做功一次;那麼發動機以怠速800rpm的速度運轉則為每分鐘做功400次,行駛中以2000rpm的轉速運轉,每分鐘做功1000次,問題的答案已經很清晰了。

直列三缸-60秒做功400次,每次做功時間0.15秒直列三缸-60秒做功1000次,做功時間為0.06秒怠速時每組氣缸做功而產生的慣性作用力,是不是有很長的時間可以帶動機體“下沉”;三組氣缸交替做功則發動機會像蹺蹺板一樣大幅搖擺,但在行駛中每次留給慣性力作用的時間概念為60毫秒,做功氣缸將將開始“下沉”,另一組氣缸就會做功而一定程度抵消上一組的作用力,機體也就沒有時間去明顯的搖擺與振動了。

(四缸發動機概念相同但振動幅度本會小很多)

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全新的三缸動力汽車即使在怠速時共振也不明顯,原因在於發動機裝備性能良好的「機腳」;內燃機不論有3/4/5/6個氣缸,在運行時都會產生共振,區別只是程度的大小。所以剛性連接車架的方式就顯得不理想了,因為每次衝擊都會通過連接點直接衝擊整個車身;衝擊過程中還會損傷車架鋼材,造成較為嚴重的金屬疲勞。

所以發動機與車架的連接必須是“柔性”的,也就是通過有一定減振能力的機腳,以其內部的橡膠塊緩衝衝擊力。如果三缸發動機使用高標準的機腳膠,新車時的怠速共振確實不會很突出,只是車輛用上幾年後就會變差很多了。

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重點:任何類型的合成橡膠都會老化,機腳膠也不會例外。老化後的橡膠首先會變硬,緩衝振動的能力當然會變差。這就像把一個玻璃球扔到枕頭上,狀態不會大幅彈跳也不會有很大聲音,因為振動強度低;但如果把枕頭換成木板的話,聲音就會變大很多——聲音是空氣振動產生的聲波,空氣的振動源自物體振動的影響。

所以在接近角老化變硬之後,發動機衝擊車架的強度會更大,車輛的共振與噪音就都會比較明顯了;但是在行駛中因是振幅被有效控制,NVH還是會有正常的水平,除非多組機腳膠中有一個或多個直接損害,機體在任何轉速區間都無法穩定車的話,結果會是駕駛中也會感覺到共振。

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四缸發動機問題概述

機腳損壞積碳嚴重硬件故障關於機腳的問題不再贅述,需要説明的是「多組氣缸·燃燒程度不一致」對運行穩定性的影響。比如四缸發動機1/3氣缸積碳輕微,但是2/4氣缸積碳嚴重;那麼發動機在交替做功的過程中,產生的扭矩自然會或大或小,產生的慣性作用力不均衡也會讓機體擺動,而且是行駛中也有可能感受到振動。

積碳附着在火花塞上會降低點火強度,附着在噴油嘴上會影響燃油蒸發性能與燃效,附着在進氣門上會影響進氣量;這三個位置是最關鍵的,但是每組氣缸都有這些零件,但積碳的程度有難以做到一致,怠速共振也就不足為奇了。

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故障點:既然火花塞、噴油嘴與進氣門的工況會影響的發動機運行穩定性,那麼出現故障當然也會帶來相同的問題。

節氣門(非進氣門)電機或電控故障火花塞&點火線圈故障噴油嘴故障或燃油濾清器堵塞這些故障點都有可能造成怠速抖動,如果是點火系統或油泵油路存在問題,行駛中也是可以感受到不規則共振的。關於怠速與行駛振動的問題就聊到這裏,有什麼問題在評論區討論吧。

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編輯:天和Auto-小編

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