Как сделать двигатель бесшумным
Daewoo Leganza ♛ Tyzemka ☝ › Бортжурнал › Что нужно для того, чтобы двигатель работал тихо!
Что нужно для того, чтобы двигатель работал тихо, «не ел» масло, развивал высокую мощность и при этом еще и служил долго? Без сомнения, для этого необходимо, чтобы в двигателе стояли хорошие поршни. А что такое хорошие поршни? Это какие-то импортные поршни, от известной на весь мир фирмы, или, может быть, кованые, «со смещенным пальцем»? А какие еще есть, может, они-то как раз и нужны? В общем, «дело темное», особенно, когда выбор велик — глаза так и разбегаются. А тут еще и советчики: «Бери вот эти, они лучше!» Только чем лучше — толком сказать не могут, но зато в Интернете читали… Возьмем на себя смелость восполнить этот пробел и найти то место, «где собака зарыта». Для этого попробуем сравнить разные поршни, которые встречаются в моторах. Итак…
…литые поршни — условное название, показывающее, что заготовкой поршня является отливка. Такие отливки обычно получают, используя специальную разборную форму, которая называется «кокиль». Литье в кокиль распространено в массовом производстве, где с помощью одной формы можно получить многие тысячи поршней весьма сложной формы, но стабильного качества. Так, литые поршни могут иметь довольно сложную конструкцию: со стальными терморегулирующими пластинами, чугунными вставками канавки верхнего кольца (последняя характерна для дизелей, где, вследствие высоких давлений, канавка без вставки быстро разбивается). В соответствии с этим именно литье позволяет минимизировать массу поршня, сделать при этом всю поршневую группу максимально долговечной. Подавляющее большинство двигателей массового производства имеет именно такие поршни. При этом мировое двигателестроение давно работает в режиме разделения труда, так что поршни как для конвейерной сборки, так и в запчасти изготавливают, как правило, специализированные фирмы, а вовсе не сами автопроизводители.
Из известных производителей поршней отметим немецкие MAHLE, KOLBENSCHMIDT и NURAL, английскую АЕ, американскую SEALED POWER, хотя в мире их намного больше. У нас в России такие фирмы тоже есть, к примеру, костромская фирма «Мотордеталь» или самарская СТК. Отсюда следует два принципиальных момента. Так называемые «оригинальные» поршни ничем, кроме цены, не отличаются от «неоригинальных», если они сделаны на одном и том же заводе. Такая ситуация характерна для многих немецких автомобилей: бессмысленно гоняться за дорогими «оригинальными» поршнями якобы высшего качества — абсолютно такие же поршни, как правило, можно купить в упаковке производителя этих поршней. С другой стороны, главные производители поршней, перечисленные выше, могут и не являться поставщиками на конвейер для тех или иных марок и моделей автомобилей. В таком случае, в зависимости от марки, «неоригинал» оказывается ничуть не хуже, а в некоторых случаях и лучше самого «оригинала». И такие примеры есть. Взять хотя бы наш ВАЗ. Неудивительно поэтому, что «неоригинальные» поршни той же MAHLE для ВАЗовских моторов по качеству оказываются лучше, да и ходят дольше. Аналогичная ситуация встречается и на некоторых иномарках. Поршни для двигателей массового производства долговечны и надежны потому, что проходят целую цепь технологических процедур, прежде чем попадут в двигатель.
