Вплив штовхачів клапанів на шум, вібрацію та жорсткість двигуна (NVH)

При пошуку передового досвіду керування автомобілем налаштування рівнів шуму, вібрації та жорсткості (NVH) є справді вирішальним чинником. Серед численних компонентів двигуна, що впливають на параметри NVH, система клапанного механізму, а особливо клапанний толкатель, зараз виконує важливу, хоча й часто недостатньо оцінювану роль. У компанії Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. наші інженери розробляють прецизійні толкателі, глибоко усвідомлюючи їх безпосередній вплив на акустику двигуна та плавність його роботи. У цьому блозі розглядаються ключові взаємозв’язки між загальною продуктивністю толкателя та його характеристиками NVH.

Зв’язок між зміною зазору толкателя та чутним стукотом

Один із найбільш розпізнаваних звуків, пов’язаних із механічним шумом двигуна, — це чіткий стукіт або постукування. Цей звук часто, і цілком обґрунтовано, пов’язують із покращеною підтримкою газорозподільного механізму. У двигунах із механічними (цілими) штовхачами між штовхачем і стержнем клапана існує певний заданий зазор. Цей зазор, безумовно, необхідний для компенсації теплового розширення, але має бути точно врегульованим.

Коли цей зазор стає надто великим через знос, неправильну регулювання або деградацію елементів, це справді призводить до гучного удару. Під час обертання кулачка й початку підйому толкача він спочатку повинен ліквідувати цей збільшений зазор. Це призводить до швидкого удару з високою силою між кулачком і толкачем, а отже — і між толкачем та стержнем клапана. Такий удар породжує різкий металевий стукіт, який безумовно передається через конструкцію двигуна. Частота цього шуму зазвичай зростає разом із обертами двигуна (RPM). Основна увага нашої команди у виробництві зосереджена на виготовленні толкачів з особливо високою твердістю поверхні та геометричною точністю, щоб вони могли протистояти зносу й підтримувати критичні зазори протягом тривалого терміну експлуатації, завдяки чому джерело шуму буде мінімізовано.

Затримка реакції гідравлічного толкача та її вплив на плавність холостого ходу

Гідравлічні компенсатори теплових зазорів (HLA) або гідравлічні штовхачі були розроблені для автоматичного підтримання нульового зазору клапанів, що усуває характерний стук, пов’язаний із системами з постійним регулюванням. Проте вони самі вносять власні проблеми, пов’язані з шумом, вібраціями та дрижаннями (NVH), зокрема на низьких обертах двигуна, наприклад, на холостому ході. Внутрішня робота HLA залежить від тиску моторного масла та спеціального дозування масла через малі отвори.

При низьких обертах двигуна тиск мастила значно нижчий. Певний гідравлічний штовхач із повільною реакцією може додатково не встигати наповнюватися або реагувати достатньо швидко, щоб бездоганно слідувати профілю кулачка, що призводить до тимчасового «запізнення» або помірного провалу. Це може призвести до неточного відкриття та закриття клапанів. Несумісність між кількома клапанами насправді проявляється у важкому або нестабільному холостому ході, часто супроводжуваному низькочастотним дрижанням або незначним зростанням вібрації. Інженери компанії Suzhou Topu вирішують цю проблему шляхом ретельного проектування внутрішніх масляних каналів та випробування механізмів клапанів наших гідравлічних штовхачів. Мета цього — забезпечити швидку реакцію та стабільну роботу навіть за умов низького тиску, що відразу сприяє більш плавному та стабільному холостому ходу двигуна.

Стратегії зменшення шуму, спричиненого штовхачами, у двигунах легкових автомобілів

Зменшення шуму, вібрації та жорсткості (NVH), пов’язаних з толкателями, насправді вимагає багатогранного підходу, що поєднує передове проектування деталей, спеціалізоване виробництво, а також ідеальну інтеграцію пристроїв. Для двигунів легкових автомобілів, де досконалість є пріоритетом, застосування безлічі методів є ключовим.

Спочатку визначення матеріалу та стратегії упрочнення є справді критичними. Використання сплавів високої якості, а також застосування передових покриттів поверхонь, наприклад, покриттів із подібним до діаманта вуглецем (DLC), може значно зменшити тертя й знос між кулачком і торцевою поверхнею штовхача, зм’якшуючи взаємодію та приглушуючи генерацію шуму на високих частотах. По-друге, для гідравлічних штовхачів оптимізація внутрішніх демпфуючих характеристик є обов’язковою. Це включає точне регулювання потоку мастильної рідини, щоб забезпечити тиху роботу без погіршення швидкості реагування, необхідної для стабільної роботи двигуна. Нарешті, досягнення надточних розмірних допусків та точного узгодження профілю кулачка під час виробництва є обов’язковим. Навіть мікроскопічні відхилення можуть призвести до нерівномірного навантаження та виникнення шуму. У компанії Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. наша команда вбудованих проектних та виробничих процесів повністю присвячена реалізації цих стратегій. Ми виготовляємо спеціалізовані штовхачі, які є не просто довговічними деталями, а й активними учасниками тихої, плавної та більш гармонійної роботи двигуна, щоб відповідати суворим стандартам NVH сучасних легкових автомобілів.

Чесно зосереджуючись на певних складних динамічних процесах у системі газорозподілу, наша команда може допомогти у створенні певних двигунів, які вже не просто потужні, а й значно удосконалені.