Насколько опасны вибрации в автомобилях

TTauto › Блог › ПРИЧИНА ВИБРАЦИИ В АВТОМОБИЛЕ

Как правило, она возникает под действием центробежных сил, вызываемых:

— дисбалансом вращающихся узлов — коленвала и маховика двигателя, вентиляторов радиатора и отопителя, сцепления, карданных валов, тормозных дисков и барабанов, колес в сборе с шинами;

— большой разницей масс движущихся деталей — поршней и шатунов мотора.

— конструктивные — обусловлены особенностями конструкции детали. Например, для накачивания шины на ободе колеса есть вентиль, масса которого нарушает их уравновешенность; — технологические — связаны с допустимыми отклонениями размеров и параметров (в то числе — дисбаланса) деталей, обеспечивающими их взаимозаменяемость, то есть упрощение изготовления и ремонта узлов. Но иногда неуравновешенности деталей, отбалансированных отдельно — эксплуатационные — неравномерный изноc детали, ее деформация, дефекты виброизоляторов и т. д.

Виброизолятор — элемент крепления агрегата (подушка, опора), снижающий передаваемую вибрацию. Как правило, состоит из металлических элементов (арматуры), разделенныx резиновым массивом. Могут быть и другие конструкции — гидравлические, пружинные, комбинированные.

Балансировка — Полностью устранить тряску сложно, но снизить ее до разумного минимума — реально.

Для этого деталь балансируют: — находят ее «тяжелую» сторону; — определяют величину массы, вызывающей дисбаланс; — облегчают «тяжелую» или, наоборот, утяжеляют противоположную сторону.

Основные способы балансировки

Статический — без принудительного вращения детали. Способ не требует сложного оборудования, доступен в «гаражных» условиях, но не устраняет дисбаланс полностью. Дает приемлемые результаты для коротких деталей со сравнительно большим диаметром (маховик двигателя, ведомый диск сцепления и т. п.). Их балансируют: — «на ножах» (призмах) или в «подшипниках». Деталь самоустанавливается, вращаясь вокруг своей оси, и в итоге занимает положение, при котором «тяжелая» сторона оказывается ниже оси вращения. Призмы должны быть строго горизонтальны, а подшипники — с минимальным сопротивлением; — «на опоре» или «на подвесе». «Тяжелая» сторона перевешивает, и деталь отклоняется от горизонтали. Как правило, первый метод точнее, но применим только к деталям с цилиндрическими опорными поверхностями.

Динамический способ — с постоянным принудительным вращением детали на специальном оборудовании. Устраняет все составляющие дисбаланса и применим для жестких деталей любых размеров (карданный вал, коленвал и т. п.).

Определение величины массы, нужной для устранения дисбаланса, при статической балансировке часто проводят опытным путем, а при динамической — ее, как правило, выдает компьютер балансировочного стенда. При облегчении «тяжелой» стороны детали в ней удаляют (сверлением или другой механической обработкой) часть материала. Так балансируют коленвалы, маховики, чугунные тормозные барабаны, корзины сцепления, ступицы колес, приводные шкивы и т.д. При утяжелении «легкой» стороны детали к ней присоединяют грузы (как правило, на пластинчатых пружинах или закрепляя сваркой, клеем). Так поступают с деталями, у которых невозможно убрать лишний материал с «тяжелой» стороны без снижения их прочности. Например, с колесами и тормозными барабанами из легкого сплава, карданными валами, ведомыми дисками сцепления.

Определение источника повышенной вибрации без специальных приборов корректно определить превышение допустимого уровня вибрации невозможно. Каждый человек воспринимает его субъективно.

Тряску можно считать неприемлемой, когда: на неподвижном автомобиле при «нейтральном» положении КПП, медленном увеличение числа оборотов двигателя и включенном сцеплении (ненажатой педали):

— вибрация ощутима на рулевом колесе при легком прикосновении пальцев;

— лежащие на панели приборов («торпеде») предметы перемещаются;

— изображение в салонном зеркале заднего вида размывается; на автомобиле во время движения, кроме того, ощущаются неприятные вибрации органов управления, пола, сидений.

Перед поиском источника повышенной вибрации целесообразно определить условия и ре жимы ее проявления — на неподвижном автомобиле (на месте) или в движении. Затем понять, когда она появилась — изначально была на новой машине, возникла в процессе эксплуатации или после ремонта какого-либо агрегата. В любом случае полезно предварительно убедиться в правильности регулировок двигателя. Неравномерность его работы тоже проявляется вибрацией, но она может быть следствием дефектов в системах зажигания, питания или управления впрыском. Причем перебои в моторе иногда возникают не только на холостом ходу и, кроме того, могут быть следствием установки бракованных деталей.