К примеру, после того как поршень спроектирован в конструкторском отделе той или иной фирмы, он отрабатывается на испытаниях, его конструкция всесторонне проверяется, а в чертежи вносятся необходимые изменения. Такая доводка — дело долгое, кропотливое и дорогое. И именно по этой причине многие автопроизводители делегируют эту работу специализированным компаниям: у последних и опыта в поршневом деле побольше, и экспериментальная база для испытаний нередко оказывается посерьезней. Побогаче у «специалистов» и технологические возможности, особенно в деле создания новых опытных конструкций поршней. Ведь не секрет, что многие новинки, среди которых различные материалы, технологии отливки, способы компенсации теплового расширения и охлаждения, покрытия, были в свое время разработаны и доведены именно в специализированных поршневых компаниях. Не удивительно, что и небольшие опытные партии поршней для различных эксклюзивных моторов — это своего рода «конек» именно специализированных поршневых фирм. Доведенная до совершенства технология литья поршней для массового производства не слишком хорошо подходит для высокофорсированных двигателей малых серий, в том числе спортивных. Основной недостаток отливки — сравнительно невысокая прочность материала, которую не удается полностью скомпенсировать различными конструктивными мероприятиями. Именно поэтому при небольших сериях для высоконагруженных поршней используют другие способы получения заготовок, обеспечивающие более высокую прочность материала. Кованые поршни как раз и обладают искомыми прочностными характеристиками. Процесс ковки приводит к пластическому деформированию алюминиевого сплава и созданию очень плотной мелкозернистой структуры с повышенной прочностью: в среднем прочность материала после ковки получается выше на 20-30%, чем после литья. Тем не менее, кованые поршни имеют и недостатки. Процесс ковки предполагает очень большие усилия деформирования исходной заготовки, что требует применения многотонных прессов. Кроме того, получаемая заготовка должна иметь простою форму без поднутрений, иначе ее нельзя будет снять с деталей штампа (пуансона или матрицы). В результате этого минимизировать массу кованого поршня очень трудно, объем дополнительной механической обработки получается чрезмерно большим, а коэффициент использования материала пониженным. В дополнение ко всему, кованый поршень невозможно сделать с пластинами или вставками, что ограничивает область его применения. И, наконец, процесс ковки менее производительный и более дорогой, что не позволяет использовать кованые поршни в массовом производстве. Как видим, недостатков у кованых поршней более чем достаточно. Но все они оказываются несущественными, если правильно определена область применения поршней. И здесь тоже не без хитростей. Очевидно, нет смысла устанавливать кованые поршни на стандартный двигатель в надежде на то, что повышенная прочность — это и повышенный ресурс. К сожалению, такое заблуждение почему-то свойственно многим счастливым обладателям отечественных автомобилей. Видимо, кто-то когда-то запустил такую «утку», которая и пошла гулять (или летать, если хотите) по свету, заморочив не одну горячую голову. Но истина в обратном — несмотря на высокую прочность, ресурс кованых поршней обычно невелик, как невелик ресурс и всей цилиндропоршневой группы в целом, что вполне закономерно. Чтобы разобраться в причинах этого явления, посмотрим вначале, кто производит такие поршни. Нередко это небольшие специализированные фирмы, охватывающие рынок деталей на спортивные и тюнинговые моторы. Сравнить их возможности с гигантами поршневой индустрии трудно. Поэтому в продаже можно увидеть довольно «сырые», с точки зрения конструкции, изделия, которые просто физически не могли пройти такого большого цикла доводочных испытаний, какие предшествуют массовому производству. Такие вещи, как оптимизация профиля юбки по результатам испытаний с целью снижения удельных нагрузок на стенку цилиндра и т. д. и т. п. — это все недоступно. Какой уж тут ресурс! Посмотрев на некоторые кованые изделия опытным взглядом, легко обнаружить и откровенные конструкторские ошибки, слабые места. Те, кто работал с такими поршнями, знают, что у отдельных образцов ресурс в хорошо форсированном моторе редко превышает 30 тыс. км. Трещат, понимаешь… Почему трещат, тоже понятно. Чтобы покупали больше, надо цену держать пониже. И 3000 руб. за комплект — прекрасная цена! А тогда идут в ход дешевые конструкции и дешевые технологии. Но «на грош пятаков не купить» — преимуществ у таких поршней перед серийными заводскими никаких, одно название, что кованые. А уж обычные литые поршни, к примеру, фирмы MAHLE, — это просто недостижимый для этих кованых поделок уровень.Что же делать? Все просто. Для производства хороших поршней нужна хорошая конструкторская база и испытания. Именно такой подход к этой проблеме — залог успеха. К примеру, современные компьютерные программы позволяют не только нарисовать чертеж, но и посмотреть на поршень со всех сторон еще до его воплощения в металл. И даже смоделировать его нагрузки при работе в двигателе…Почему? Потому что поршень — главный элемент двигателя, и строится он индивидуально под этот двигатель в зависимости от мощности, частоты вращения, давления наддува, особенностей применения автомобиля. Строится задорого и не быстро.
Шумоизоляция двигателя автомобиля или как можно уменьшить шум от мотора
Считаете, что мотор вашего автомобиля работает слишком громко? Существует несколько способов уменьшить шум двигателя. Рассмотрим наиболее распространенные методы и один радикальный способ доработки.
