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老旧车辆的发动机、新车的三缸机,似乎只要是燃油车就避免不了要出现“共振”,为什么发动机振动会引起车身共振呢?
咱们今天就来讲这个问题,答案其实很简单。
燃烧做功
柔性连接
燃油车装备的发动机类型为“内燃机”,与其对应的是“外燃机”;蒸汽机就是典型的外燃机,可以在外部燃烧产生热能推动活塞运转,内燃机则是把“燃烧部分”挪到机体内部。这一部分叫作燃烧室,油箱里的燃油、进气管吸入的空气都要送到燃烧室,被活塞压缩空气产生的高温蒸发后引燃;燃油燃烧会转化出热能,热能通过内燃机转化为机械能,做功的过程会产生振动。
正常的燃烧做功状态也是比较“狂躁”的,燃烧火焰每秒钟可以传播的距离是几十米,可以想象为火焰推动活塞在气缸内往复运转;做功的一瞬间就像是火焰“Duang”的一声把活塞推下去,受到冲击的活塞会通过连杆推动曲轴运转,但冲击力还会传导至其他的方向,发动机机体就会有些晃动。
那么如果发动机被直接刚性固定在车架上,机体的振动则必然会冲击车身导致共振,这是无法避免的问题但是可以“缓解”。
由于内燃机会振动所以不能直接固定在车身上,发动机需要通过“机脚”与车身固定;机脚就像是集成弹簧的减震筒,一端连接车身、一端连接发动机,中间是充满液压油的橡胶块,起到的功能是减振(缓冲冲击)。
汽车开起来不会感觉很颠簸,原因正是起伏冲击以压缩弹簧的方式吸收了,减振器起到控制弹簧弹跳频率的作用。
机脚通过机脚胶(液压减震块)同样能缓冲冲击力,那么问题又来了,三缸机为什么会比四缸机更为抖动呢?其实这个问题与机脚胶无关,三缸机也要用机脚胶。核心因素在于三缸机的三组气缸交替做功产生作用于机体的惯性力“无法平衡”,交替出现加上点火间隔角过大会加大晃动幅度,说白了就是冲击机脚胶的强度变高了,只有拉升转速后才能缓解。
≥四缸的发动机同样会出现怠速共振,即便四缸机也使用了平衡轴或双平衡轴,不是有减振机脚了吗?——机脚胶是会老化的哦。首先任何类型的合成橡胶都会老化,促使其老化的因素包括高温、腐蚀、冲击等,老化后的橡胶会出现韧性变差,减振效果会逐渐变差;最终会开裂导致液压油渗漏,这时候机脚胶就算报废了。
报废之后等于发动机刚性固定于车架,能不共振吗?
而且发动机不止有一个机脚,但先损坏的可能只是某一个,于是机体就失去了平衡,怠速共振则会更加明显;这就是为什么有些车在排除了积碳、电路、油路系统故障等因素之后还是共振的原因,机脚也是要检查的哦。
发动机的机脚使用寿命一般为5万公里左右,三缸机要短一些,因为机脚胶“承受了不该承受之冲击”,能用到两三万公里就有可能出现问题;更换机脚一般都不会很麻烦,不过也有部分车辆设计不合理,更换机脚需要抬起发动机,工时成本就会比较高了。所以选车还是不建议考虑三缸车,机脚和平衡轴都不是能解决其共振问题的理想方式,尴尬的是也没有其他方式。
至于变速器和排气系统一般都是没有问题的,变速器不需要“做功”,排气管是通过吊耳柔性连接到底盘上,除非设计存在缺陷否则不会引起共振。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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