Выявлять источник повышенной вибрации удобнее с помощником. Один человек находится в салоне машины, второй — наблюдает за работой агрегатов снаружи.

Диагностируя автомобиль, следует соблюдать меры безопасности: — прощупывая рукой «подозрительные» места при работающем двигателе, не касаться сильно нагретых (выпускной коллектор, шланги и трубопроводы системы охлаждения) или вращающихся (крыльчатка вентилятора, карданный вал) деталей;

— вывешивая машину, ставить ее на надежные опоры;

— двигаясь по дорогам общего пользования, не мешать другим участникам движения.

Вибрация в неподвижном автомобиле, как правило, возникает при:

— работе двигателя и его навесного оборудования (генератор, компрессор кондиционера и т. п.);

— включении вентиляторов радиатора и отопителя;

— дефектах подвесок силового агрегата и системы выпуска.

При поиске источника вибрации можно придерживаться следующей последовательности действий: — осмотреть (лучше сначала при выключенном, затем — работающем двигателе) подвески силового агрегата, выпускной системы и детали около них. Элементы подвески должны быть целыми. Иногда силовая защита стоит слишком близко к поддону двигателя. Их контакт тоже вызывает вибрации. Неисправные детали надо заменить; — проверить надежность затяжки резьбовых соединений, подтянуть ослабшие; — чтобы убедиться, что вибрация идет от вентилятора, надо его отключить или снять крыльчатку; — последовательно отключать навесное оборудование (снимать приводные ремни) и, пуская мотор, проверять уровень вибраций во всем его рабочем диапазоне оборотов. Неисправный агрегат надо заменить или отбалансировать его элемент (шкив); — выжать педаль сцепления при работающем двигателе или рычаг селектора автоматической коробки передач (АККП) поставить в положение «N». Если вибрация осталась, ее основными источниками могут быть: маховик, корзина сцепления, гидротрансформатор или детали АККП, коленвал или разница веса поршней и шатунов, превышающая допустимую.

Вибрация при движении автомобиля, как правило, возникает от деталей трансмиссии или ходовой части. Если ее уровень зависит только от скорости машины и не меняется при движении накатом, значит, вибрирует какой-то узел после ведомого вала коробки передач (карданный или приводные валы, детали раздаточной коробки, колеса, ступицы и т.д.). Причем частота колебаний от кардана примерно в четыре раза выше, чем от колес, тормозных барабанов и дисков. Когда вибрация возникает только при торможении, наиболее вероятный ее источник — тормозные диски или барабаны. Они, а также ступицы, могут быть изготовлены с недопустимыми отклонениями биений рабочих и привалочных поверхностей. Если стоит некачественная резина — причины могут крыться в ее неравномерной жесткости, что усиливается при увеличении нагрузки на передние колеса при торможении. Тряску машины в узком диапазоне скоростей около 10-15 км/ч вызывает, как правило, дисбаланс колес. У передних он дополнительно проявляется биением руля. Чтобы убедиться в дефекте, можно поменять местами задние и передние колеса или снять их и проверить балансировку.

В остальных случаях необходимо:

— вывесить поочередно ведущие колеса; — пустить и прогреть двигатель, включить высшую (четвертую или пятую) передачу, медленно отпустить педаль сцепления и прибавлять обороты мотора до возникновения ощутимой вибрации.

Если при вывешивании обоих ведущих колес вибрации не было, скорее всего, ее возбуждают детали ведомой оси — ступица или тормозной барабан (диск). Выяснить это удастся только повторной проверкой после их поочередной замены заведомо хорошими, например с другого автомобиля. Причиной вибрации с какой-нибудь одной стороны машины может быть неуравновешенность тормозного барабана (диска), ступицы или деталей привода — полуоси или карданного (приводного) вала. В этом случае придется последовательно снимать колесо и тормозной барабан (диск), затем менять полуось и ступицу на проверенные и исправные и каждый раз повторять проверку. Вибрация на новом автомобиле бывает от неправильного монтажа агрегатов-источников колебаний или установки узлов с повышенным уровнем вибраций.

