5 inovações que reduzem as vibrações do motor

Em 1990, uma nova marca da montadora japonesa Toyota Motor Co. viu-se ansiosa para impressionar os compradores que equiparavam o luxo supremo às marcas européias. A novata, Lexus, exibiu um comercial em que uma pirâmide de 15 taças de champanhe equilibradas no capô de um Lexus LS 400. Com o carro em uma esteira rodando o equivalente a mais de 225,3 quilômetros por hora, o motor acelerando, os vidros permaneceram imóveis no capô - prova, presumivelmente, dos detalhes precisos do novo fabricante de luxo e da suavidade sedosa de seus carros [fonte: Dawson ].

Ficou provado, aliás, que a façanha do comercial era de fato autêntica. Mas a façanha em si provou alguma coisa?

Se o rápido aumento no reconhecimento da marca Lexus foi um indicador, ele mostrou que os compradores de carros premium atribuem importância significativa às medições de qualidade, como a vibração do motor. Especificamente, quanto menos, melhor: como qualquer pessoa que tenha suportado a raquete dentro de uma econobox sabe, as vibrações do motor que atingem a cabine podem prejudicar severamente a qualidade do passeio.

A vibração do motor é apenas um dos vários fatores de qualidade que os engenheiros automotivos chamam de Ruído, Vibração e Aspereza, ou simplesmente NVH. É importante focar porque o NVH determina, em grande parte, o que os consumidores pensam e sentem sobre um veículo; por sua vez, isso afeta o quanto eles estão dispostos a pagar por ele e se estão dispostos a comprá-lo.

De todas as razões pelas quais um veículo pode sacudir e chacoalhar enquanto está em movimento, a vibração do motor merece uma análise especial porque pode ter impacto em:

Então, vamos dar uma olhada em cinco inovações do passado, presente e futuro que podem reduzir as vibrações do motor, aumentar o conforto e proporcionar uma melhor experiência geral de direção.

1. Peças flexíveis de montagem do motor
2. Técnicas de enrijecimento do corpo
3. Melhores componentes de ignição
4. Equilibradores Harmônicos
5. Controle de vibração ativo

De certa forma, os suportes do motor são a primeira linha de defesa para evitar que os tremores do motor se propaguem por todo o veículo.

Primeiro, provavelmente deveríamos falar sobre por que os motores produzem vibrações em primeiro lugar. Lembre-se que o processo de combustão interna é uma série de explosões. Eles são finamente controlados e coreografados, mas são explosões fortes, no entanto. Em segundo lugar, os motores de combustão interna são uma miscelânea de peças de bombeamento, zumbido e rotação. Essas peças têm massa e, quando colocadas em movimento, reagem contra o bloco do motor com força igual e oposta. Essas reações, multiplicadas por milhares por minuto dentro de um motor típico, se manifestam como vibrações.

Portanto, uma certa quantidade de vibração do motor é perfeitamente natural - só que não queremos senti-la dentro do compartimento de passageiros. Os suportes do motor são normalmente flanges de metal no motor e ao longo das paredes do compartimento do motor. Eles são revestidos com ilhós grossos ou blocos feitos de poliuretano ou borracha para absorver parte da energia de vibração do motor quando ele está funcionando.

Se você começar a notar vibração excessiva do motor onde não havia antes (e você sabe que não é outra coisa, como uma suspensão desalinhada), um bom lugar para verificar são os suportes do motor. Suportes de motor desgastados podem ser óbvios - muitas vezes a borracha ou outro material absorvente estará rachado, rasgado ou visivelmente desgastado. Às vezes você não pode dizer apenas por uma inspeção visual, pois a borracha pode ter colapsado internamente. Se você não tiver certeza, consulte um técnico qualificado [fonte: Denby ].

Além dos apoios do motor, é uma boa ideia verificar os apoios da transmissão também - eles servem ao mesmo propósito, isolar o resto do veículo de vibrações pesadas causadas pela transmissão .

