Miért ráz a Dacia Logan? – A rezgések okai és megoldásai
Apróságnak tűnik, de a járművek rezgései számos problémát okoznak, ráadásul teszik ezt igen sunyi módon, hiszen módszeresen, apránként teszik tönkre autónk alkatrészeit, mindezt úgy, hogy a rezgésforrások felkutatása sok esetben olyan, mint tűt keresni a szénakazalban. A rezgések emellett csökkentik komfortérzetünket, hosszútávon egészségünknek sem használnak, sőt, ha a zaj oldaláról nézzük, még a környezetterhelésben is jócskán kiveszik részüket.
Nézzük csak, miből is keletkeznek rezgések járművünkben!
A motor mint fő rezgésforrás
Fő rezgésforrásunk természetesen a motor, hiszen a kerekeken keletkező hajtóerőt, vagyis a forgatónyomatékot a motor dugattyúinak alternáló mozgásából nyeri. A hengerben lejátszódó ütemenkénti gyors égéssel járó térfogatváltozás és gázmozgások, valamint a lendkerékben „tárolt” mozgási energia a dugattyúkat ütemes ide-oda mozgásra kényszeríti, és ez alakul át a forgattyús mechanizmusokon keresztül forgómozgássá. Tehát a motor dugattyúi az elsődleges, és a működési elv miatt megkerülhetetlen rezgésforrások.
A nem kívánt tömegerők - vagy inkább tömegnyomatékok - kiegyensúlyozása igen nagy problémát jelent az erőforrások konstruktőreinek, hiszen míg a forgó tömegerők a kiegyensúlyozatlan tömeggel ellentétesen elhelyezett ellensúlyokkal viszonylag könnyen kiegyensúlyozhatóak, addig az ide-oda mozgó tömegerőket nagyon nehézkesen lehet csak kiküszöbölni. Az ellensúly tömegének növelésével egy darabig javul a helyzet, ám a kelleténél nagyobb súlyok ugyanúgy károsak. Két ellensúllyal már az elsőrendű alternáló tömegerők is „javíthatóak”, ám a másodrendű- és billenő nyomatékok kiegyensúlyozása csak rettentő bonyolult módon lehetséges. Mindhárom dimenzióban kiegyensúlyozni gyakorlatilag lehetetlen.
Ami nagyban segíti a motor vibrációjának csökkentését, az a hengerszám növelése. Nem véletlenül használnak már régóta a luxusautókban 8, 12, vagy egyes különlegességekben akár 16 hengeres motorokat. Persze a sok henger egyrészt bonyolítja és drágítja a gyártást, másrészt pedig plusz súrlódó felületet eredményez - ez van, a selymes járást bizony meg kell fizetnünk.
Tovább bonyolítja a helyzetet, hogy ugyan a forgó tömegerők igen nagy hatékonysággal kiegyensúlyozhatóak, viszont a kiegyensúlyozó tömeg növeli a forgó alkatrész össztömegét, ezáltal tehetetlenségi nyomatékát, így feleslegesen veszünk el a motor által megtermelt energiából, magyarul - ha kis mértékben is, de - csökkentjük járművünk menetteljesítményeit, és növeljük fogyasztását; röviden: hatásfokot rontunk. A versenysportban, illetve az utcai tuning autók világában éppen ezt elkerülendő a lendkerekeket a végletekig könnyítik az építők.
Felvetődik a kérdés, hogy miért kell nekünk ez a bajos lineáris alternáló mozgás, biztos lehet körmozgással is helyettesíteni a dugattyúk pályáját. Természetesen léteznek rá megoldások, ott van például a Mazda sportautóiban használt Wankel motor, sőt, kísérleti szinten léteznek forgódugattyús, illetve lengődugattyús erőforrások is, ám Achillesz-pontjaik miatt széleskörű használatuk a mai műszaki tudással nem kifizetődő.