Искать причину необходимо на неподвижной машине и в движении. Причем при осмотре нужно обратить внимание на правильность применения виброизоляторов. Они могут быть внешне почти одинаковы, но отличаться характеристиками для некоторых вариантов комплектации автомобиля. Поэтому полезно сравнить, хотя бы, маркировку деталей и твердость резины (на ощупь). Для недорогих автомобилей это должно быть одним из основных факторов при приеме решения о покупке, так как устранение дисбаланса недешево, кроме того существенно увеличивается скорость износа узлов. В процессе эксплуатации машины до ремонта ее узлов и двигателя уровень вибрации меняется незначительно. Однако со временем исходные параметры виброизоляторов ухудшаются, и комфортабельность автомобиля постепенно снижается. Дефекты резины (старение, отвердение, трещины), как правило, выявляют при осмотре.

При внезапном появлении вибрации во время движения желательно восстановить в памяти предшествовавшие события. Например: — сразу после интенсивных торможений, когда температура деталей высока, пришлось проехать глубокую лужу.

Причиной появления вибрации при следующем нажатии на педаль может стать тормозной диск, который покоробился от резкого охлаждения водой;

— автомобиль ударился карданным валом о бордюр при съезде на проезжую часть или колесо наехало на препятствие или край ямы

— начавшаяся тряска говорит о повреждении соответствующих деталей (вала, шины, колеса).

Вибрация, возникшая после ремонта с заменой вращающихся деталей, указывает на большой дисбаланс новых элементов или на ошибки при ремонтных операциях, приводящие к неправильной сборке узла или деформации детали. Например, поршни и шатуны двигателя должны быть подобраны по массе, как правило, со следующей разницей в весе: для поршней — 2,5-5 г, для шатунов — не более 5-10 г.

Рекомендации по предупреждению повышенной вибрации

Когда детали, вызывающие повышенную вибрацию, легко доступны, их просто заменить кондиционными или снять для ремонта. В противном случае придется принимать решение, исходя из величины колебаний и трудоемкости работы. Иногда можно повременить до плановой переборки агрегата. Если сложный механизм (например, двигатель) уже разобран и в него ставят новые детали или ремонтируют старые наплавкой (наваркой), необходимо перед окончательной сборкой проверить их балансировку. Иначе потом придется перебирать агрегат.

Довольно часто дисбаланс появляется после ремонта (разборки) карданного вала или его снятия для демонтажа коробки передач или «раздатки». Поэтому полезно прежде отметить взаимное положение всех составных частей и работать аккуратно, не допуская сильных деформирующих ударов (лучше на прессе). Иногда у карданных шарниров, например заднеприводных ВАЗов, предусмотрены стопорные кольца крестовин различной толщины. Их неправильная установка также приводит к дисбалансу. Когда уровень вибрации удовлетворителен и замена или механическая обработка вращающихся деталей не планируется, перед разборкой тоже полезно отметить их взаимное положение.

Возможной причиной повышенных вибраций также может быть отклонение геометрических параметров (в основном биений) новых деталей. Поэтому полезно их проверить и, по результатам проверки, обменять или попытаться отбалансировать.

Реферат: Влияние автомобильных вибраций на организм человека

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет филологии и журналистики

Кафедра средств массовых коммуникаций

Реферат по Охране Безопасности Жизнедеятельности

«Влияние автомобильных вибраций на организм человека»

Студентка 4го курса, 11 группы

Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротах веществ и энергии. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит биологические потребности человека, что и является основной причиной современного экологического кризиса (высокий уровень и быстрое нарастание антропогенной нагрузки на окружающую природную среду).

Сегодня производственная деятельность человечества связанна с использованием разнообразных природных ресурсов, охватывающих большинство химических элементов. Усиление техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.

Некоторые «изменения», такие как загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами, например, выбросы углекислого газа сказываются на климате, что в свою очередь отражается на производстве продуктов питания; сдвиги в концентрации биогенов приводят к гибели одних популяций и бурному размножению других.

В результате накопления различных загрязнений в атмосфере, в первую очередь фреонов, происходит разрушение озонного слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного комплекса загрязняются реки, озера и моря. Считается, что в водоемы попадает свыше 500 тыс. различных веществ. Тяжелые металлы – свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий, попавшие в водоем, активно поглощаются животными и рыбами, которые или сами погибают, или отравляют людей, использующих их в пищу.

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильными транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по неполным данным он достаточно велик. Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование человечества. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет – 60 – 90%.

Факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду.

Курсирующие на Земле более 500 млн. автомобилей являются не только причиной ежегодной гибели около 500 тысяч, 10 млн. раненых, но и причиной расшатывания здоровья миллиардов людей.

