Akustyka zawieszenia jako wyznacznik jakości i komfortu samochodu

Akustyka zawieszenia jako wyznacznik jakości i komfortu samochodu

Ruch każdego samochodu nieodzownie łączy się z dźwiękiem i hałasem, a jego nawet „naturalny” poziom może być źródłem zmęczenia, dyskomfortu, a nawet skarg użytkowników pojazdu lub osób w najbliższym otoczeniu. Hałas jako taki jest zjawiskiem subiektywnym. Różnimy się wrażliwością na stukanie, piszczenie, syczenie, lecz wszyscy podobnie reagujemy na zbyt intensywne lub po prostu nieprzyjemne albo niepokojące dźwięki. Każdy z nas wie, czym różni się przejazd starą taksówką od podróży nowym, komfortowym pojazdem. Grupa NVH (Noise, Vibration and Harshness) w Centrum Technicznym BWI w Krakowie zajmuje się optymalizacją charakterystyk dynamicznych projektowanych i produkowanych przez BWI amortyzatorów, w celu uzyskania ich jak najwyższej jakości akustycznej. W istotnym stopniu przyczynia się ona do subiektywnego poczucia wysokiej klasy i wyrafinowania produktu końcowego – samochodu, wyposażonego w amortyzatory BWI Group.

Jednym z głównych źródeł hałasu słyszalnego wewnątrz pojazdu jest jego zawieszenie i podwozie. Schemat powstawiania dźwięku można tu porównać do głośnika, gdzie dźwięk jest generowany poprzez wzbudzenia membrany przez cewkę uzwojenia. W przypadku samochodu rolę głośnikowej membrany odgrywają elementy nadwozia, drgające pod wpływem sił wytwarzanych przez elementy zawieszenia i podwozia. Głównym „winowajcą” odpowiedzialnym za wytwarzanie krytycznych dla generowania hałasu szybkozmiennych sił o wysokiej częstotliwości jest amortyzator. Prawidłowy dobór charakterystyki dynamicznej amortyzatora i jej dostosowanie do specyfiki danego pojazdu odgrywa kluczową rolę w uzyskaniu wysokiej jakości akustycznej wnętrza pojazdu.

 
Proces określenia parametrów akustycznych amortyzatora jest istotną częścią procesu rozwojowego samochodu oraz samego amortyzatora. Po ustaleniu podstawowej charakterystyki tłumienia w trakcie prób drogowych, cały pojazd przechodzi fazę weryfikacji akustycznej. Odbywa się ona w rzeczywistych warunkach z uwzględnieniem specyficznych czynników eksploatacyjnych, takich jak: różne rodzaje nawierzchni, profile prędkości oraz różne temperatury zewnętrzne i poziomy wilgotności. Tutaj warto dodać, że Centrum Techniczne BWI Group w Balicach dysponuje własnym torem testowym o łącznej długości różnych rodzajów nawierzchni wynoszącej ponad 400 metrów. Konstrukcja nawierzchni została stworzona na bazie dokumentacji przekazanej przez czołowego europejskiego producenta samochodów, wyznaczającego aktualnie kierunek i standard badań nad hałasem zawieszeń. Nasza nawierzchnia posiada różne typy i konfiguracje kostki brukowej o różnych wielkościach, odpowiedniej wysokości „wystawania”, szerokości fugi i wzorze ułożenia. Odcinek testowy posiada też specjalne przeszkody drogowe, bardzo podobne do tych, które spotykamy na co dzień. 

Fragment toru testowego przy Centrum Technicznym w Balicach

Ewentualne problemy akustyczne stwierdzone w czasie jazd testowych  są przedmiotem optymalizacji zarówno elementów pojazdu, jak i amortyzatora. Rodzaj wykrytego problemu akustycznego narzuca typ stosowanych narzędzi pomiarowych i analitycznych. Ich wybór ma na celu jak najlepsze odwzorowanie subiektywnych wrażeń akustycznych za pomocą mierzalnych sygnałów i wielkości pomiarowych.

Pierwszym etapem jest więc znalezienie odpowiedniej korelacji między oceną subiektywną i pomiarami akustycznymi, a przyspieszeniami kluczowych elementów amortyzatora. Niezwykle istotnym jest także opisanie wejściowych parametrów ruchu, bo to one stwarzają szczególne, dynamiczne wzbudzenie wewnętrznych elementów układu hydraulicznego, prowadzące do wzbudzenia rezonansów różnych elementów nadwozia. Ten etap badań jest prowadzony w ścisłej współpracy z klientem, wymaga bowiem uwzględnienia określonych warunków testowych oraz wymaganej jakości akustycznej, lub inaczej subiektywnej oceny dokonywanej przez dział NVH klienta.

Następnym etapem jest odwzorowanie krytycznych parametrów pracy amortyzatora na stanowisku testowym w naszym Centrum Technicznym. Uzyskanie testu stanowiskowego o dobrym poziomie korelacji z warunkami rzeczywistymi jest nieodzownym narzędziem i warunkiem koniecznym dla powodzenia całego zadania. Optymalizacja parametrów konstrukcyjnych i hydrodynamicznych amortyzatora prowadzona jest z zastosowaniem pomiarów takich jak: wielkości fizyczne, ciśnienie akustyczne, przyspieszenia, ciśnienie dynamiczne oleju, prędkości dźwięku, aeracja. Wykorzystywane są także modele statystyczne, modele o parametrach skupionych, modele dyskretne oraz sieci neuronowe.

Stosowane narzędzia pomiarowe i analityczne umożliwiają uzyskanie odpowiednich, dynamicznych parametrów roboczych amortyzatora i osiągnięcie oczekiwanej jakości pomiaru. Ten z kolei ułatwia diagnozę usterek w fazie produkcyjnej i eksploatacyjnej.

Cały proces służy więc ilościowemu określeniu subiektywnych, akustycznych wymagań producenta określonego pojazdu oraz zapewnieniu wysokiego poziomu komfortu, ergonomii i satysfakcji kierowcy i pasażerów, redukcji kosztów napraw gwarancyjnych i zapewnia utrzymanie renomy pojazdów wyposażonych w amortyzatory firmy BWI Group.

Klienci BWI Group
volvo
Honda
audi1
VW
bmw
porsche
lamborghini
ferrari
land rover
ford
gm
psa