Wpływ tłoczka zaworowego na hałas, drgania i szorstkość silnika (NVH)

W poszukiwaniu zaawansowanego doświadczenia jazdy regulacja poziomu hałasu, wibracji i drgań (NVH) odgrywa rzeczywiście kluczową rolę. Wśród licznych elementów silnika wpływających na parametry NVH układ rozrządu, a w szczególności tłoczek zaworu, pełni obecnie istotną, choć często niedocenianą funkcję. W Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. nasz zespół inżynierów projektuje precyzyjne tłoczki, mając głębokie zrozumienie ich bezpośredniego wpływu na akustykę silnika oraz jego płynność pracy. W niniejszym wpisie blogowym omawiane są kluczowe zależności między ogólną wydajnością tłoczka a jego charakterystykami NVH.

Korelacja pomiędzy zmiennością luzu tłoczka a słyszalnym stukaniem

Jednym z najbardziej rozpoznawalnych dźwięków związanych z hałasem mechanicznym silnika jest charakterystyczny stukający lub klekocący dźwięk. Często i słusznie przypisuje się go lepszemu wspieraniu układu zaworowego. W silnikach z mechanicznymi (stałymi) tłoczyskami istnieje określona, zalecana luz między tłoczyskiem a trzpieniem zaworu. Luz ten jest z pewnością niezbędny ze względu na rozszerzalność cieplną, ale musi być dokładnie kontrolowany.

Gdy ten luz staje się zbyt duży z powodu zużycia, nieprawidłowej regulacji lub degradacji elementów, powoduje to głośny uderzeniowy dźwięk. Gdy wałek rozrządu obraca się i zaczyna lepiej podnosić tlocek, najpierw musi on pokonać ten zwiększoną lukę. Skutkuje to szybkim, wysokosiłowym uderzeniem między kulikiem wałka rozrządu a tlocekiem, a w konsekwencji także między tlocekiem a trzpieniem zaworu. To uderzenie generuje ostry, metaliczny stukot, który przenoszony jest z pewnością przez konstrukcję silnika. Częstotliwość tego dźwięku zwykle rośnie wraz ze wzrostem obrotów silnika. Nasz zespół produkuje tlocki z naciskiem na wysoką jakość – w szczególności na dużą twardość powierzchniową oraz stałość wymiarowo-geometryczną – aby zapewnić odporność na zużycie i utrzymać kluczowe luzy przez długi czas eksploatacji. Dzięki temu źródło hałasu zostaje zminimalizowane.

Opóźnienie reakcji tlocka hydraulicznego i jego wpływ na płynność pracy na biegu jałowym

Hydrauliczne korektory luzu zaworów (HLA), czyli hydrauliczne tłoczki, zostały opracowane w celu automatycznego utrzymywania zerowego luzu zaworów, eliminując charakterystyczne „tikanie” związane z tradycyjnymi układami regulacyjnymi. W rzeczywistości jednak wprowadzają one własne wyzwania związane z hałasem, wibracjami i drganiami (NVH), szczególnie przy niskich obrotach silnika, np. na biegu jałowym. Działanie wewnętrznego mechanizmu HLA zależy od ciśnienia oleju silnikowego oraz precyzyjnego dozowania oleju przez małe otwory.

Przy niskich obrotach silnika ciśnienie oleju jest znacznie niższe. Konkretny tłoczek zaworowy o wolnej odpowiedzi może dodatkowo nie wypełniać się ani nie reagować wystarczająco szybko, aby bezbłędnie śledzić profil wałka rozrządu, co prowadzi do chwilowego „opóźnienia” lub umiarkowanego zapadania się. Może to skutkować niedokładnym otwieraniem i zamykaniem zaworów. Niejednorodność działania kilku zaworów przejawia się często trudnym lub niestabilnym jałowym biegiem silnika, często towarzyszy mu drżenie o niskiej częstotliwości lub lekki wzrost wibracji. Inżynierowie firmy Suzhou Topu rozwiązują ten problem poprzez staranne projektowanie wewnętrznego układu kanałów olejowych oraz testowanie mechanizmów zaworowych w naszych hydraulicznych tłoczках zaworowych. Celem tych działań jest zapewnienie szybkiej odpowiedzi i stabilnej pracy nawet przy niskim ciśnieniu oleju, co bezpośrednio przyczynia się do gładkiego oraz bardziej stabilnego jałowego biegu silnika.

Strategie minimalizacji hałasu generowanego przez tłoczki zaworowe w silnikach samochodów osobowych

Zmniejszanie hałasu, drgań i szczypania związanych z tłoczyskami wymaga wieloaspektowego podejścia, łączącego zaawansowane projektowanie rozwiązań, specyficzne procesy produkcyjne oraz optymalną integrację urządzeń. W przypadku silników samochodów osobowych, dla których doskonałość działania jest priorytetem, zastosowanie licznych technik ma kluczowe znaczenie.

Na wstępie określenie materiału i strategie utwardzania są rzeczywiście kluczowe. Zastosowanie stopów wysokiej jakości oraz zaawansowanych powłok ochronnych na powierzchni podstawy, takich jak powłoki węglowo-diamentowe (DLC), może znacznie zmniejszyć tarcie oraz zużycie między kulikiem wałka rozrządu a tarczą tłoczka, łagodząc interakcję i tłumiąc generowanie hałasu o wysokiej częstotliwości. Po drugie, w przypadku tłoczków hydraulicznych optymalizacja wewnętrznych właściwości tłumienia jest zasadniczo niezbędna. Obejmuje to staranne dobrane przepływy oleju, aby zapewnić cichą pracę bez utraty pożądanej szybkości reakcji niezbędnego do bezbłędnej wydajności. Wreszcie osiągnięcie ultra-dokładnych tolerancji wymiarowych oraz dopasowania profilu wałka rozrządu w trakcie produkcji jest warunkiem bezwzględnie koniecznym. Nawet mikroskopijne odchylenia mogą prowadzić do nieregularnego obciążenia i powstawania hałasu. W Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. nasz zespół projektowy i produkcyjny jest rzeczywiście poświęcony realizacji tych strategii. Produkuje on specjalistyczne tłoczki, które nie są jedynie trwałymi elementami, lecz również aktywnymi wkładami w cichszą, gładką oraz bardziej harmonijną pracę silnika, spełniając rygorystyczne normy NVH nowoczesnych pojazdów osobowych.

Dzięki szczerej koncentracji na szczególnych, złożonych dynamikach układu zaworowego nasz zespół może wspierać budowę układów zaworowych, które nie są już jedynie wydajne, lecz także znacznie ulepszone.