Шумоизоляция моторного щита со стороны двигателя
Преимущество именно этого способа в том, что нет необходимости разбирать салон и снимать панель приборов (торпедо), вся работа выполняется в моторном отсеке. Подробно об этой доработке мы рассказывали ранее, а также попробовали определить, есть ли от такой шумоизоляции эффект.
Шумоизоляция декоративной крышки двигателя
Пластиковый кожух, который крепится на двигателе сверху, является декоративным элементом. В некоторых случаях шумоизоляция этого экрана выполнена с завода. Если ее нет, вы можете наклеить ее своими руками. Перед использованием материала для установки его на кожух двигателя убедитесь в том, что он не горючий и способен выдержать рабочую температуру силового агрегата. Выбирайте материал, который не горит, не плавится и не выделяет запаха.
Подробней об этой доработке мы рассказывали ранее.
Шумоизоляция капота
Считается, что шумоизоляция капота имеет ряд преимуществ:
Подробней об этой доработке читайте тут.
Шумоизоляция моторного отсека
Владелец Lada Vesta решил сделать полную шумоизоляцию подкапотного пространства:
Если заклеить весь двигатель шумкой
Парни из «Гаража 54» провели эксперимент, наклеив шумоизоляционные материалы (вибродемпферы и теплошумоизоляцию) непосредственно на двигатель «Жигулей».
Проверяли уровень шума с помощью приложения на смартфоне:
В результате шум от двигателя уменьшился, но не значительно.
Чтобы получить «тихий двигатель» не нужно его дорабатывать. Это должно быть все заложено на этапе проектирования. Можно немного уменьшить вибрации и шумы всасывающих/выходящих газов в ходе капитального ремонта (подобрать ШПГ с минимальной разницей в весе поршней и шатунов, проточить коленвал, распредвал, отполировать блок цилиндров, поменять выхлопную и т.д.) Но кардинально ничего не изменишь, т.к. тихий двигатель проектируется «с нуля».
А вас беспокоит шум двигателя на автомобилях LADA? Какой способ шумоизоляции выбрали вы?
Уменьшение звука двигателя автомобиля в салоне
Начнем с того, что качественная шумоизоляция в значительной мере повышает комфорт во время эксплуатации автомобиля независимо от класса и типа ТС. К сожалению, автопроизводители также прекрасно это понимают. В результате повышенное внимание акустическому комфорту уделяется только тогда, когда речь заходит о премиальных моделях «топового» сегмента.
Естественно, владельцы бюджетных автомобилей и машин среднего класса вынуждены самостоятельно искать решения, чтобы уменьшить шум двигателя, улучшить шумоизоляцию колесных арок и т.п. В этой статье мы поговорим о том, как выполняется шумоизоляция моторного отсека и на какие результаты стоит рассчитывать.
Шумоизоляция двигателя автомобиля
Как уже было сказано, что касается бюджетных автомобилей и представителей среднего класса, штатной защиты от проникновения посторонних шумов в салон зачастую оказывается недостаточно. На практике владелец такого авто при движении, особенно на высокой скорости, отчетливо слышит характерное «шуршание» шин по дорожному покрытию. Также явно прослушиваются удары мелких камней в области колесных арок и т.п.
При этом если машина эксплуатируется в городе на малых скоростях, тогда описанные выше шумы досаждают не особенно. Однако этого не скажешь о ДВС. Как правило, кроме вибраций после 3-4 тыс. об/мин в салоне многих авто отчетливо различим еще и звук работающего на повышенных оборотах двигателя, причем такой звук зачастую не самый приятный и вызывает акустический дискомфорт.
При этом необходимо соблюдать определенную технологию при нанесении указанных материалов. Как правило, используются два основных материала: вибропоглотитель и шумоизоляция. Данные материалы монтируют на перегородку между моторным отсеком и салоном. Еще в ряде случаев изолируется внутренняя поверхность капота. Добавим, что сегодня также практикуется монтаж изоляции на защиту двигателя, что также снижает общий уровень шумов.
Какой материал для шумоизоляции двигателя выбрать, подготовка автомобиля к шумоизоляции
Прежде всего, от качества выбранного материала напрямую зависит конечный результат. Также важно учитывать, на каком автомобиле необходимо избавиться от лишних шумов, (бензиновая машина или дизельная). Например, если машина с дизелем, который сам по себе более шумный и вибронагруженный, тогда нужно не только знать, как уменьшить шум дизельного двигателя, но и учитывать особенности работы такого агрегата.
