Система имитации звука двигателя
Главная » Выпускная система » Система имитации звука двигателя
Почувствовать себя за рулем мощного автомобиля вам позволит система имитации звука двигателя. В отличие от активной выпускной системы данная система воспроизводит желаемый звук двигателя через акустическую систему автомобиля. Отношение к системе имитации звука двигателя неоднозначное – часть водителей принципиально против фальшивого звучания мотора, другие, наоборот, от нового звука получают удовольствие.
Система Active Sound Design (ASD) применяется на некоторых моделях автомобилей BMW, Renault с 2011 года. В этой системе блок управления создает дополнительное звучание, отсутствующее в исходном звуке двигателя. Это звучание транслируется через динамики акустической системы и объединяется с оригинальными звуками двигателя, чем и достигается желаемый результат.
Дополнительные звуки изменяются в зависимости от режима движения автомобиля.
Система Active Sound Control (ASC) от Lexus отличается от предыдущей системы. В этой системе микрофоны, установленные под капотом автомобиля, воспринимают звуки двигателя. Звук двигателя преобразуется электронным эквалайзером и транслируется акустической системой. Таким образом, оригинальный звук двигателя в салоне автомобиля становится более динамичным и объемным.
При работе системы на передние динамики выводится звук работающего двигателя. Частота звучания изменяется с частотой вращения двигателя. Задние динамики, при этом, транслируют мощный низкочастотный звук выхлопа. Система ASC работает только в определенных режимах работы автомобиля и автоматически выключается при движении в обычном режиме. К недостаткам системы можно отнести то, что микрофоны под капотом захватывают шумы от дорожного покрытия.
Система имитации звука двигателя от Audi объединяет блок управления и возбудитель. В блоке управления сохранены различные звуковые файлы, которые в зависимости от режима движения (нагрузка, число оборотов, скорость) воспроизводятся возбудителем.
Возбудитель создает акустические колебания в твердом материале (лобовое стекло и кузов), которые передаются воздуху в салоне автомобиля. Возбудитель устанавливается внизу лобового стекла на резьбовом пальце. По своей сути это громкоговоритель, в котором роль мембраны выполняет лобовое стекло. Система имитации звука двигателя позволяет слышать звук двигателя в салоне даже при хорошей шумоизоляции.
Имитация звука двигателя используется в акустических системах предупреждения электрических автомобилей, различных гибридных автомобилей. В таких автомобилях для предупреждения пешеходов используются различные звуковые сигналы и (или) имитация звука двигателя.
Европейский проект Acoustic Vehicle Alerting Systems (AVAS) для информирования пешеходов и других уязвимых участников движения (например, велосипедистов) рекомендует производителям электромобилей (гибридов) генерировать непрерывный звуковой сигнал на скорости от 0 до 20 км/ч и при движении задним ходом.
Этот звук должен быть похож на звук автомобиля того же класса, оснащенного двигателем внутреннего сгорания.
Посторонний звук от двигателя и экспертиза причины его возникновения.
Звук — механические колебания, распространяющиеся в виде упругих волн в твердой, жидкой и газообразной среде. Как и любая другая волна звук характеризуется амплитудой и спектром частот. С точки зрения восприятия человеком под звуком понимают колебания воздушной (внешней) среды в диапазоне частот от 20Гц до 20кГц.
Взаимодействие твердых тел, а также взаимодействие жидкостей или газов как с твердыми телами, так и между собой могут являться источником механических колебаний со звуковыми частотами.
Автомобиль в своей конструкции имеет подвижные соединения, гидравлические и пневматические системы, работа которых сопровождается звуковыми колебаниями в слышимом диапазоне частот, которые передаются в окружающую среду (воздух) и воспринимаются органами слуха человека.
Как таковой, ЗВУК не может трактоваться как дефект! Очень важно понимать, что звук если он есть и является посторонним, то у него есть причина. Это является признаком для технического специалиста начать диагностику! Вот анализ узла и в частности его конструкции дает ответ дефект это или особенность работы механизма. Если причина звука является дефектом, то можно констатировать его характер (производственный, эксплуатационный или вмешательство третьих лиц).
Рассмотрим несколько источников звука в двигателе внутреннего сгорания (далее по тексту двигателе) автомобиля, которые являются неявной причиной для специалистов.
Подвижные соединения, работающие под знакопеременной нагрузкой — это опоры коленчатого и других валов. В качестве опор используются подшипники скольжения (Илл. 1). В подшипнике скольжения происходит скольжение внешней поверхности вала, совершающего вращательное движение относительно внутренней поверхности вкладыша, закрепленного в корпусе. Вал во вкладышах установлен с зазором, без которого соединение не могло быть подвижным.
Такие подшипники применяются в опорах коленчатого и распределительного валов, головках шатунов. В данных подшипниках непосредственного контакта поверхностей не происходит, так как их разделяет слой смазочного материала, подаваемый системой смазки двигателя.
Смазка значительно понижает коэффициент трения, отводит тепло и продукты износа. С точки зрения образования звука смазка также выполняет важную функцию – значительно смягчает удар при перекладке вала в результате изменения направления действия силы (F на илл. 1). В результате смазка выполняет функцию подушки, которая значительно снижает удар и производимый им звук. При увеличении зазора увеличивается скорость, которую достигает вал в момент перекладки (за счет большего расстояния, проходимого им под действием той же силы и, соответственно ускорения). Торможение вала с большей скорости о масляную пленку вызывает больший удар и, соответственно, более интенсивный звук. Нагрузка на взаимодействующие поверхности вала и вкладыша при увеличении зазора также увеличивается.
Работа подшипника скольжения с повышенным зазором сопровождается повышенным уровнем шума, а также повышенным износом взаимодействующих поверхностей. При работе исправного двигателя звук работы подшипников скольжения практически не заметен на общем звуковом фоне. Заметные стуки из подшипников скольжения свидетельствуют о значительном зазоре. С ростом прогрева двигателя данные стуки усиливаются, так как повышение температуры приводит к снижению вязкости моторного масла.
Подвижное соединение поршень-цилиндр также имеет зазор. Шатун совершает качательные движения относительно оси его верхней головки. Соединение верхней головки шатуна и поршня выполнено с применением подшипника скольжения. Сила трения, возникающая в данном подшипнике воздействует на поршень и приводит к его провороту по оси верхней головки шатуна. На илл. 2 показана перекладка поршня при прохождении им нижней мертвой точки. При перекладке происходит соударение поверхности юбки поршня о поверхность цилиндра. При значении зазора поршень-цилиндр в допустимых пределах, звук, сопровождающий перекладку поршня, практически не заметен на общем звуковом фоне работающего двигателя.
При прогреве двигателя поршень разогревается до больших температур, чем цилиндр (и материал поршня, как правило, имеет больший коэффициент теплового расширения), зазор уменьшается, интенсивность звука снижается. Данная закономерность может отличаться в зависимости от материала и исполнения блока цилиндров.
Выпуск отработавших газов и их взаимодействие с каналами головки блока цилиндров и выпускного коллектора также приводит к появлению звука. Взаимодействие поступающего в двигатель воздуха и топлива с воздушными и топливными каналами также приводит к образованию звука. Но ввиду того, что объем и скорости движения воздуха и топлива значительно меньше объема и скоростей движения отработавших газов, звук, образуемый их истечением, практически не заметен. Звук истечения отработавших газов через систему выпуска является одним из наиболее заметных при работе двигателя.
Цепной привод распределительных валов (илл. 4). В момент посадки зуба цепи на звездочку происходит соударение поверхностей. Ввиду большого количества звеньев цепи и зубьев на звездочках, вращающихся со значительной частотой, звук работы цепной передачи представляет собой шелестение, прослушиваемое в передней части двигателя (в зависимости от расположения газораспределительного механизма).
