1990年、日本の自動車メーカーであるトヨタ自動車の新進気鋭のブランドは、究極の贅沢をヨーロッパのブランドと同一視するバイヤーの間で印象を与えることに熱心でした。新興企業のレクサスは、15本のシャンパンフルートのピラミッドがレクサスLS 400のボンネット上でバランスをとっているコマーシャルを放映しました。トレッドミル上の車は、1時間あたり140マイル(1時間あたり225.3キロメートル)以上の速度で走行します。回転しながら、グラスはボンネット上で動かないままでした-おそらく、新しい高級メーカーの精密なディテールとその車の絹のような滑らかさの証拠です[出典:ドーソン]。
ちなみに、コマーシャルのスタントは確かに本物であることが証明されました。しかし、スタント自体は何かを証明しましたか?
レクサスのブランド認知度の急上昇が何らかの指標であるとすれば、プレミアムカーの購入者がエンジンの振動などの品質測定を非常に重要視していることを示しています。具体的には、少ないほど良いです。エコノボックス内でラケットに耐えた人なら誰でも知っているように、キャビンに到達するエンジンの振動は乗り心地を大幅に妨げる可能性があります。
エンジンの振動は、自動車エンジニアが騒音、振動、ハーシュネス、または単にNVHと呼ぶいくつかの品質要因の1つにすぎません。 NVHは、大部分、消費者が車両について何を考え、感じるかを決定するため、焦点を合わせることが重要です。順番に、それは彼らがそれに対して支払う意思があるかどうか、そして彼らがそれを購入する意思さえあるかどうかに影響します。
車両が横揺れしているときに揺れたりガタガタしたりする可能性があるすべての理由の中で、エンジンの振動は以下に影響を与える可能性があるため、特別な調査に値します。
それでは、エンジンの振動を減らし、快適さを高め、全体的な運転体験を向上させることができる、過去、現在、未来の5つのイノベーションを見てみましょう。
ある意味で、エンジンマウントは、エンジンの揺れが車両全体に伝播するのを防ぐための最初の防衛線です。
まず、そもそもなぜエンジンが振動を発生させるのかについてお話しする必要があります。内燃プロセスは一連の爆発であることを思い出してください。それらは細かく制御され、振り付けされていますが、それでも強力な爆発です。第二に、内燃機関は、ポンプ、旋回、回転部品の寄せ集めです。これらの部品には質量があり、作動すると、エンジンブロックに対して等しく反対の力で反応します。これらの反応は、一般的なエンジン内で1分あたり数千倍になり、振動として現れます。
したがって、ある程度のエンジン振動は完全に自然なものです。それは、車室内でそれを感じたくないということだけです。エンジンマウントは通常、エンジンおよびエンジンベイの壁に沿った金属フランジです。それらは、ポリウレタンまたはゴムで作られた厚いグロメットまたはブロックで裏打ちされており、エンジンの運転中にエンジンからの振動エネルギーの一部を吸収します。
以前はなかったエンジンからの過度の振動に気づき始めた場合(そして、サスペンションの位置がずれているなど、他の何かではないことがわかっている場合)、チェックするのに適した場所はエンジンマウントです。エンジンマウントの摩耗は明らかな場合があります。多くの場合、ゴムやその他の吸収材にひびが入ったり、破れたり、目に見えて摩耗したりします。ゴムが内部でつぶれている可能性があるため、目視検査だけではわからない場合があります。よくわからない場合は、資格のある技術者に相談してください[出典:デンビー]。
エンジンマウントに加えて、トランスミッションをチェックすることをお勧めします マウントも同様です。これらは同じ目的を果たし、トランスミッションによって引き起こされる激しい揺れから車両の残りの部分を絶縁します。
あなたが人を「堅い」と呼ぶとき、それは一般的に褒め言葉とは見なされません。しかし、車両に適用する場合、剛性は良いことです。
エンジンの振動を抑えることになると、しっかりとした土台から始めることが重要です。そしてそれによって、私たちはフレームを意味します-あなたがそうするなら、どんな道路車両の骨格でも。しっかりと構築された構造的に剛性のあるフレームは、曲がったり、曲がったり、不快な振動を伝達したりするのに抵抗します。
クロスバー(スタビライザーバーとも呼ばれます)を追加することは、自動車のボディのたわみを減らし、車両全体をより硬くするための一般的な方法です。
きしみ音、ガラガラ音、ブザー音は、フレームが緩く組み立てられている場合に発生することが多く、車の全体的な構造の許容誤差が広いために悪化します。自動車業界では、これは「フィットアンドフィニッシュ」と呼ばれることもあります。これは、本質的に「この車両の組み立てにビルダーがどれだけの品質と精度に注意を払ったか」を意味する広義の用語です。
不十分なフィット感と仕上がりは、緩く溶接された屈曲フレームと相まって、既存のエンジンの振動音を発生させ、気分を悪くする可能性があります。
時々、エンジンの振動を追い詰めて排除するために、あなたはソースにまっすぐに行かなければなりません。私たちの次のエンジン振動戦闘機は、経験豊富なレンチターナーの間である程度の認識を刺激するはずです。
エンジン振動の構造NVHには通常、2つの種類があります。耳を通して知覚する空中浮遊。車両のシート、ステアリングホイール、フロアパンを通して、ほとんどの場合感じられる構造的です。空中障害 一般的に、300Hz以上の範囲の高周波音です。エンジニアは、発生源でそれらを排除するか、防音材(ドアや体腔に挿入)でそれらを弱めることによってそれらを打ち消します。構造障害 それらが(振動として)聞こえるよりも感じられるほどの低周波数で起こります。自動車エンジニアは、振動エネルギーがドライバーの手、足、さらにはズボンのシートにまで伝わるため、ドライバーが経験する不快な感覚を入念に測定し、軽減するよう努める必要があります![出典:Duncan、Su、Wolf]