На сегодняшний день российское автомобилестроение отстает в техническом отношении от мирового уровня. В серийном производстве находятся автомобили, которые проектировались 20-30 лет назад. Технологический уровень производства не позволяет достичь требуемой точности сборки и обработки деталей. Свой вклад в загрязнение ОС вносит низкое качество топлива: около 70% – этилированного бензина.

По оценкам специалистов ежегодные суммарные автомобильные выбросы в СНГ составляют 400 млн. т., среди которых:

· 27 млн.т. окиси углерода,

· 2.5 млн.т. углеводородов,

· 9 млн.т. окислов азота,

· 200-230 млн.т. углекислого газа.

Среди всех видов транспорта автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде. В России в местах повышенного загрязнения воздуха проживает около 64 млн. человек, среднегодовые концентрации загрязнителей воздуха превышают предельно допустимые более чем в 600 городах России.

Государственные затраты на охрану природы составляют доли процента бюджета, что в десятки раз меньше аналогичного показателя для развитых стран. Несмотря на обвальное сокращение производства, состояние окружающей природной среды Российской Федерации постоянно ухудшается.

Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:

· Загрязнение окружающей среды;

· Выделение тепла (рассеяние энергии).

Я остановлюсь более подробно на рассмотрении влияния вибрации на организм человека.

Важным источником транспортного дискомфорта (для водителя и пассажиров) являются колебания и вибрации, возникающие в процессе движения автомобиля. Они рассматриваются в рамках группового свойства – плавности хода.

При движении автомобиля возникают колебания, обусловленные неуравновешенными силовыми воздействиями в узлах и агрегатах автомобиля, а также внешним переменным воздействием от неровностей дорожного покрытия. Эти колебания передаются на кузов автомобиля и через дорожное покрытие и грунт – на элементы придорожного пространства. Воздействие вибраций можно рассматривать по аналогии с шумом в двух аспектах: воздействие на водителя и пассажиров автомобиля и воздействие на окружающие объекты.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека и вызывает сотрясение всего организма; локальная вибрация передается через руки человека. Водитель автомобиля одновременно подвергается воздействию общей и локальной вибрации, а пассажир и пешеход, находящийся рядом с проезжей частью, – общей.

Наиболее опасными являются вибрации в диапазоне 1-5Гц, вызывающие резонанс колебаний частей тела человека. Более высокие частоты вибрации также оказывают отрицательное воздействие на водителя, но оно менее ощутимо.

В этом случае большое значение имеет амплитуда колебаний.

– при амплитуде 0,01мм вибрация не ощутима;

– при амплитуде 0,02мм действует раздражение;

– при амплитуде 0,03мм – постоянно отвлекает водителя от основной деятельности;

– при амплитуде больше 0,03мм – длительная работа невозможна.

Колебания передающиеся к голове водителя, вызывают:

– изменение ритма и частоты дыхания;

– измерение артериального давления;

– снижает остроту бипокулярного зрения;

– ухудшает деятельность нервной системы.

Оценка плавности хода связана с наличием частотной и амплитудной чувствительности различных органов человека, особенно при экстремальных виброускорениях во время движения автомобиля.

При проектировании подвески автомобиля стараются обеспечить такую плавность хода, при которой уровни вибрации не превышают порога снижения комфортности или порога производительности труда, а частота колебаний кузова находится в диапазоне 1,5 – 2,5 Гц.

Наименьший уровень вибрации, источником которой является взаимодействие колес с дорогой, наблюдается при размещении водителя и пассажиров внутри автомобиля на площади, ограниченной колесной базой. Такое размещение принято практически для всех легковых автомобилей. Для водителей грузовых автомобилей с компоновкой кабины над двигателем и автобусов вагонного типа необходимо применение сиденья с подрессориванием.

Вибрации, возникающие при движении автомобиля, не только воздействуют на водителя и пассажиров, но и передаются через дорожное покрытие в окружающее пространство. Исследования показывают, что они могут превышать допустимый для человека уровень на удалении от проезжей части до 10м.

Для предотвращения воздействия вибрации на организм человека применяются:

· различные виброгасительные и демпфирующие устройства (амортизаторы, демпферы, рессоры, пружины и т.д.):

· увеличение жесткости вибрирующих деталей;

· создание условий, исключающих возникновение резонанса;

· использование вибронакладки, вибропоглащающих смазочных материалы и покрытий

В салоне все вибрирует, как только торможу на светофоре. В чем дело?

Сейчас разберемся, по каким признакам можно отличить нормальную вибрацию автомобиля от скрытой неисправности.