Подшипники качения (илл. 5), которые используются в опорах валов и роликов ремня привода вспомогательных агрегатов, так же могут быть источником шума. Принцип работы подшипника качения основан на перекатывании тела качения (шарик 1, илл. 5) по дорожке качения в кольцах подшипника (2 и 3). Взаимодействующие поверхности тел качения и дорожек не являются абсолютно гладкими и ровными, и имеют микронеровности. Взаимодействующие поверхности разделены слоем смазки. Взаимодействие микронеровностей сопровождается звуком. При износе подшипников высота микронеровностей увеличивается и повышается уровень издаваемого подшипником звука.
Недостаток смазки в подшипнике приводит к увеличению уровня издаваемого звука и износа взаимодействующих поверхностей. Поскольку шаг микронеровностей достаточно маленький (тысячные и менее доли миллиметра), звук работающего подшипника имеет достаточно высокую частоту, то есть представляет собой свист, либо гул. Звук, издаваемый нормально работающими подшипниками качения практически не заметен на общем звуковом фоне двигателя.
При работающем двигателе источники звука есть не только в двигателе, но и в сопряженных с ним элементах трансмиссии:В двигателе имеются и другие взаимодействующие тела и среды, взаимодействие которых сопровождается звуком. Однако издаваемый ими звук практически не заметен на общем звуковом фоне исправно работающего двигателя.
- Звук работы подшипников качения, в которых установлены валы трансмиссии.
- Звук работы зубчатых передач. Зубчатая передача (илл. 6) служит для передачи вращения от одного вала к другому посредством зубчатых колес.
Форма и шаг реальных зубьев не являются абсолютно точными.
Взаимодействующие поверхности реальных зубьев не являются абсолютно гладкими, а имеют шероховатости. Для обеспечения работы зубчатой передачи и исключения заедания вследствие теплового расширения зубчатые колеса устанавливаются с зазором. Взаимодействие микронеровностей, выбор зазора, погрешность шага приводят к возникновению звука работающей зубчатой передачи. Для уменьшения трения, снижения износа и уменьшения уровня издаваемого шума на рабочие поверхности зубчатых колес подается слой масла. Однако даже использование смазочных материалов не позволяет полностью избавиться от звука, издаваемого при работе зубчатой передачей. Звук работы зубчатой передачи представляет собой высокочастотный гул. При увеличении зазора, погрешности шага, уменьшении количества смазки уровень издаваемого звука увеличивается.
Частота вращения коленчатого вала двигателя не является постоянной и изменяется за один оборот коленчатого вала.
Это обусловлено следующими причинами:
· Поршни совершают возвратно-поступательные движения. Шатуны совершают сложные плоскопараллельные движения. Соответственно, инерционные силы, возникающие при ускорениях и замедлениях поршня стремятся то раскрутить, то замедлить частоту вращения коленчатого вала.
- На такте рабочего хода давление в рабочей камере двигателя изменяется. На илл. 7 показан график давлений в рабочей камере двигателя (цикл Отто). Точка 1 соответствует верхней мертвой точке, точка 2 – нижней. Синий участок соответствует такту рабочего хода. Как видно, давление изменяется, что приводит к дополнительной неравномерности частоты вращения коленчатого вала.
Для стабилизации частоты вращения коленчатого вала применяется маховик – стальной диск, закрепленный на коленчатом вале (илл. 8). Маховик имеет большой момент инерции, в результате, частота вращения выравнивается.
Чем больше момент инерции маховика, тем более равномерно вращается коленчатый вал.
Однако использовать маховик со сверхвысокими значениями моментов инерции не целесообразно. При увеличении частоты вращения двигателя (например, при разгоне автомобиля), часть энергии тратится, в том числе, и на раскручивание маховика.