Quando você chama uma pessoa de "rígida", geralmente não é considerado um elogio. Mas quando aplicada a veículos, a rigidez é uma coisa boa.

Quando se trata de manter as vibrações do motor sob controle, vale a pena começar com uma base sólida. E com isso queremos dizer o quadro -- o esqueleto, se preferir, de qualquer veículo rodoviário. Uma estrutura sólida e estruturalmente rígida resiste à flexão, flexão e transmissão de vibrações irritantes.

A adição de barras transversais - também chamadas de barras estabilizadoras - é uma prática comum para ajudar a reduzir a flexão da carroceria automotiva e tornar o veículo mais rígido em geral.

Squeaks, chocalhos e zumbidos muitas vezes vêm de um quadro montado de forma solta e são agravados por amplas tolerâncias na construção geral de um carro. No ramo automobilístico , isso às vezes é chamado de "ajuste e acabamento". Esse é um termo amplo que significa essencialmente: "Quanta atenção à qualidade e precisão os construtores dedicaram na montagem deste veículo?"

Um ajuste e acabamento inadequados, juntamente com uma estrutura frouxamente soldada e flexível, podem fazer com que qualquer vibração do motor existente soe e pareça pior.

Às vezes, para caçar e eliminar a vibração do motor, você precisa ir direto à fonte. Nosso próximo lutador de vibração do motor certamente despertará algum reconhecimento entre os torneiros de chaves experientes.

A anatomia da vibração do motor

O NVH normalmente vem em duas variedades: no ar, que você percebe através de seus ouvidos; e estrutural, que você sente principalmente - através do assento do veículo, volante e piso. Distúrbios aéreos são geralmente sons de frequência mais alta na faixa de 300 Hz e acima. Os engenheiros os neutralizam eliminando-os na fonte ou amortecendo-os com material de amortecimento de som (inserido nas cavidades da porta e do corpo). Distúrbios estruturais ocorrem em frequências tão baixas que são mais sentidas (como vibração) do que ouvidas. Os engenheiros automotivos devem medir meticulosamente e tentar mitigar as sensações desagradáveis ​​que os motoristas experimentam, pois a energia da vibração é transmitida para as mãos, pés e até os assentos das calças dos motoristas! [fonte: Duncan, Su e Wolf]

A falha de ignição é outro culpado por trás da vibração do motor. Os sistemas modernos de ignição e injeção de combustível , que incluem velas de ignição melhores e computadores inteligentes de gerenciamento do motor, são muito mais confiáveis ​​do que os sistemas baseados em distribuidores do passado.

Dito isto, falhas de ignição podem (e acontecem) ainda acontecer em veículos mais novos. Durante uma falha de ignição, uma ou mais velas de igniçãofalham em disparar e acender um pulso de combustível quando estão programados para isso. Essa falha em disparar em uma ou mais câmaras de combustão causa um soluço no ritmo dos pistões e, como resultado, no virabrequim ao qual eles estão ligados. O resultado: vibração, solavancos e até paralisação do motor. Agora, a parte inovadora: se você não consegue distinguir as vibrações espasmódicas de um motor doente de um meramente velho e pobre, a tecnologia de hoje o cobre. É quase certo que uma combinação de vela de ignição de cilindro com falha ou sem ignição acionará uma luz de "verificação do motor" em qualquer carro moderno. A partir daí, você pode usar um leitor de diagnóstico fácil de encontrar e comprar para determinar o que está errado, ou levar o veículo à sua oficina local para que um técnico dê uma olhada.

No fundo, a vibração indesejada do motor está relacionada à falta de harmonia. Como já observamos, a combustão interna é um processo bastante violento para começar. Nossa próxima inovação é a tentativa de um homem pioneiro de trazer alguma harmonia para a equação.

Se você já viu um virabrequim de automóvel de perto, sabe que é um equipamento grande, pesado e extremamente resistente. Tem que ser, a fim de suportar a pancada que leva dos milhares de golpes de pistão explosivos que recebe por minuto.

