Почему появляется вибрация в салоне автомобиля

Современный автомобиль, за редким исключением достаточно специализированных транспортных средств, почти полностью избавлен от вибраций. Острейшая конкуренция заставила бороться с этим явлением самым серьёзным образом, невзирая на затраты, тем более, что они всё равно оплачиваются конечным потребителем.

Пользователь согласен на расходы, поскольку тишина и покой в салоне гипнотизируют, поэтому появление низкочастотных колебаний, а это и есть вибрации, в салоне однозначно указывает на неисправность.

Причины появления вибраций в автомобиле

Если смотреть с точки зрения физической сущности явления, то общих причин три:

1. неоднородность во вращении какой-либо детали автомобиля;
2. вынужденные колебательные процессы;
3. резонансные затухающие колебания деталей.

Волновать это может только автомобильную науку и инженеров ремонтных организаций, всех остальных больше волнуют последствия, а для этого надо правильно оценить симптомы происходящего. В частности, режимы, на которых возникает вибрация.

На холостом ходу

Холостым ходом надо считать не только работу двигателя с отпущенной педалью газа, но и любые его обороты без нагрузки, когда коленчатый вал разобщён с трансмиссией, выжато сцепление или коробка переведена на нейтраль.

Автомобиль стоит на месте, вращаются только детали двигателя, сцепление и возможно первичный вал КПП.

• Чаще всего двигатель вибрирует из-за неравномерности вращения, когда идут пропуски горения в одном или нескольких цилиндрах.

Говорят, что мотор троит, хотя цилиндров может быть от двух до шестнадцати. Связано это может быть с неисправностями в двух основных системах – питания и зажигания.

Читайте также: Как работает гибридный двигатель, плюсы и минусы

Причины самые разнообразные – изношенные или неподходящие свечи, засорённые форсунки, подсос лишнего воздуха во впускной коллектор, прогар клапана, потеря компрессии по вине цилиндропоршневой группы, пробитые катушки и высоковольтные провода, отказ ключей в низковольтной цепи, мерцающие проблемы с датчиками ЭСУД.

Точно определить источник сможет только диагностика двигателя, желательно с записью логов на моторном стенде.

• Если вибрации возникли после вмешательства в механику двигателя, то возможны ошибки при сборке.

Многие моторы снабжены балансирными устройствами, требующими точного фазирования, иначе они не будут гасить природные вибрации теоретически несбалансированного двигателя, а дадут прямо противоположный результат.

Случается, и установка бракованных деталей, которые должны быть отбалансированы на заводе, особенно массивных, например, маховика, коленчатого вала или корзины сцепления.

• Двигатель подвешен на виброгасящих опорах, в последнее время обычно гидравлических.

После превышения срока их службы они уже ничего гасить не будут, став источником тряски всего силового агрегата. Стоят они немало, поэтому на них стремятся сэкономить при ремонте. Результатом станут вибрации, вплоть до стуков.

• Поломки могут образоваться и после ударов при наезде на препятствия снизу машины.

Если металлическая защита картера погнётся и ляжет на поддон, то образовавшийся нештатный контакт крупных деталей станет источником звука в самом различном диапазоне частот.

• Вибрировать могут не только детали самого мотора, но и его внешний обвес.

Вращаются вентиляторы охлаждения, генератор, насос гидроусилителя, компрессор кондиционера. При небольших поломках они могут продолжать работать, но уже с нарушенной балансировкой.

Статья по теме: Что такое тормозной суппорт и как он работает

Если при выжиме сцепления вибрация пропадает, значит её источник скрыт дальше, начиная с первичного вала КПП.

При движении

Автомобиль движется в самых разных режимах, общим для которых является вращение деталей трансмиссии, приводов и колёс со ступицами.

• Самым простым источником могут стать неровности дороги.

Иногда малозаметная волна на асфальте способна вызвать пугающие колебания элементов подвески и кузова. Особенно если давление в шинах выше нормы, а амортизаторы находятся уже не в лучшем состоянии. Всё проходит со сменой профиля дороги.

• Чаще всего в тряске оказываются виноваты разбалансированные колёса.

Причём необязательно из-за ошибок после шиномонтажа, грузики могут внезапно оторваться и потеряться, даже просто прилипший изнутри обода диска кусок дорожной грязи нарушает балансировку.

• Вибрация шин возникает не только из-за изменений в их статической и динамической балансировке, но и по причине неравномерного износа протектора.

Например, после резкого торможения с белым дымом от резины на беговой дорожке образуется проплешина, которая и станет наносить удары по колесу при каждом обороте. Частота вибрации будет линейно зависеть от скорости.