На современных автомобилях, оборудованных механическими трансмиссиями, применяются двухмассовые маховики (илл. 9). Данный маховик состоит из двух масс: первичной и вторичной. Первичная масса жестко закреплена на коленчатом валу, на ней также закреплен кожух и ступица подшипника скольжения. Вторичная масса соединена с трансмиссией. Фланец жестко закреплен на вторичной массе. Между первичной и вторичной массой имеется упругая связь в крутильном направлении за счет пружин. Конструктивная возможность перемещения вторичной массы относительно первичной в радиальном и осевом направлении отсутствует.
Применение двухмассового маховика позволяется значительно снизить крутильные колебания, передаваемые на трансмиссию от коленчатого вала (илл. 10).
Двухмассовый маховик имеет в своей конструкции подвижные соединения, взаимодействие которых может сопровождаться звуком.
Звук работы подвижных соединений исправного двухмассового маховика практически не заметен на звуковом фоне работающего двигателя. Звук взаимодействия поверхностей двухмассового маховика может проявляться в моменты локального изменения частоты вращения коленчатого вала (возрастание функции или убывание, представленной на илл. 10 серым графиком).
Взаимодействующие поверхности рассмотренных выше источников звука совершают движение синхронно с коленчатым валом двигателя. Соответственно, частота издаваемого ими звука будет пропорционально частоте вращения коленчатого вала.
При работающем двигателе наибольшей интенсивности достигают (наиболее слышны на общем звуковом фоне) звуки истечения газов из рабочей камеры на такте выпуска, звуки работы газораспределительного механизма. Заметные на их фоне звуки от других источников, как правило, свидетельствуют о неисправном состоянии узла, издающего звук.
Общая интенсивность звука, издаваемого основными источниками при работающем двигателе, зависит от типа и конструктивных особенностей двигателя.
Судить о состоянии этих механизмов двигателя можно путем сравнения испускаемого ими уровня звука с уровнем звука, испускаемого другими аналогичными двигателями.
Автотехническая экспертиза двигателя на предмет выявления посторонних звуком или шумов, особенно после сборки мотора, процесс достаточно сложный и кропотливый. Он требует глубоких познаний в области не только двигателя, но и всех сопутствующих технологий. Если у Вас возникли вопросы по звуку при работе Вашего двигателя, то вы всегда можете проконсультироваться на нашем форуме или просто заключить договор на выезд и проведение исследований.
Специалист Александр (ник на форуме Sancho)
Прочтите это руководство и узнайте
Вы хотите знать, есть ли проблемы с вашим автомобилем? Конечно, вы можете обратиться к механику для диагностики, но это может быть дорогостоящим и трудоемким. Хорошая новость заключается в том, что даже самостоятельно вы сможете определить, существует ли существующая проблема, просто прислушиваясь к звуку, издаваемому двигателем.
В оставшейся части этого поста мы рассмотрим звук исправного двигателя, а также дадим несколько практических советов о том, как определить, не является ли двигатель проблемным. Ваши уши могут помочь вам определить, есть ли проблема, которую необходимо решить как можно скорее. Тем не менее, имейте в виду, что эти звуки неубедительны.
Звук исправного двигателя: прочтите это руководство и узнайте
Звук исправного двигателя
Когда двигатель неисправен
Как исправить странные звуки двигателя
Заключение
Звук исправного двигателя
посмотрите короткое видео ниже. Автомобиль в качестве примера — старая модель Мерседес. Это объясняет звук, который будет издавать двигатель, если он находится в хорошем состоянии. Это может быть не идеально, но с этими звуками вы можете быть уверены, что нет проблемы, требующей вашего немедленного внимания.
Перед тем, как начать, припаркуйте автомобиль в месте, где нет шума. Делайте это в гараже или в любом другом месте, где хорошо слышно мотор. Заведите машину и откройте капот. Дайте двигателю поработать около минуты. Этого будет более чем достаточно для прогрева автомобиля. Теперь вы можете прислушаться к звуку двигателя.