Por mais difícil que seja, um virabrequim é propenso a torcer e flexionar em reação à pancada que recebe dos pistões e bielas acima dele. Também pode transmitir vibrações indesejadas em todo o motor e no resto do veículo. Além disso, a uma certa RPM, o virabrequim pode atingir um estado chamado ressonância, onde vibra em uma frequência que pode causar falhas catastróficas (pense nos comerciais de televisão que você viu onde um cantor ressonante ou um som agudo é usado para quebrar uma taça de vinho do azar).

Em 1911, o gênio automotivo Frederick Lanchester inventou um dispositivo para aparafusar na extremidade dos virabrequins giratórios para eliminar ou pelo menos reduzir esses problemas. O balanceador harmônico (que atende por nomes como amortecedor/amortecedor de vibração ou polia do virabrequim) nasceu. Este balanceador amortece as forças de cisalhamento e torção transmitidas ao virabrequim pelo empurrão dos pistões. Para absorver a tremenda energia do virabrequim, o balanceador tem uma seção que pode ser feita de borracha ou preenchida com um fluido dissipador de energia [fonte: Hillier ].

Até agora, analisamos várias maneiras de prevenir passivamente, ou pelo menos abafar, essas vibrações irritantes do motor. Mas nossa última inovação anti-vibração na verdade vai ao ataque para manter essas más vibrações afastadas.

Raspar o peso e arriscar os tremores

Os balanceadores harmônicos são pesados ​​por necessidade, a fim de contrariar a considerável massa rotativa de um virabrequim. Mas no mundo de alto desempenho da personalização de carros, o peso consome a potência. Como resultado, muitos entusiastas da velocidade substituem os balanceadores harmônicos em seus carros por versões mais leves do mercado de reposição ou removem as unidades completamente para ir um pouco mais rápido. A desvantagem: eles têm um passeio mais duro e instável e potencialmente encurtam a vida útil do motor do carro.

Se você já folheou um catálogo de uma dessas lojas caras de gadgets, é provável que tenha encontrado uma propaganda espalhada por fones de ouvido com cancelamento de ruído . Nesse caso, você deve se lembrar de que eles funcionam detectando ruídos ofensivos com um microfone, duplicando o som em quase todos os sentidos e enviando-o de volta aos ouvidos. A única diferença: o som duplicado é propositadamente deslocado 180 graus fora de fase do ruído original.

Enquanto os sons de duelo são da mesma frequência e amplitude, a mudança de fase faz com que eles se cancelem. Para você, o ouvinte, o ruído original é transformado em um sussurro quase inaudível de seu antigo eu, permitindo que você aproveite sua música ou, se preferir, um doce silêncio.

É assim que o controle ativo de vibração, que pode ser usado em automóveis, também funciona. Em um sistema, de uma empresa chamada Trelleborg Automotive, um microfone montado no carro detecta vibrações dentro de uma faixa de frequência pré-determinada. Semelhante ao exemplo dos fones de ouvido, o sistema responde com uma contra-vibração igual, mas oposta. Um atuador eletromagnético, chamado de "shaker", transmite as vibrações contrárias em pontos de montagem selecionados, por exemplo, no volante ou na base do piso.

Claro, uma possível desvantagem de tal sistema é que ele pode funcionar muito bem e mascarar alguns dos sintomas de um automóvel realmente doente. Mas, como mencionado anteriormente, as chances são boas de que você receba algum outro tipo de aviso, como uma luz de mecanismo de verificação , para sinalizar problemas legítimos.

Como você acabou de ler, as vibrações do motor podem ser sentidas no cockpit por vários motivos. Para nossa sorte, as inovações anteriores oferecem maneiras eficazes de combater ruídos, chocalhos e ruídos indesejados do motor.

Publicado originalmente: 20 de julho de 2012

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