Еще следует уделять внимание тому, как реализован моторный отсек на конкретном ТС, в каком состоянии находится двигатель и его системы. На практике в основе многих материалов для изоляции лежит слой поролона, который разрушается в случае попадания на него моторного масла, горючего, тосола или антифриза и т.д.
По этой причине специалисты по шумоизоляции рекомендуют наносить непосредственно на поверхность шумоизоляционного слоя мастику, жидкий антигравий или другие похожие составы. Также перед тем, как начать наносить материалы, необходимо устранить все неполадки двигателя и навесного оборудования.
Затем производится осмотр подкапотного пространства с целью выявления щелей, увеличенных зазоров и т.д. В случае обнаружения таких участков в определенных местах ставятся заглушки, капот также тщательно выставляется, чтобы добиться максимально плотного прилегания.
Что касается самих материалов, все зависит от финансовых возможностей покупателя. При этом не рекомендуется отдавать предпочтение самым дешевым решениям неизвестных производителей. На практике хорошо зарекомендовали себя материалы StP, Butyplast, Izolon Auto, СПЛЕН, Sylomer.
Нанесение шумоизоляции
Подготовив нужные материалы, а также устранив возможные проблемы с ДВС, можно переходить к монтажу шумоизоляции моторного отсека. Начинать следует с нанесения шумоизолирующего материала на внутреннюю сторону капота. Данный кузовной элемент простой, доступ к нему не затруднен.
Для «обесшумки» капота достаточно наклеить листовой шумоизоляционный материал с внутренней стороны. Как правило, шумоизоляцию размещают между ребер жесткости капота.
Если таких ребер устройство капота не предполагает, тогда лист шумоизоляции может со временем отклеиться. Для решения задачи можно использовать облегченные материалы или же дополнительно закрепить лист путем проделывания в нем отверстий и последующей фиксации по штатным отверстиям теплоизоляции (утеплитель капота).
Что касается обесшумки моторного щита, процедура похожа на обесшумку капота. Перед нанесением вибро и шумоизоляции оклеиваемые поверхности необходимо очистить, затем изолирующий материал приклеивается и по возможности раскатывается (например, при помощи специального раскаточного валика).
Что в итоге
Результатом проделанной работы становится шумоизоляция перегородки моторного отсека и капота, которая позволяет значительно уменьшить или даже избавиться от шума работающего двигателя в салоне при достижении средних оборотов (около 3.5 — 4 тыс. об/мин), на которых автомобиль обычно эксплуатируется чаще всего. Также уместно говорить об определенном снижении уровня вибраций.
При этом следует понимать, что частичная шумоизоляция моторного щита со стороны двигателя и/или со стороны водителя не убирает шум колесных арок. Другим словами, для достижения наилучшего акустического комфорта потребуется изолировать не только моторный щит и передние арки колес, но и двери, пол, крышу и т.д.
Напоследок еще раз отметим, что повышение шума во время работы двигателя не всегда связано с плохой шумоизоляцией. Двигатель может работать шумно и по ряду других причин: низкий уровень, несоответствие или плохое качество/состояние моторного масла, некорректная работа системы охлаждения, шум от подшипников и приводов в подкапотном пространстве, стук гидрокомпенсаторов или клапанов и т.д.
Получается, для максимально тихой работы ДВС под нагрузкой и на ХХ силовой агрегат должен быть исправен, все системы и узлы должны работать в штатном режиме. Только в этом случае после проведение частичной шумоизоляции следует рассчитывать на заметное снижение шума работы двигателя.
Что такое опоры (подушки) двигателя, на что влияют. Какие симптомы и признаки указывают на то, что порвана подушка двигателя. Диагностика опор, советы.
Почему двигатель может начать громко работать: моторное масло, проблемы с зажиганием, смесеобразованием, системой охлаждения и питания, другие неполадки.
Стук или шум двигателя после замены моторного масла. Чем вызвано повышение уровня шума, масло или неисправность самого мотора. Что делать в такой ситуации.
Стук гидрокомпенсаторов: основные причины появления посторнних звуков на холодном двигателе или прогретом моторе. Как найти стучащий ГК без разбора ДВС.
По каким причинам возникает стук поршневых пальцев во время разгона автомобиля и работы под нагрузкой: качество топлива, зажигание, состав смеси и другие.
Что может стучать, свистеть, шелестеть и издавать другие посторонние звуки под капотом после запуска двигателя. Диагностика и определение неисправностей.