Rezgések szempontjából egyébként előnyös paraméterekkel bírnak a villanymotorok, bár azoknak sem nulla a rezgésük, hiszen a pólusváltások is okoznak vibrációt, nem beszélve a fordulatszám-szabályozás miatt használt frekvenciaváltók keltette rezgésekről. Tehát a motor rezgése, amíg el nem terjednek a villanymotorral hajtott autók, sajnos nem kiküszöbölhető, viszont reális célként azért azzal számolnak a mérnökök is, hogy a vibráció legalább a lehető legkisebb mértékben kerüljön át a jármű más pontjaira.
Ezért az erőforrásokat rugalmasan, speciális gumibakokon támasztják a karosszériára, illetve a tengelykapcsolók, lendkerekek is tartalmaznak olyan elemeket, amik a rezgéseket csillapítják. Manapság egyre több autóban használnak kettőstömegű lendkereket. Ez az alkatrész gyakorlatilag két fél lendkerékből áll, amelyből az egyik fél fixen kapcsolódik a főtengelyhez, míg a másik közvetlenül a kuplungtárcsához, közöttük pedig általában tekercsrugók és súrlódó elemek - némely kialakításnál például bolygókerekek - csillapítják a nem kívánt rezgéseket, ezáltal csökkentve az erőátvitelben segédkező többi alkatrész terhelését és a torziós rezgéseket.
Viszont jó tudni, hogyha a méregdrága kettőstömegű lendkerék tönkremegy - amit a motor leállításakor, csörgéssel „jelez” -, a növekvő igénybevétel miatt a kuplung jobban terhelődik. Ráadásul ezt sokan „költséghatékonysági” szempontból a kettőstömegű lendkerék összehegesztésével oldják meg, ami megint csak a kuplung halálos ítélete.
Skoda Fabia olajteknő szenzor: a repedés gyakori oka
Az úthibák és a futómű rezgései
A rezgés tárgyalásakor persze nem csak a nagyfrekvenciájú hullámokról, hanem olyan vibrációkról is beszélnünk kell, amiknek hullámhossza igen nagy, vagy olykor csak egy-egy gerjesztő impulzus miatt következik be. Ilyenek az úthibákból, útegyenetlenségekből származó rezgések, melyek szintén igen károsak, hiszen nagyon nagy a közölt gerjesztő energia, ami jelentős terhelést ad elsődlegesen abroncsunknak, sőt, a futóművön keresztül az egész járműnek.
Persze a futóműben is megtalálhatóak a kiegyensúlyozatlanságból adódó káros forgó tömegerők. Ezeket egyrészt a már említett kátyúknak és a durva padkás parkolásoknak „köszönhetjük” - ilyenkor a kátyú pereméhez, vagy a padka éléhez történő ütközés során az abroncs a hatalmas deformációs energia miatt elveszti többnyire kör keresztmetszetét, és enyhén tojás alakúvá válik. Másrészről pedig a komoly vészfékezések miatti álló kerékkel való csúszás, illetve a gumi kopása miatt is keletkezhetnek „kagylók” a gumi futófelületén.
Léteznek olyan alufelnik, amiket központosító gyűrűvel kell felrakni az autóra - nos, ez a kis gyűrű is gyakori rezgésforrás lehet. A kerekeket statikusan és dinamikusan is ki kell egyensúlyozni.
Hogyan kell kiegyensúlyozni az autó gumiabroncsait
Féktárcsák és egyéb alkatrészek
És ezzel még nincs vége, mert sajnos nem csak a kerék, hanem a féktárcsa is tud ám deformálódni - és így rezegni - abban az esetben, ha a féket hirtelen lehűtjük. Elég például nagy fékezés után, a felmelegedett tárcsát hideg vizes „zuhanyban” részesíteni, mikor egy jókora pocsolyába hajtunk - ráadásul például a ritka úszónyerges fékek ezt a deformációt a fékezésekkel egyre csak erősítik.