Также важно принять к сведению тот факт, что вам придется менять позиции, когда вы слушаете двигатель. Начните с передней части автомобиля. После этого двигайтесь влево, затем двигайтесь в правую сторону моторного отсека. Не лишним будет сделать заметки о том, что вы слышите с трех сторон, чтобы вам было легче запомнить.
Очевидно, что все двигатели издают звук. Чтобы узнать, здоров ли он, не должно быть ничего необычного. Большинство двигателей будут звучать как самолеты и будут громче, когда вы набираете обороты. Также может быть гул или щелкающий шум.
Не бойся. Все это нормально. Если это звучит идеально, беспокоиться не о чем.
Двигатель также исправен, когда вы слышите регулярный и постоянный звук, похожий на музыку для ваших ушей. Ритм остается постоянным на всем протяжении, если только вы не набираете обороты. Когда применяется акселератор, он по-прежнему будет звучать хорошо и не будет производить внезапных изменений звука.
Когда двигатель неисправен
Теперь, когда мы рассмотрели звук исправного двигателя, давайте теперь кратко обсудим, когда он неисправен. Наклонитесь на борт отсека так, чтобы ваше ухо было ближе к двигателю. Не носите свободную одежду и не завязывайте волосы, если они длинные. Если слышен скрип или кажется, что две металлические детали трутся друг о друга, это указывает на возможную проблему.
Нездоровый паровоз можно сравнить с человеком, который поет, но фальшивит. Во многих случаях вам будет легко рассказать об этом. Вы можете услышать постукивание, стук и скрежет, если двигатель находится в состоянии, требующем устранения.
Жужжание двигателя является одним из признаков того, что он неисправен. С увеличением скорости гул усиливается. Громкий шум выхлопа также может указывать на проблему, а также на обратную работу двигателя.
Как исправить странный звук двигателя конкретная проблема. Поэтому, как только вы услышите необычный звук, свидетельствующий о плохом состоянии двигателя, приступайте к дальнейшей диагностике для выявления реальной причины проблемы.
В большинстве случаев одним из самых простых решений может быть смазка. Как мы все знаем, смазка предотвратит соприкосновение компонентов друг с другом. Это гарантирует, что компоненты будут работать плавно, вместо того, чтобы соприкасаться друг с другом и издавать странный звук, который может вас встревожить.
Также возможно наличие незакрепленных компонентов двигателя. Проверьте винты, гайки и болты. Следите за тем, чтобы они были туго затянуты или располагались в соответствии с рекомендуемым крутящим моментом. Разъемы также могли быть повреждены и, следовательно, могут потребовать замены.
С другой стороны, если шум увеличивается или уменьшается по мере увеличения числа оборотов, возможной проблемой может быть низкий уровень жидкости рулевого управления, и ее замена может быть мгновенным решением. Замена генератора, водяного насоса, насоса гидроусилителя руля и компрессора кондиционера также может стать эффективным решением.
Если двигатель работает задним ходом, одной из частей, которую вам, возможно, придется заменить, является ремень или цепь триммера, так как они могли соскользнуть. Вы также должны потратить время, чтобы проверить провода свечей зажигания и убедиться, что они подключены к правильным свечам зажигания. Также возможно, что вам нужно будет только отрегулировать угол опережения зажигания.
Между тем, если звук исходит из выхлопной трубы, проблема может быть не связана напрямую с двигателем. Замена выпускного коллектора и глушителя может быть хорошей идеей.
Заключение
В этом посте мы рассмотрели не только звук исправного двигателя, но и звук неработающего, а также некоторые простые решения, которые вы, возможно, захотите сделать.
Доверьтесь своим ушам, это сэкономит вам много хлопот и денег. Когда что-то звучит не так, прислушайтесь к своим инстинктам. Если вы не уверены, обратитесь за помощью к лицензированному механику.
Шум двигателя: что является нормальным и когда следует беспокоиться
Если вы долгое время водили старый автомобиль, вождение нового автомобиля часто кажется совершенно новым опытом. Это не потому, что рулевое управление лучше или тормоза имеют правильную чувствительность. Это потому, что по какой-то причине вы не слышите ничего, кроме работающего двигателя. Ничего, кроме урчания двигателя на холостых или рева при ускорении. Никаких щелчков или жесткого лязга металла о металл, из-за которых вы чувствуете, что ваш автомобиль скоро разберут.
Ни один двигатель не работает по-настоящему тихо. Тем не менее, некоторым звукам действительно не место под капотом. Но что нормально и когда следует беспокоиться?
Давайте узнаем.
Шум двигателя – норма
Нормальный шум двигателя обнаружить довольно просто.
Это безошибочно. Тем не менее, вы все равно можете услышать ряд других шумов под капотом.
Например, электрические компоненты автомобиля могут издавать тихое тиканье. Хотя этот шум обычно очень тихий и тихий, поэтому вы обычно его не слышите, вы можете заметить его случайно.
Кроме того, при запуске некоторых автомобилей можно услышать тиканье/стук. Это может ухудшиться, когда погода холодная. Однако это вполне нормально, если находится в пределах допустимого уровня. Следует отметить, что такие «шумы при холодном запуске» можно уменьшить, используя синтетическое масло в двигателе.
Шум двигателя — что ненормально
Итак, теперь, когда мы установили, как обычно звучит двигатель, давайте попробуем выяснить, каких звуков вам следует опасаться. Обратите внимание, что, хотя это общее руководство по диагностике проблем с вашим автомобилем, всегда будет лучше, чтобы на него посмотрел эксперт.
Свистящий звук
Всякий раз, когда вы слышите свистящий звук или что-то похожее на воздух, проходящий через узкий выход, вы автоматически проверяете, не приоткрыты ли окна частично или нет ли проблем с уплотнителем.
Однако, если свистящий звук исходит из-под капота, это может означать более серьезные проблемы.
Если вы слышите свистящий звук во время движения автомобиля, это может быть трещина в шланге. Одним из распространенных виновников является шланг системы охлаждения вашего двигателя. Это одна из самых слабых частей вашего двигателя, и нередко шланги внезапно трескаются и нарушают вакуумное уплотнение. Свистящий звук, который вы слышите, может быть вызван выходом воздуха из небольшой трещины. Чтобы выяснить, действительно ли проблема связана со шлангом, найдите безопасное место для парковки и выключите машину. Если вы все еще слышите свист, это может быть герметичная крышка радиатора. Герметичная крышка предназначена для предотвращения утечки охлаждающей жидкости, но когда резиновая прокладка рвется, некоторое количество охлаждающей жидкости и воздуха может выйти, что приводит к свистящему звуку.
Жужжащий звук
Если вы слышите жужжащий звук, исходящий из передней части вашего автомобиля, например, гигантский вентилятор, работающий на максимальной скорости, возможно, у вас проблемы с ремнями двигателя.
Ремни двигателя работают вокруг системы шкивов внутри вашего автомобиля и работают на высоких скоростях. С возрастом они трескаются или растягиваются. В результате они издают жужжащий звук.
Если виноваты не ремни двигателя, возможно, проблема в подшипнике переднего колеса. В любом случае замена ремня или неисправного подшипника обходится очень дешево.
Громкий холостой ход
В зависимости от вашего автомобиля при работе на холостом ходу должен издаваться определенный шум. Для одних это может быть нежное мурлыканье, а для других — громкий рык. Однако, если вы чувствуете, что ваш автомобиль работает на холостом ходу намного громче, чем обычно, у вас может быть проблема.
Громкий холостой ход обычно вызван проблемами с компрессией в цилиндрах. Когда возникают проблемы с компрессией в цилиндрах, получается неравномерное соотношение топлива и воздуха. В результате горение становится необычным. Более высокое давление внутри цилиндра приведет к громкому шуму на холостом ходу.