• Вибрации резонансного типа способны создаваться по вине изношенных и люфтящих резинометаллических и шаровых сочленений подвески и рулевого управления.

Особенно рулевых наконечников, из-за них колёса могут буквально начать выписывать быструю змейку на дороге.

• Массивная и быстро вращающаяся деталь под кузовом – карданный вал, подвешена на подшипниках вторичного вала коробки передач и хвостовика редуктора заднего моста в заднеприводных автомобилях, джипах и кроссоверах 4×4.

Если в подшипниках появился люфт, то равномерное вращение кардана становится невозможным, он начинает бить, вибрирует весь автомобиль.

К сведению: Адсорбер: что это такое в машине, устройство и принцип работы

Помимо равномерного прямолинейного движения, выявлению вибрации поможет её усиление в отдельных кратковременных режимах.

При разгоне

Набор скорости отличается тем, что в это время двигатель значительно увеличивает крутящий момент в трансмиссии, для чего изменяет состав своей топливной смеси и характер нагрузки во всех деталях.

• Пропуски зажигания учащаются, поскольку обогащённая смесь хуже поджигается ограниченными возможностями искры;
• Работа системы выпуска усложняется, и при появлении в ней дефектов начинаются акустические низкочастотные резонансы, воспринимаемые как вибрация;
• Повышенной нагрузке подвергаются дифференциалы ведущих мостов, где при появлении зазоров могут возникнуть повторяющиеся колебания;
• Автоматические коробки передач работают под большой нагрузкой в момент переключения, их механизмы также могут неравномерно проскальзывать;
• В трансмиссии существуют эластичные муфты и демпферы, которые в результате старения перестают гасить крутильные колебания.

Те же эффекты могут проявляться и на большой скорости, когда двигатель работает со значительной отдачей по мощности и крутящему моменту.

На определенной скорости

Если вибрация чётко привязана к конкретной скорости или к её узкому диапазону, то можно однозначно говорить о резонансном характере. Частота собственных колебаний системы совпадает со скоростью вращения.

1. Если колёса разбалансированы незначительно, то этого недостаточно для вибрации во всём диапазоне скоростей, а проявляется только при наличии резонанса.
2. То же можно сказать и про карданный вал, он спокойно ведёт себя вплоть до достижения 60-100 км/ч, после чего резко наступает значительная тряска всей ходовой части. Так проявляется не только некачественный ремонт или деформация от удара, но и наступивший износ крестовин или резиновой муфты подвесного подшипника.
3. Иногда аналогично ведёт себя и двигатель при совпадении определённых условий по оборотам и нагрузке. Обычно это высшая передача и обороты ниже средних. Эффект может быть совершенно штатным, просто на этой скорости не хватает тяги, надо включить пониженную передачу.
4. Подвержены резонансу и изношенные шарниры привода ведущих колёс. В них появляются люфты, что даёт свободу радиальному смещению деталей и дисбалансу.

Резонансные вибрации на большой скорости очень опасны, поскольку при этом выделяется значительная энергия, и детали могут быстро разрушиться.

Во время торможения

Самый распространённый случай – это искривлённые тормозные диски. Они имеют особенность сильно разогреваться при частых торможениях, после чего уже не могут вернуть себе изначально правильную геометрическую форму.

Это интересно: Причины износ тормозных колодок, дисков и барабанов

Особенно если происходит быстрое и неравномерное охлаждение попавшей на них водой. Вибрация ощущается на тормозной педали, которая с частотой вращения колёс бьёт по ноге водителя, а неравномерное торможение влияет на траекторную стабильность автомобиля. Диски подлежат обязательной замене.

Но тот же эффект может возникнуть из-за перегрева или износа тормозных колодок.

• изменение свойств фрикционного материала вызывает неравномерность тормозного усилия;
• далеко выдвинувшиеся из цилиндров поршни тормозных механизмов в результате износа колодок и дисков склонны к провоцированию колебаний;
• при частых перегревах вырабатывается высокотемпературная смазка в направляющем аппарате суппортов, начинается коррозия и подклинивание деталей с тем же результатом.

При ремонте надо безусловно заменять всё подозрительное, это касается не только колодок и дисков, но и направляющих пальцев, а при необходимости и суппортов в сборе.

Очень важно своевременно приступить к устранению причин вибрации, поскольку она очень быстро приводит к износу и поломкам сопряжённых деталей, которые ещё находятся в рабочем состоянии.

Особенно страшны именно явления резонанса. Напряжения, которые при этом возникают, в разы превосходят расчётные, а запас прочности в современные автомобили практически не закладывается.