A huplis féktárcsánál, illetve a féktárcsa belső hűtőlamellájának a törésénél ugyanazt érezzük, mintha nem lenne rendesen kiegyensúlyozva kerék, tehát ha ráz a kormány, és a gumi centírozása után is fennáll a probléma, érdemes gyanakodnunk a féktárcsákra is. Persze a féktárcsa deformációjakor nem szemmel látható dombokat kell keresnünk, hisz itt tized-/századmilliméterekről beszélünk. Sok műhely foglalkozik egyébiránt a féktárcsák felszabályozásával. A vélemények eltérőek ennek hatékonyságáról: valaki elégedett a megmunkálással javított féktárcsákkal, a márkaszervizek viszont nem tartják jó ötletnek. Az igazság valahol a kettő között van, hiszen ha a megmunkálást szakszerűen végzik, a végeredmény megfelelő lehet.
Megoldások a jobbra húzó autóra
Továbbá rossz hír az is, hogy ezek a fránya rezgések tovaterjednek az összes, egymással érintkező alkatrészre, így például egy kiegyensúlyozatlan kerék idővel például tönkreteheti a féltengelycsapágyakat, a kerékagycsapágyakat, ezért érdemes utánajárni és megszüntetni a vezetés közben hallható, addig nem tapasztalt rezgéseket. Apropó, hallható-érezhető: a vibráció legalattomosabb tulajdonsága, hogy nem feltétlenül érzékelhető tapintással, vagy fülünkkel, hiszen például a nagyfrekvenciás, kezdetleges csapágyhibák, vagy mondjuk fogkapcsolati hibák is csak műszerrel mérhetők.
Gondoltuk volna, hogy rezgéskeltő ok lehet a járművet érő légáram is? Például a gumi barázdáiba ütköző levegő is rezgést okoz az abroncsban, ami hozzájárul a futómű zajához, de a turbulens légáram rezegteti a kerékjárati ívek laza burkolatait is.
Elektronikai rendszerek és komfort
A rezgések meglepő módon nem csak azokat az alkatrészeket veszélyeztetik, melyek szemmel láthatóan kapcsolatban vannak a rezgésforrásokkal. A mai autóipar egyik legnagyobb kihívása a különböző elektronikus berendezések forrasztásainak időtálló kialakítása, de a rezgések sok fejtörést jelentenek a ragasztás-technikában is. Például a manapság már minden autóban megtalálható légzsáknál olyan forrasztásokat kell alkalmazni, amik akár jó pár balesetmentes év után is tökéletesen továbbítani tudják a vezérlőjeleket, ráadásul karambol esetén a másodperc törtrésze alatt - ezért az olyan nagybiztonságú rendszereknél, mint a légzsákot működtető elektronika, nem ritkák még a nemesfémekből, például aranyból készült csatlakozók sem.
Érdekes, hogy a műszerpanelek mellett olyan bagatellnek tűnő alkatrészeket is vibrációs teszteknek vetnek alá, mint az akkumulátorokat, amelyeket akár több napig is egyfolytában rezegtetnek, és közben azt vizsgálják, hogy veszít-e a töltőképességéből; de nem maradnak ki a sorból a belső tükrök sem.
Az autó alkatrészei mellett a bennülőknek sem kellemes a vibráció, hiszen komfortérzetünket jelentősen befolyásolja, ami szoros összefüggésben van a koncentrációképességgel, vagyis baleset-megelőzési szempontból épp olyan fontos, mint például az ergonomikus kialakítás. Mindemellett a rezgések szervezetünk egészségére is károsak lehetnek, ráadásul nem csak a nagyfrekvenciájú vibráció, mely a perifériás vérkeringésben idézhet elő zavarokat (lokális érgörcsöket, idegi tüneteket), de a kisfrekvenciájú rezgések is, melyek elsősorban a tartó- és mozgatószerveket (csontokat, ízületeket, izmokat) károsítják.
Azt, hogy ezek a káros hatások mennyire nem elhanyagolhatóak, mi sem bizonyítja jobban, hogy a járművek belsejének rezgésviszonyait a tervezéskor mérik, sőt, léteznek ide vonatkozó szabványok, munkavédelmi előírások, melyeknek meg kell felelniük a termékeknek.
Vibráció és zaj kapcsolata
A végén érdemes még megemlítenünk, hogy a vibráció és a zaj szoros kapcsolatban vannak egymással, hiszen a hang tulajdonképpen egy mechanikai hullám, azaz rugalmas közegben tovaterjedő rezgés, melyek egy részét az emberi fül képes felfogni és hangérzetté alakítani, tehát így születnek a hallható hangok.
Persze miután a rezgéseket ilyen rossz fényben tüntettem fel, azért vannak olyan rezgéskeltők is az autóban, amelyek kényelmünket szolgálják, hiszen a hifik hangfalai is a levegő vibrációjával varázsolják autónkba a zenei dallamokat; arról nem is beszélve, hogy egyes luxusautókban egy fárasztó nap után igencsak jólesik az embernek, amikor bekapcsolja a ülésrezegtetést ülésmasszírozást.
A zaj- és rezgésmérésnek kulcsfontosságú szerepe van már a jármű tervezési folyamatában is. Manapság ezért kifejezetten erre a célra fejlesztett, komplex rendszerként működő; zaj-, rezgés- és hangminőség-mérő, illetve elemző szoftverekkel terveznek a járműkonstruktőrök. Ezek a diagnosztizáló rendszerek képesek az időjel- és spektrumanalízis mellett oktáv- és frekvenciaanalízist is végrehajtani, de üzemi deformációk modellezése, terhelésmodellezés, mozgás animáció sem jelentenek nekik gondot.
Tehát az alkatrészeket és a komplett autót is még az prototípus alkatrészeinek legyártása előtt virtuálisan tesztelik a számítógépes modell és a korábbi mérési adatok segítségével, és csak akkor lesz belőle késztermék, ha a szimuláción jól vizsgáznak. Az egész autóra, mint komplex rendszerre azért hihetetlen nagy vívmány ilyen szimulációt készíteni, mert így a tervezés folyamán virtuálisan lehet tesztelni a jármű útviszonyoktól függő viselkedését, például a kormányozhatóságát, menetstabilitását, vagy akár az alkatrészek közötti zajátadást és együttes viselkedésüket is.
Gondoljunk bele, míg régen a tesztpályákon nyúzták a prototípusokat, addig ma a számítógép mögött ülve digitális tesztpályán, virtuális kátyúkon kínozzák a virtuális gumikon guruló autókat. Sőt, a számítógépes térben lehetőség nyílik rezgésvizsgálatokkal megbecsülni az alkatrész élettartamának határát - hol vannak már az anyagfáradásos élettartam vizsgálatok, és olyan apró problémák, hogy hogyan szimulálják az autóra váró hazai utakat!
Gyakori probléma a Dacia Logan esetében
Egy 2006-os Dacia Logan 1.4 MPI típusú autóról lenne szó. 2. fokozatban 30-40 km/h-nál gázelvételkor, motorféket használva furcsa, szokatlan hangot ad. Kuplung kinyomásra illetve gázadáskor elhalkul. Mi lehet a baj?
A Renaulttól megörökölt, ősi alapokon nyugvó erőforrás biztos pontja az autónak, alapjában véve jó lóra tett. Ezt a terhelésváltásra előre-hátra kalimpáló váltókar is alátámaszthatja vezetés közben. A többlet mozgást a kipufogó flexibilis csőtagja nem szereti sokáig elviselni, idővel elfárad és a külső, hálós réteget levetve magáról (cső-sztriptíz) egyre sportosabbá váló kipufogó-hanggal jelzi a probléma növekedését. Nem beszélve arról, hogy a lazábban mozgó kipufogórendszer hozzáérhet az alvázhoz.
A rosszabb pedig az, ha a rendellenesség (rendszerint morgás/fémes tónus) a váltóból jön, ami inkább megmagyarázná a csupán kettesben jelentkező hangot. Köztes lehetőségként a váltókar-rudazat hibája, vagy motor/karosszéria/kipufogó burkolat rezonanciája is beugorhat a képbe.
A futómű beállítás fontossága
A futóműbeállítás fontossága nem csak a vezetési élményben mérhető (nem kell ellentartani a kormányt), de közlekedésbiztonsági kérdés is. A nem megfelelő beállítások mellett az abroncsok nem tapadnak megfelelően az úttesthez, megnő a féktáv, így kevésbé biztonságos a vezetés is!
A futóműállítás célja, hogy a kerekek helyzetét és a kormányzás geometriáját gyári értékekre állítsa vissza. Nagyon sok szerviz a kisebb beruházás érdekében megoldja egy "olcsóbb" készülékkel / felszereltséggel, viszont ezen megoldásokkal nem a teljes futóművet és nem feltétlenül a gyári értékre állítja vissza.
Check engine lámpa
A műszerfalon felvillanó hibaüzenetek közül az egyik legijesztőbb a check engine lámpa. Ez a hibaüzenet ugyanis a kevésbé súlyos problémákon túl sok olyan meghibásodást is jelez, amely akár az autó motorjának teljes tönkremeneteléhez vezethet. A check engine lámpa a lenti képen ketteshez legközelebb eső jelzés. A műszerfal egyik legfontosabb hibakódja, amelyet nagyon fontos komolyan venni. De mi is a check engine jelentése? Magyarul azt jelenti, hogy ellenőrizd a motort. (Ezért hívják a magyar szakzsargonban motorellenőrző lámpának is.)
- A lámpa a motor bekapcsolása után felgyullad, majd elalszik. Ez nem jelent problémát.
- Pirosan világító lámpa: azonnali beavatkozást igénylő, súlyos probléma.
A hibajelzés akkor jelenik meg a műszerfalon, ha a motorhoz kapcsolódó diagnosztika meghibásodást érzékel.
Lehetséges okok:
- Az oxigénérzékelő vagy Lambda-szonda meghibásodása. Időnként a felhalmozódott szennyeződés (pl. korom) okozza.
- Nem megfelelő üzemanyag. Ebben az esetben a lámpa általában a tankolás után kigyullad, ha nem megfelelő típusú vagy minőségű üzemanyag került az autóba. Van, hogy a megfelelő üzemanyaggal történő tankolás megoldja.
- Meghibásodott üzemanyag-szivattyú: amikor az üzemanyag-nyomócső nyomása a szükséges érték alá esik, a diagnosztika bekapcsolja a hibajelzést.
- Levegő jutott az üzemanyag-ellátó rendszerbe: akár még a nem megfelelően záró vagy rosszul visszacsavart tanksapka is okozhatja.
- Gyújtógyertya hiba. A legjobb, ha az ember azonnal lehúzódik.
Az első kérdés az, hogy a piktogram vagy a felirat mellett világít-e más hibakód. Ha például az olajszintet, a hűtővizet, kipufogógáz-kontrollt vagy motor túlmelegedést jelző piktogramok egyike is ég, meg kell állni. Ez a szituáció nem az, amit az ember könnyedén figyelmen kívül hagyhat: akár a motor is bánhatja ugyanis. Ugyanez igaz akkor, ha a motor fordulatszáma nem emelkedik egy adott érték fölé, és közben villog a lámpa.
A probléma elhárításánál mindig az a kérdés, mennyire súlyos a meghibásodás. A hibák egy kisebbik része otthon is elhárítható a komolyabb műszaki affinitással rendelkező autósok számára. Ezzel együtt a legtöbb esetben autószerelőre lesz szükség. A legjobb talán az, ha lehúzódva felhívjuk a szervizt. Elmondjuk, mit látunk a műszerfalon, milyen tüneteket tapasztaltunk.
A check engine lámpa törlése általában nem jó ötlet. A problémát ugyanis nem oldja meg.