失火は、エンジン振動の背後にあるさらに別の原因です。より優れたスパークプラグとインテリジェントなエンジン管理コンピューターを含む最新の点火および燃料噴射システムは、過去のディストリビューターベースのシステムよりもはるかに信頼性があります。
とは言うものの、失火は新しい車両でも発生する可能性があります(実際に発生します)。失火中、1つまたは複数のスパークプラグは、プログラムされているときに点火および燃料パルスの点火に失敗します。 1つまたは複数の燃焼室での発火に失敗すると、ピストンのリズムに問題が発生し、その結果、ピストンが取り付けられているクランクシャフトが発生します。その結果、振動、ジャーク、さらにはエンジンのエンストが発生します。さて、革新的な部分についてです。病気のエンジンのけいれん性の振動を、単に古くてポーキーなエンジンと区別できない場合は、今日のテクノロジーでカバーできます。失火または非発火のシリンダースパークプラグコンボが、現代の車の「チェックエンジン」ライトをトリガーすることはほぼ確実です。そこから、見つけやすく購入しやすい診断リーダーを使用して何が問題なのかを判断したり、車両を最寄りのサービスショップに持って行って、技術者に見てもらうことができます。
本質的に、不要なエンジン振動は調和の欠如に関するものです。すでに述べたように、内燃機関はそもそもかなり暴力的なプロセスです。私たちの次の革新は、方程式に調和をもたらすための先駆的な男性の試みです。
自動車のクランクシャフトを間近で個人的に見たことがあれば、それが大きくて重く、非常に頑丈な機器であることをご存知でしょう。毎分何千もの爆発的なピストンストロークから受けるドキドキに耐えるためには、そうしなければなりません。
クランクシャフトはタフなままですが、ピストンとその上のコネクティングロッドからのドラビングに反応してねじれたり曲がったりする傾向があります。また、エンジンや車両の残りの部分全体に不要な振動を伝達する可能性があります。さらに、特定のRPMで、クランクシャフトは共振と呼ばれる状態に達する可能性があります。この状態では、壊滅的な障害を引き起こす可能性のある周波数で振動します(共振歌手または甲高い音を使用して粉砕するテレビコマーシャルを考えてみてください)。不運なワイングラス)。
1911年、自動車の天才フレデリックランチェスターは、これらの問題を解消するか、少なくとも軽減するために、回転するクランクシャフトの端にボルトで固定する装置を発明しました。ハーモニックバランサー(バイブレーションダンパー/ダンパー、クランクシャフトプーリーなど)が誕生しました。このバランサーは、ピストンを押すことによってクランクシャフトに加えられるせん断力、ねじり力を減衰させます。クランクシャフトの途方もないエネルギーを吸収するために、バランサーにはゴム製またはエネルギー散逸流体を充填できるセクションがあります[出典:Hillier]。
これまで、これらの迷惑なエンジン振動を受動的に防止する、または少なくとも消音するための多くの方法を見てきました。しかし、私たちの最後の防振イノベーションは、実際にはそれらの悪い雰囲気を寄せ付けないために攻撃を続けています。
体重を減らして揺れる危険を冒すクランクシャフトのかなりの回転質量に対抗するために、ハーモニックバランサーは必然的に重いです。しかし、自動車のカスタマイズの高性能な世界では、重量は馬力に食い込みます。その結果、多くのスピード愛好家は、車のハーモニックバランサーを軽量のアフターマーケットバージョンに交換するか、ユニットを完全に取り外して少し速くします。トレードオフ:彼らはより過酷でシャキシャキした乗り心地になり、車のエンジンの寿命を縮める可能性があります。
これらの高価なガジェットストアのカタログをめくったことがある場合は、ノイズキャンセリングヘッドホンの宣伝が広まっていることに遭遇した可能性があります。もしそうなら、マイクで不快なノイズを検出し、ほぼすべての方法でサウンドを複製し、それを耳に戻すことで機能することを覚えているかもしれません。唯一の違いは、複製されたサウンドが元のノイズから意図的に180度位相がずれていることです。
決闘の音は同じ周波数と振幅ですが、位相シフトにより、それらは互いに打ち消し合います。リスナーであるあなたにとって、元のノイズは以前の自己のかろうじて聞こえるささやきにレンダリングされ、音楽を楽しんだり、必要に応じて甘い沈黙を楽しんだりすることができます。
これは、自動車で使用できるアクティブ振動制御もほぼ同じように機能します。 Trelleborg Automotiveという会社の1つのシステムでは、車に取り付けられたマイクが、事前に決定された周波数範囲内の振動をリッスンします。ヘッドホンの例と同様に、システムは等しいが反対の逆振動で応答します。 「シェーカー」と呼ばれる電磁アクチュエーターは、ステアリングホイールやフロアパンのフットウェルなど、選択された取り付けポイントでカウンター振動を伝達します。
もちろん、そのようなシステムの考えられる欠点は、それがうまく機能しすぎて、本当に病気の自動車の症状のいくつかを隠すかもしれないということです。ただし、前述のように、正当な問題を知らせるために、チェックエンジンライトなどの他のタイプの警告が表示される可能性があります。
あなたが今読んでいるように、エンジンの振動は多くの理由でコックピットで感じることができます。私たちにとって幸運なことに、前述のイノベーションは、不要なエンジンのガタガタ、ガラガラ、ガラガラと戦うための効果的な方法を提供します。
初版:2012年7月20日