發動機抖動為什麼會造成「車身共振」,三缸機為什麼比四缸機更抖?

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老舊車輛的發動機、新車的三缸機,似乎只要是燃油車就避免不了要出現「共振」,為什麼發動機振動會引起車身共振呢?

咱們今天就來講這個問題,答案其實很簡單。

燃燒做功 柔性連接

燃油車裝備的發動機類型為「內燃機」,與其對應的是「外燃機」;蒸汽機就是典型的外燃機,可以在外部燃燒產生熱能推動活塞運轉,內燃機則是把「燃燒部分」挪到機體內部。這一部分叫作燃燒室,油箱裡的燃油、進氣管吸入的空氣都要送到燃燒室,被活塞壓縮空氣產生的高溫蒸發後引燃;燃油燃燒會轉化出熱能,熱能通過內燃機轉化為機械能,做功的過程會產生振動。

正常的燃燒做功狀態也是比較「狂躁」的,燃燒火焰每秒鐘可以傳播的距離是幾十米,可以想象為火焰推動活塞在氣缸內往復運轉;做功的一瞬間就像是火焰「Duang」的一聲把活塞推下去,受到衝擊的活塞會通過連杆推動曲軸運轉,但衝擊力還會傳導至其他的方向,發動機機體就會有些晃動。

那麼如果發動機被直接剛性固定在車架上,機體的振動則必然會衝擊車身導致共振,這是無法避免的問題但是可以「緩解」。

由于內燃機會振動所以不能直接固定在車身上,發動機需要通過「機腳」與車身固定;機腳就像是集成彈簧的減震筒,一端連接車身、一端連接發動機,中間是充滿液壓油的橡膠塊,起到的功能是減振(緩衝衝擊)。

汽車開起來不會感覺很顛簸,原因正是起伏衝擊以壓縮彈簧的方式吸收了,減振器起到控制彈簧彈跳頻率的作用。

機腳通過機腳膠(液壓減震塊)同樣能緩衝衝擊力,那麼問題又來了,三缸機為什麼會比四缸機更為抖動呢?其實這個問題與機腳膠無關,三缸機也要用機腳膠。核心因素在于三缸機的三組氣缸交替做功產生作用于機體的慣性力「無法平衡」,交替出現加上點火間隔角過大會加大晃動幅度,說白了就是衝擊機腳膠的強度變高了,只有拉升轉速後才能緩解。

≥四缸的發動機同樣會出現怠速共振,即便四缸機也使用了平衡軸或雙平衡軸,不是有減振機腳了嗎?——機腳膠是會老化的哦。首先任何類型的合成橡膠都會老化,促使其老化的因素包括高溫、腐蝕、衝擊等,老化後的橡膠會出現韌性變差,減振效果會逐漸變差;最終會開裂導致液壓油滲漏,這時候機腳膠就算報廢了。

報廢之後等于發動機剛性固定于車架,能不共振嗎?

而且發動機不止有一個機腳,但先損壞的可能只是某一個,于是機體就失去了平衡,怠速共振則會更加明顯;這就是為什麼有些車在排除了積碳、電路、油路系統故障等因素之後還是共振的原因,機腳也是要檢查的哦。

發動機的機腳使用壽命一般為5萬公里左右,三缸機要短一些,因為機腳膠「承受了不該承受之衝擊」,能用到兩三萬公里就有可能出現問題;更換機腳一般都不會很麻煩,不過也有部分車輛設計不合理,更換機腳需要抬起發動機,工時成本就會比較高了。所以選車還是不建議考慮三缸車,機腳和平衡軸都不是能解決其共振問題的理想方式,尷尬的是也沒有其他方式。

至于變速器和排氣系統一般都是沒有問題的,變速器不需要「做功」,排氣管是通過吊耳柔性連接到底盤上,除非設計存在缺陷否則不會引起共振。

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