Многое зависит от класса автомобиля. На стареньких Жигулях критерии будут одни, на новой иномарке премиум-класса — другие. В случае со многими современными автомобилями узнать о том, что двигатель работает, можно, лишь увидев стрелку тахометра в ненулевом положении — настолько незаметны вибрации от работающего мотора.

Имейте в виду, что вследствие особенностей рабочего процесса и, в частности, большего давления в цилиндрах при такте сгорания дизельные двигатели дают несколько большие вибрации, чем бензиновые.

И все же есть общие критерии для определения тех вибраций, которые являются следствием неисправности:

• ощущается дрожь рулевого колеса;
• вибрируют салонное и боковые зеркала так, что изображение размывается;
• лежащие на панели приборов предметы «ползут» в направлении даже слабого уклона;
• смартфон, навигатор или видеорегистратор, закрепленные на присоске к стеклу, ощутимо колеблются.

Силовой агрегат

Безусловно, одним из самых вероятных источников вибрации автомобиля является работающий двигатель. Вибрацию в моторе могут создавать неуравновешенные вращающиеся массы. Уровень вибрации выше привычного водитель может почувствовать сразу после переборки двигателя или замены сцепления. В этом случае могли быть установлены либо неотбалансированные элементы, начиная от дисков сцепления и заканчивая коленчатым валом, либо детали ШПГ (шатунно-поршневой группы) разной массы. В малоквалифицированном сервисе вам вполне могли неправильно установить балансировочные валы. Эти детали изначально неуравновешенны и вращаются в два раза быстрее коленчатого вала. Их задача компенсировать силу инерции второго порядка, вызванную движением поршней. А если они установлены неверно хотя бы на зуб, то будут вызывать сильные вибрации.

Могут провоцировать вибрацию поврежденные детали и узлы в районе ремня привода вспомогательных агрегатов. Ремень ГРМ вряд ли станет причиной — любой дефект вызовет обрыв ремня и аварию двигателя. А вот демпфер, встроенный в шкив коленвала, который приводит генератор, компрессор кондиционера, насос гидроусилителя руля могут предупреждать о своей скорой кончине повышенной вибрацией. Здесь для диагностики достаточно посмотреть на шкив при работающем моторе, он должен вращаться без видимого биения.

Еще одной вероятной причиной вибрации от силового агрегата является выход из строя его опор. Это резинометаллические или дополнительно заполненные жидкостью опоры, которые и должны подавлять вибрацию. Их разрушение может повысить уровень вибраций в разы. Для диагностики нужно покачать руками остановленный двигатель. Еще можно чуть-чуть тронуться с места с открытым капотом, попросив наблюдателя снаружи автомобиля посмотреть, нет ли излишнего перемещения агрегата в подкапотном пространстве, да еще и с характерным стуком.

Еще вибрацию двигателя может повысить погнутая о дорожное препятствие защита силового агрегата. Если мотор стал касаться защиты, то жди неприятного зуда и вибрации. Так что если недавно вы задевали днищем о какое-то препятствие на дороге, следует проверить целостность защиты двигателя. То же самое касается и повреждений элементов подвески системы выпуска отработавших газов. Но в этом случае вибрации могут вырасти несущественно, зато появится характерный дребезг при работе двигателя.

Электроприборы

У неподвижного автомобиля с включенным зажиганием может работать несколько электродвигателей. Чемпионом по вероятности создания вибрации, конечно, является один или несколько электровентиляторов системы охлаждения и кондиционера. Например, блок из двух работающих вентиляторов на автомобиле Lada 4×4 мощно сотрясает весь передок автомобиля. А ведь кузов здесь изрядно жесткий, в том числе благодаря приварным крыльям.

Вибрацию в передней части автомобиля может вызывать вентилятор системы отопления и кондиционирования воздуха. Причин две: попадание на крыльчатку сгустка грязи, которая вызвала дисбаланс, либо выход из строя подшипников электродвигателя. Проверить проще простого — отключить вентилятор отопителя. Если вибрации пропадут, значит дело именно в вентиляторе системы отопления.

Вибрация, вызванная остальными электроприводами, не столь велика и в большинстве случаев идентифицируется просто. Например, включил стеклоочиститель — пошла вибрация. Значит подшипники электродвигателя пора менять.

Можно ли ехать с повышенной вибрацией?

Все зависит от силы вибрации и интенсивности ее нарастания. В случае, если явление быстро прогрессирует, лучше остановить двигатель и вызвать подмогу. Ну или если вы сами все знаете, то поделитесь в комментариях, с какими вибрациями в своих машинах вам приходилось сталкиваться и в чем была причина.

Оценка статьи:

Загрузка...

Сохранить себе в: