26.09.1987 — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Вибрации в моторе: 5+ причин для беспокойства — журнал За рулем

Двигатель вибрирует либо потому, что его таким спроектировали, либо вследствие неисправности. Эксперты «За рулем» отделили одно от другого.

Хотите познать секреты Вселенной — мыслите единицами измерения энергии, частоты и вибрации.

Никола Тесла

Материалы по теме

Мотор и коробка прослужат дольше! 8 простых советов

ДВС — это множество массивных деталей, движущихся с ускорениями. Если удается спроектировать мотор таким образом, чтобы все силы и моменты уравновешивали друг друга, получается самоуравновешенный мотор. Но на практике так выходит далеко не всегда.

Взять хотя бы коленчатый вал — весь такой «неравномерный», да еще обвешанный шатунами. Массу нижней головки шатуна вместе с шатунной шейкой удается уравновесить противовесами, расположенными на коленвалу. А еще в двигателе довольно большие массы — поршни и верхние головки шатунов — движутся возвратно-поступательно. Это вызывает появление сил, которые потряхивают двигатель вдоль оси цилиндра. Их можно разделить на силы инерции первого и второго порядка.

Материалы по теме

Камеры ГИБДД обучат штрафовать за «грязный» выхлопГИБДД вооружат 3D-сканерами — что изменится для водителей?Усталость за рулем приравняют к пьянству

Материалы по теме

Что не так с современными моторами: отвечают эксперты «За рулем»

Силы инерции возникают из-за того, что поршень движется в цилиндре не равномерно, а достигая максимальной скорости в середине своего хода и останавливаясь в верхней и нижней мертвой точках.

Силы инерции первого порядка примерно пропорциональны массе деталей, движущихся возвратно-поступательно, радиусу кривошипа, квадрату угловой скорости коленвала и косинусу его угла поворота.
Силы инерции второго порядка пропорциональны массе деталей, движущихся возвратно-поступательно, квадратам угловой скорости и радиуса кривошипа, косинусу удвоенного угла поворота коленчатого вала и обратно пропорциональны длине шатуна. Двигатели с длинными шатунами почти не нуждаются в уравновешивании сил инерции второго порядка, но невыгодны конструктивно из-за роста высоты блока цилиндров.

Уравновешиваем!

Уравновешивание одно- или двухцилиндрового двигателя.

Одно- и двухцилиндровые моторы с параллельно расположенными поршнями можно уравновесить от сил инерции первого порядка двумя балансирными валами с несимметричными массами, вращающимися с частотой вращения коленвала. Самый известный для нас пример — двигатель Оки.

Силы инерции второго порядка уравновешивают двумя валами со смещенными массами, вращающимися вдвое быстрее коленвала.

В трехцилиндровых рядных моторах с кривошипами, размещенными под углом 120 градусов, силы инерции первого и второго порядков уравновешены. Но при этом неуравновешенными будут моменты от сил инерции первого и второго порядков. Моменты от сил инерции первого порядка уравновешивают одним валом, вращающимся с частотой вращения коленвала. Другими возмущениями пренебрегают — поэтому на практике почти все трехцилиндровики имеют режимы, на которых чувствуется «зуд».

Материалы по теме

Верная примета, что под капотом 3 цилиндра

В четырехцилиндровых рядных моторах уравновешены все силы и моменты, кроме сил инерции второго порядка. Если поршни двигателя не очень велики (то есть при рабочем объеме примерно до двух литров), силы инерции второго порядка незначительны и ими пренебрегают. При большей размерности приходится устанавливать уравновешивающие валы.

Идеально сбалансированным двигателем является рядная «шестерка» и ее производная — мотор V12.

Уравновешенность двигателей от времени работы и износа не меняется. Если у мотора отказал привод балансирного вала, весьма вероятно, что жить ему осталось недолго. Например, на корейских четырехцилиндровых двигателях балансирные валы приводятся от масляного насоса, а на некоторых моторах Mitsubishi — зубчатым ремнем привода ГРМ.

Признаки самоуравновешенности двигателя — это равенство нулю суммарных сил инерции поступательно-движущихся масс (вызываемых ускорением с частотой, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частоте вращения — это силы инерции первого и второго порядка) и суммарных центробежных сил. К ним добавляются моменты этих сил, действующие относительно середины коленчатого вала в плоскости оси коленчатого вала. Итого — шесть признаков.

Балансирный вал и шестерня привода второго балансира двигателя Mitsubishi 4G63.

У вас массы неисправны

У идеального двигателя массы всех одноименных деталей одинаковы, все вращающиеся детали имеют балансировку, или, наоборот, расчетный дисбаланс, но точно выдержанный. Если эти условия не соблюдены, двигатель будет вибрировать с частотой того элемента, который несбалансирован.

Материалы по теме

Почему ломаются современные моторы? Еще 5 причин

В эксплуатации чаще всего проблемы возникают вследствие износа тех или иных деталей. Например, сильную вибрацию двигателя вызывают шкивы коленвала с резиновым демпфером при разрушении последнего. Тот же эффект могут обеспечивать разрушенные двухмассовые маховики.

Свою долю может внести неграмотный ремонт двигателя. Например, важна установка поршней с минимальным отличием по массе (желательно — не более одного грамма). Естественно, при ремонте нужно точно установить балансирные валы — иначе вместо снижения вибрации силовой агрегат может пуститься в пляс.

Дисбаланс способна внести даже неточная шлифовка коленвала в ремонтный размер, когда у четырехцилиндрового двигателя шатунные шейки получаются лежащими не точно через 180 градусов.

Идеально сбалансированный рядный шестицилиндровый двигатель.

Уравновешивание четырехцилиндрового двигателя.

Откуда вибрации?

Самой частой причиной повышенной вибрации двигателя является разнобой в работе цилиндров. Худшая работа одного или нескольких цилиндров приводит к тому, что коленчатый вал начинает вращаться неравномерно — двигатель начинает трясти. В простейшем случае двигатель «троит» — так во все времена говорили водители автомобилей с четырехцилиндровым двигателем, у которого не работал один цилиндр.

Заставить цилиндр работать плохо могут форсунка, свеча, плохое уплотнение поршня и клапанов.

Материалы по теме

Почему вазовские моторы постоянно трясет — экспертный разбор

Влияние одного цилиндра на работу мотора очень заметно, ведь мы лишаемся не четверти мощности, а еще больше вследствие насосных потерь и потерь на трение. Добавим сюда неравномерность вспышек — и вот возникает неприятнейшая тряска. Зато некоторые нерадивые водители восьмицилиндровых ЗИЛ‑130 могли всю смену ездить с неработающим цилиндром. Когда цилиндров много, потеря одного не так ощутима.

Кто испортил цилиндр

У ненормальной работы цилиндра возможны несколько причин. Рассмотрим их подробнее.

Отсутствует (или низкая) компрессия

Причин потери компрессии может быть много. Например, прогар поршня, выражающийся в отверстии в донышке или в районе поршневых колец.

Материалы по теме

Испытали 7 приборов для оценки компрессии мотора

Прогар клапана — появление щели, через которую газы свободно выходят, даже когда клапан прижат к седлу.

Прогорание прокладки головки блока цилиндров тоже ведет к отсутствию компрессии, особенно на моторах со старыми, толстыми металлоасбестовыми прокладками.

Если компрессия сохранилась, но заметно упала, цилиндр тоже в полную силу хорошо работать не будет, а потому вызовет вибрацию. Причины — задранные цилиндры или залегшие кольца, неплотно закрывающиеся клапаны и начинающая прогорать прокладка ГБЦ.

Недостатки в топливоподаче

Форсунка может полностью выйти из строя, и тогда цилиндр вообще не будет работать. А плохо работать он будет с форсункой, у которой засорен распылитель. Меньше это будет чувствоваться на двигателе с распределенным впрыском топлива и гораздо сильнее на моторе с прямым впрыском или на дизеле.

Материалы по теме

Как продлить жизнь мотору: всего 5 условий

Отсутствие искры или плохое искрообразование

Перебои в искрообразовании могут быть вызваны неисправностью либо сильным загрязнением свечи. Тот же эффект обеспечивают пробитые или с утечками тока катушки зажигания и высоковольтные провода.

Неправильное воздухоснабжение

В один из цилиндров может поступать слишком мало или слишком много воздуха. Мало — когда сильно разрегулирован клапан или проблемы с заслонками, регулирующими длину впускного канала. Много воздуха поступает, когда повреждена прокладка впускного трубопровода в месте подвода воздуха к цилиндру.

Материалы по теме

6 самых надежных двигателей (из тех, что еще продаются)

Симметрия нужна!

Двигатель — механизм симметричный. Сколько бы цилиндров в нем ни было, все должны работать одинаково и ровно. Иначе будет трясти.

Поддержать хорошее состояние узлов и агрегатов автомобиля поможет американская автохимия Cyclo и присадки SUPROTEC.
О том, как правильно обслуживать автомобиль, читайте в книгах издательства «За рулем».
«За рулем» можно читать и в Viber.

Фото: фирмы-производители

Вибрации в моторе: 5+ причин для беспокойства

Двигатель вибрирует либо потому, что его таким спроектировали, либо вследствие неисправности. Эксперты «За рулем» отделили одно от другого.

Вибрации в моторе: 5+ причин для беспокойства

Вибрация двигателя на низких оборотах причины

Работа двигателя внутреннего сгорания всегда сопровождается вибрациями. В норме они мало ощутимы для водителя, но иногда двигатель начинает вибрировать и «дергать» очень сильно, как во время движения, так и на холостом ходу. Отчего это происходит, почему вибрация от двигателя на холостых передается на кузов, и что с этим делать?

Вибрация на холостых — причины

Настройки блока управления поддерживают обороты холостого хода на заданном производителем уровне, поскольку их «просадка» приведет к тому, что двигатель заглохнет, а повышение вызовет неоправданно высокое потребление дорогого горючего.

Кроме того, высокие нагрузки будет испытывать центральная поршневая группа, что снизит моторесурс.

Исправный и хорошо настроенный мотор работает, как правило, тихо, водитель в кабине слышит лишь легкий шум и может ощущать минимальную вибрацию из двигательного отсека. Некоторое «подрагивание» может быть нормальным после холодного запуска, особенно в зимний период.

Но по мере прогрева силового агрегата, когда детали расширяются от тепла и принимают штатные размеры, оно должно прийти в норму: поэтому важно прогревать мотор зимой.

При этом не должно быть провалов в работе двигателя, рывков, пропусков зажигания, стука и других посторонних звуков.

Если в движении или на холостых оборотах вибрация двигателя появилась, стала ощутимой и вызывает проблемы, вплоть до глушения ДВС – значит, имеются какие-то неполадки с самим агрегатом или навесным оборудованием, которые, контактируя с кузовом, передают вибрацию на таковой.

Важно: вибрационные нагрузки крайне губительно действуют на двигатель, длительное их влияние способно вывести агрегат из строя. Поэтому причину вибраций нужно как можно скорее выяснить и устранить.

Основные причины вибрации двигателя во время холостой работы:

троение мотора;
плохое крепление двигателя;
выход из строя подушек, на которых покоится силовой агрегат;
разбалансирован коленвал.

Рассмотрим их ближе.

Троение двигателя

Под «троением» водители подразумевают ситуацию, когда двигатель, по ощущениям, начинает «дергаться», работать неравномерно. Сильная вибрация двигателя определяется на слух и ощущается через корпус, педали и рулевую колонку.

Причина троения – нестабильная работа цилиндров, когда, например, один из них полностью выпадает из цикла воспламенения. В результате возникает дисбаланс: нагрузка на коленвал становится неравномерной, и встроенные компенсаторные механизмы оказываются не в состоянии погасить вибрацию двигателя. Троению сопутствует потеря мощности и повышенный расход топлива.

… Стартер крутится, но двигатель не заводится. Причины

Частично водитель может компенсировать разбалансировку разгоном, добавив газа: коленвал станет вращаться быстрее, и это отчасти снимет вибрацию. Но мощность по-прежнему останется сниженной, а расход горючего возрастет.

Сильнее всего при троении ощущается вибрация двигателя на холостых оборотах и при езде на малых скоростях: иногда может казаться, что руль буквально вырывается из рук.

Выход из строя одного цилиндра – неполадка очень серьезная, она требует скорейшей диагностики и устранения. Повышенная вибрация разрушает двигатель, кроме того, топливо, которое попадает в цилиндр, но не сгорает, смывает с его стенок смазку, увеличивая износ зеркала цилиндра. А в старых, изношенных силовых агрегатах топливо может протечь через уплотнения в картер, ухудшая свойства масла.

Диагностику троения можно провести своими силами. Вибрации двигателя на малых оборотах, вызванной выходом из строя цилиндра, как правило, сопутствует активация лампочки Check Engine на приборной панели, и запись соответствующего кода ошибки в ЭБУ двигателя.

Пример лампы Check:

Если считать его с помощью специального адаптера и программы, можно определить проблемный цилиндр. Тогда, приехав в автосервис, можно будет сразу указать мастерам на сбойный «горшок», сэкономив время на поиски.

Интересно: некоторые автолюбители со стажем могут определить нерабочий цилиндр на слух, при помощи сделанного из подручных средств щупа.

Возможные причины нарушения работы цилиндра;

Загрязнение или поломка форсунок (вместо распыления топливного факела они начинают «лить», и смесь не может нормально воспламеняться).

Слева – исправная форсунка, справа – льющая:

Неисправности с самим цилиндром.
Проблемы электрики и зажигания (поломка свечи, катушек), и т.д.

Точную причину может выявить только квалифицированная диагностика.

Вибрации после замены ремня ГРМ

Сильная вибрация двигателей на холостом ходу иногда возникает после замены ремня газораспределительного механизма. Если процедура проведена неправильно и ремень установили со смещением, это ведет к нарушению фаз газораспределения, сбоям и троению. Поэтому при диагностике следует проверить и этот узел, особенно если ремень ГРМ недавно менялся.

Проблемы с креплением двигателя и подушками

Дефект креплений двигателя – распространенная причина вибраций. В норме опоры силового агрегата принимают на себя нагрузки, так что водитель их не ощущает. Но подушки с креплениями, как и другие конструктивные узлы, подвержены износу, и со временем могут утрачивать свои функции.

Подушки Mitsubishi Delica:

Важно: двигатель может начать вибрировать и после замены подушек на новые, если подменные детали имеют большую, по сравнению со старыми, жесткость.

Определить износ подушек можно самостоятельно, желательно делать это вдвоем. Нужно рывками раскачивать машину назад-вперед при открытом капоте, а помощник должен фиксировать углы отклонения двигателя в процессе раскачивания. Если с креплениями все в порядке, отклонения во все стороны будут равномерными. Если же имеется разница между углами, то соответствующие подушки нуждаются в замене.

Важно: после проведения замены опоры двигателя следует тщательно отрегулировать.

Разбалансировка поршневой группы и коленвала

При ремонте двигателя, связанном с заменой или шлифовкой коленвала, после осуществления манипуляций вал следует отбалансировать. Для этого его высверливают в определенных местах, чтобы соблюсти должный баланс.

Также после ремонта необходимо произвести развесовку поршней, пальцев, прочих элементов ЦПГ, прежде чем проводить сборку. Если пренебречь балансировкой, разница в весе приведет к проблемам с вибрацией, которая будет ощущаться и «на холостую», и при движении.

Другие причины

Указанные выше проблемы – далеко не единственные из тех, что способны вызвать вибрацию двигателя, которая будет передаваться на кузов. Среди возможных альтернатив:

Вибрация не самого двигателя, а навесных агрегатов и конструктивных элементов, находящихся в контакте с кузовом.

Для выявления виновника проблемы автомобиль загоняют на эстакаду, яму или подъемник, проверяя возможные источники вибрации в подкапотном пространстве и вне такового.

Поломка балансирных валов, которыми снабжаются некоторые двигатели для предотвращения вибрации.

Если валы вышли из строя, мотор начнет сильно вибрировать.

Загрязнение топливной системы.

Выше уже упоминалось загрязнение форсунок – это одна из возможных причин. Грязные форсунки, топливный фильтр – все это способно стать причиной «дрожи» двигателя.

Схожие симптомы наблюдаются, если в топливо попала вода: мотор вибрирует, резко растет потребление топлива с параллельным падением мощности.

Такую проблему можно устранить, откачав из бака испорченное горючее, или разбавив его качественным бензином/дизтопливом.

Обязательно следует проверить состояние воздушного и топливного фильтров: чем хуже их пропускная способность, тем нестабильнее будет работа двигателя, поскольку ухудшается состав топливовоздушной смеси.

Неполадки в системе зажигания.

… Shift Lock на АКПП- Для чего нужна

Нужно проверить катушки зажигания, высоковольтные бронепровода, свечи.

Повышенная нагрузка на генератор.

, генератор интенсивнее отнимает мощность у двигателя, появляется отдающая в кузов вибрация. Особенно это актуально для маломощных силовых агрегатов микролитражных машин.

Нельзя исключать также и неисправности самого генератора, который также следует проверить.

Вибрации могут быть не связаны с двигателем, а исходить, например, из коробки передач.

Неполадки «автомата» или «механики» способны вызывать биения, отдающие в корпус авто, похожие на вибрацию от двигателя. Неисправности могут возникать в самой трансмиссии и сцеплении.

Важно: иногда может наблюдаться вибрация двигателя при включении передачи АКПП, особенно в зимний период.

Это связано с загустеванием масла в коробке, пока АКПП не прогреется, мотору сложно «прогонять» масло через узел, при включении передачи могут возникать просадки оборотов и троение.

Следует также проверить фильтр коробки. Схожие симптомы могут проявляться и при различных неисправностях самой АКПП.

Неправильная настройка карбюратора приводит к неоптимальной работе двигателя и потенциальному возникновению вибрации.

Неисправность клапана или датчика холостого хода.
Поломка ТНВД у дизельных авто.
Загрязнение дроссельной заслонки.
Некачественное топливо, детонирующее в цилиндрах вместо сгорания.

Что делать, если двигатель завибрировал

Снизить вибрацию двигателя можно тщательной проверкой всех «слабых мест», могущих вызывать вибрацию: самого двигателя и его креплений, системы зажигания, топливной магистрали, бензонасоса, форсунок, электрических компонентов, трансмиссии и т.д. Часто проблема решается заменой подушек двигателя. Если машина карбюраторная, то регулировка карбюратора поможет избавиться от докучающего «дерганья».

Если причина вибрации – детонация, следует сменить АЗС и заливать в бак чистое топливо только с рекомендованным октановым числом.

Большую помощь может оказать электронная диагностика, которая позволит прочесть код ошибки, если таковой записан в память ЭБУ двигателя. В любом случае, если двигатель начал вибрировать, и ситуация сохраняется, следует обратиться в автосервис с квалифицированным персоналом, чтобы как можно скорее устранить неисправность.

Важно помнить: долгая езда на вибрирующем моторе чревата скорым выходом из строя и дорогостоящим капремонтом, поэтому проблему следует как можно скорее диагностировать и убрать.

Вибрация двигателя на холостых оборотах, причины сильной вибрации двигателя

Сильная вибрация двигателя на малых оборотах происходит, если в цилиндре сгорает разный объем поступающего топлива. Такая вибрация может вызываться тремя причинами: нет воспламенения, малая компрессия и некачественная горючая смесь.

На некоторых малолитражных двигателях, с электронной системой управления заслонкой, вибрация на холостом ходу может возникать вследствие повышенной нагрузки на генератор, обычно в зимний период, при включенных фарах, печки, обогрева стекла, зеркал и сидений.

На этих автомобилях обычно вибрация на холостом ходу возникает в момент остановки, в этот момент педаль газа отпущена и бортовой компьютер закрывает заслонку до холостого хода, а на двигатель появляется нагрузка с АКПП и генератора — именно в этот момент возникает сильная вибрация двигателя, которая исчезает через пару секунд.

Такая вибрация на маломощных двигателях практически считается нормой, и в большинстве случаев эта вибрация «вылечивается» заправкой более качественного бензина и заменой воздушного фильтра двигателя.

Чтобы точно узнать в чем причины вибрации двигателя, необходимо вытащить провод высокого напряжения с наконечника свечи зажигания. Снижая до малых оборотов вращение коленчатого вала, вы узнаете, рабочий цилиндр перед вами или не рабочий.

Но если делать проверку таким методом, то можно повредить коммутатор.

Также не исключено, что пробита крышка или бегунок распределителя зажигания. Чтобы снизить нежелательное воздействие такой проверки на двигатель, необходимо снятый наконечник провода высокого напряжения как можно быстрее вставить на подходящий по размеру болт. При проверке мотора соблюдайте меры безопасности. Перед снятием наконечника лучше сначала заглушить двигатель.

При заведенном моторе вас не ударит током, если вы будете снимать наконечник высокого напряжения с помощью пассатижей с ручками из диэлектрического материала. Сделайте заземление губок куском провода. Также вы не получите электрический разряд, осматривая новую машину. Если же произошел удар, замена просто необходима.

На дизельном моторе цилиндр отключается путем ослабления гайки, крепящей топливопровод к форсунке. Цилиндр отключится, а топливо начнет разбрызгиваться, поэтому будьте готовы. Если обороты двигателя не упали, то это говорит о том, что цилиндр не работает.

Если вибрация двигателя на холостых, то надо потянуть за трос подачи топлива и увеличить вращение коленчатого вала до средних оборотов. Чтобы было легко добраться до карбюратора, снимите фильтр. Неработающие трубки вакуума нужно заткнуть. Чтобы исключить неудобства от отработавших газов, трубку, которая идет от выпуска коллектора, нужно закрыть. Мотор будет реагировать различно.

При оборотах двигателя чуть выше холостых его потряхивание может прекратиться. В основном вибрация двигателя на холостых оборотах бывает из-за работы с перебоями топливной системы или системы зажигания.

Это явление можно объяснить тем, что при повышении числа оборотов коленчатого вала в действие вступают другие распределительные механизмы. Маловероятно, что все сразу одновременно выйдет из строя.

При увеличении частоты вращения проникновение воздуха через канал не окажет негативного влияния на систему питания. Если в этом случае происходит вибрация двигателя, то это подтверждает подозрение, что один из цилиндров не работает.

Нужно узнать, какой цилиндр не работает.

Делая вывод о возможных неисправностях системы зажигания, можно сказать точно, что к искре на малых оборотах предъявляются более жесткие меры, чем при работе двигателя на средних нагрузках. Если возникают неисправности в зажигании при работе двигателя на холостых оборотах, то в системе зажигания будет большее число сбоев. В результате этого мы ощущаем вибрацию двигателя.

Вибрация мотора может быть из-за плохой работы карбюратора, точнее, топливной системы. Если горючая смесь сильно обедненная или обогащенная. Обогащенная смесь встречается редко, а вот обедненная довольно часто.

Причиной обедненной смеси является проникновение воздуха в топливную систему, а далее в цилиндры двигателя. Но такое случается в большинстве случаев на новых двигателях.

В подержанных двигателях причин для возникновения вибрации на порядок больше. Если рассматривать моторы японских машин, то хлопки в карбюраторе будут говорить о приготовлении бедной горючей смеси.

Если хлопки раздаются в глушителе, то значит, карбюратор готовит сильно обогащенную горючую смесь. Еще одним доказательством богатой смеси будет большой уровень бензина в поплавковой камере. Если поплавковая камера сильно переполнена, то из выпускной трубы также будет выходить черный дым. В этом случае завести горячий мотор будет трудно, а холодный заведется сразу.

Уровень бензина в камере карбюратора может повыситься из-за того, что произошла деформация наконечника игольчатого клапана, перекрывающего подачу топлива в поплавковую камеру. Причиной высокого уровня бензина является прохудившийся поплавок.

Уровень топлива на японских машинах устанавливается так же, как и на наших машинах. На автомобиле Honda уровень проверяется винтом. Этот винт желтого цвета, находится в углублении карбюратора. Устанавливать уровень нужно плавным проворачиванием винта. Это дает возможность измениться уровню топлива в поплавковой камере карбюратора после поворота регулировочного винта.

Причины, по которым получается обогащенная горючая смесь, приводят к вибрации двигателя на малых оборотах. В любом случае, если в один прекрасный момент появилась сильная вибрация двигателя или вибрация на холостом ходу, то вам лучше сразу обратиться в авторизованный центр, так как вибрация это следствие неправильной работы двигателя.

Вибрация: причины, способы проверки

16.03.2007

Известно, что любой двигатель «трясется», если его цилиндры работают неравномерно. Самый простой случай – один цилиндр не работает вообще. В этом случае двигатель будет трястись на холостом ходу, бывалые водители говорят об этом: «Двигатель троит». С увеличением оборотов эта тряска уменьшается и уже не так нервирует водителя, но мощность такого двигателя, даже на оборотах, будет, конечно, снижена. На вопрос, можно ли продолжать движение, когда не работает один цилиндр, ответим так: можно, но крайне не желательно. Ведь несгоревшее, в неработающем цилиндре топливо, смывает смазку со стенок цилиндров, повышая вероятность задиров и вызывая оплавление каталитического нейтрализатора выхлопных газов (если он есть). Оплавленный катализатор еще больше снижает мощность двигателя и, в конце концов, двигатель глохнет: выхлопным газам некуда выходить.Вообще-то, все, даже полностью исправные двигатели во время работы слегка вибрируют (трясутся). Говорят, это на двигатель «Ролс-Ройса» можно поставить монету на ребро и она не упадет. Но вибрация от двигателя ни в коем случае не должна предаваться на кузов автомобиля. Чтобы не произошло, двигатель никакой своей частью не должен непосредственно касаться кузова (рамы) автомобиля – только через подушки и специальные амортизаторы. Довольно часто в мастерскую приходят машины, владельцы которых утверждают, что в них трясется двигатель. Выйдешь, посмотришь… Действительно, старенький дизелек немного трясется на холостом ходу, но с такой тряской можно достаточно комфортно ездить еще не один год. Но стоит взяться рукой за открытую дверцу или прислониться лбом к рулевому колесу – сразу ощущаешь зуд всего кузова. В такой ситуации находиться в салоне автомобиля при работающем двигателе весьма неприятно, но причина дискомфорта совсем не в двигателе. Ведь известно, что даже при полностью не работающем одном цилиндре у четырехцилиндрового дизельного двигателя особой вибрации кузова не наблюдается, дизель весь ходит ходуном, а в салоне вполне комфортно. Но если «убита» хотя бы одна подушка, выхлопная труба или глушитель касаются корпуса, или весь двигатель неправильно закреплен – кузов автомобиля будет вибрировать, что, конечно же, вызывает отрицательные эмоции у водителя и у пассажиров. Поэтому, когда клиент сообщает, что в его машине трясется двигатель, не нужно сразу во всем винить силовой агрегат. Во-первых, идеально работающих двигателей практически нет. Во-вторых, в девяти случаев из десяти причина беспокойства заключается в плохой изоляции силового агрегата от кузова. Во многих современных японских автомобилях для опор двигателя используются не привычные и хорошо известные резиновые подушки, а комбинированные. Помимо резины, внутри них есть полость с жидким наполнителем (силиконом), и определить внешне, исправна она или нет, невозможно. Например, когда в ремонт с жалобой на вибрацию приходит какая-нибудь переднеприводная машина («Toyota Vista», «Toyota Corona» и т.п.), и у нее ощущается вибрация кузова, то, скорее всего, следует заменить переднюю опору двигателя (правую по кузову). Причем дефектная подушка (опора) может выглядеть, как новая.Очень часто эту правую (по кузову) опору у переднеприводных машин ломают сами авторемонтники. Вот пример. У машины «Toyota Camry 4WD» исчезла задняя передача в коробке-автомате. Явление, кстати, весьма распространенное: в коробке серии «540» всегда первой выходит из строя задняя передача. Машина приходит в мастерскую на замену «автомата». А вы снимали когда-нибудь коробку передач на машине 4WD? У этих машин коробку проще снять вместе с двигателем. Но у «специалистов» есть «выход».

Они отдают все опоры двигателя и коробки кроме передней (правой по кузову) и отсоединяют привода с карданным валом. После этого весь агрегат жутко перекашивается и висит на одной подушке.

«Специалисты» свою работу делают (причем обычно не меняют автомат полностью, а устанавливают только другую заднюю крышку вместе с блоком задней скорости – так проще) и снова устанавливают все на место. У кузова сразу или, может быть, через месяц появляется вибрация. И виноватых вроде бы и нет.

Автомат исправили? Исправили, какие могут быть претензии? А то, что кузов автомобиля вибрирует, так обращайтесь к мотористам, это их проблемы.

В литературе было упоминание, что подушку с силиконовым наполнителем можно отремонтировать. Этот ремонт заключается в том, что в железной части подушки сверлится отверстие, в которое заливается обычное моторное масло, после чего отверстие запаивается. Говорят, что минимум год с вибрацией проблем нет. Вторая причина вибрации кузова– неправильно закрепленный двигатель.

Поясним это на примере. Если ваш автомобиль поднять на подъемнике, заменить ему все салейнблоки в подвеске, а потом тут же, на подъемнике, всю подвеску обтянуть, машина будет очень «жесткой», и ездить на ней будет крайне неприятно. Чтобы этого не происходило, после установки новых «резинок» машину опускают на землю и уже на земле обтягивают всю подвеску.

Тогда все салейнблоки фиксируются в «среднем» положении и подвеска работает очень мягко. Все автомастера-«ходовики» эту особенность работы с подвеской знают, а вот мотористы в своем большинстве об этом не подозревают. И когда устанавливают двигатель (или меняют подушки), то устанавливают и обтягивают все как придется. В результате в салоне появляется вибрация.

Чтобы она исчезла, достаточно ослабить все опоры двигателя, поддомкратить его и снова обтянуть. Если кузов автомобиля не деформирован, вибрация исчезнет. Если же кузов вашего авто «поведен», то какие-то опоры будут работать не в оптимальном режиме и, естественно, будут плохо демпфировать колебания двигателя.

Диагностику крепления двигателя мы проводим, придерживаясь следующего порядка действий. Для машин с автоматической коробкой передач: садимся за руль, запускаем двигатель, прогреваем его, устанавливаем селектор переключения автоматической коробки передач в положение «нейтраль» («N») и лбом прикасаемся к рулевому колесу. Минуту ждем, привыкая к гулу кузова.

После этого нужно включить заднюю передачу и педалью газа установить те же обороты, что были при холостом ходе в положении «N». Вибрация кузова стала больше? Или меньше? После этого включаем положение «D».

Как там вибрация? Стала больше или меньше?

Идея проверки состоит в том, чтобы, перекосив двигатель (при включении «R» двигатель слегка наклонится в одну сторону, при включении «D» – в другую), разгрузить те или иные подушки, заметив при этом, как изменится вибрация, и сделать выводы.

Далее при открытом капоте нужно левой ногой нажать на педаль тормоза, включить «R», слегка надавить на педаль газа (примерно до 1500 об/мин) и резко отпустить ее. Потом сделать то же самое, но включив «D». Во время этих манипуляций ваш помощник должен смотреть на двигатель.

Если все исправно, то при включении «R» двигатель как бы «напыжится» и градусов на 10 отклонится в одну сторону, а при включении «D» – на тот же угол в другую сторону от своего нейтрального положения (в «N» или «Р»).

При резком сбросе газа двигатель безо всяких стуков и довольно плавно возвращается в нейтральное положение. Если разрушена одна из опор (подушек), то в одну из сторон двигатель будет поворачиваться на больший угол, а при сбросе газа будет буквально «бухаться» на место.

При повороте двигателя свое положение относительно кузова меняют все детали, механически связанные с этим двигателем – выпускная труба, коробка передач. Если подушка разрушена, поворот двигателя может оказаться столь большим, что эти детали будут касаться кузова автомобиля.

Кроме того, если угол поворота двигателя больше нормы, все трубки, шланги и электрические жгуты, связывающие двигатель с кузовом, натягиваются сильнее и могут разорваться или соскочить с патрубков (разъемов).

Но самые непонятные случаи, связанные с вибрацией, у нас происходили с автомобилями «RVR». Приходит в ремонт машина с дизельным двигателем «4D-68». Владелец машины говорит, что все было отлично с машиной до тех пор, пока ему в соседней мастерской не заменили зубчатые ремни. Просто пришло время их менять, и он заменил. И вот с тех пор двигатель «ревет» и не «едет».

Мастера, менявшие зубчатые ремни, теперь только разводят руками, и поэтому он просит нас попробовать разобраться с этим явлением. Такова предыстория этого дефекта. Мы быстренько вскрываем защитные кожухи и…убеждаемся, что метки газораспределения и установки ТНВД (топливного насоса высокого давления) стоят правильно.

После этого неприятного, но ожидаемого открытия, собрали двигатель опять штатно и проверили его мощность. Сделали стояночный тест, проехались по тестовой горке, сравнили тяговое усилие двигателя при трогании с другой такой же машиной (благо пришла точно такая же и с таким же двигателем на замену масла) и сделали вывод. С мощностью все в порядке.

Но «ревет» двигатель, особенно при 3000 – 4000 об/мин, как «резанный». При этом у него наблюдается вибрация всего кузова, и даже карданный вал вибрирует. И субъективное впечатление о том, что машина не «едет» возникает только из-за большого шума двигателя. Несколько лет назад у нас был случай, когда в машине после аварии заменили переднее крыло.

Старое крыло было «всмятку» и его выкинули. Но вместе с ним и выкинули и разорванную пластиковую емкость (воздушный «мешок»), которая сообщалась с воздуховодом еще до воздушного фильтра. Что поделаешь, кузовщики и есть кузовщики.

И тогда внешне абсолютно исправный двигатель, безукоризненно работающий при оборотах холостого хода и чуть выше, начинал «реветь» после 3000 об/мин. Акустический шум впуска воздуха от его работы на повышенных оборотах был такой, что в салоне было невозможно разговаривать.

Проблему тогда вычислили и вместо выброшенного воздушного мешка установили обрезанную пластиковую бутылку. Весь шум сразу исчез. Здесь же на RVR воздуховоды были в порядке, да и дефект возник после установки ремней. Тогда мы, еще раз проверили метки, но на этот раз всю работу делали другие мастера.

Итог их мероприятий был тот же – все метки всех зубчатых ремней стоят правильно. После долгих рассуждений и споров, мы пришли к следующему выводу. Шестерня коленчатого вала, как известно в два раза меньше шестерни распределительного вала и шестерни привода ТНВД.

И если она (шестерня коленчатого вала) сделает два оборота, то шестерни распределительного вала и привода ТНВД только один. И так каждый раз без всяких вариантов. Другое дело шестерня балансирного вала. Она меньше «коленвальной», но не в два раза.

И если все метки на всех шестернях установить согласно их «ответам», а потом провернуть двигатель на два оборота, то метки коленчатого вала и распределительного вала совпадут (и привода ТНВД тоже), а метки балансирных валов нет. И только после шести оборотов двигателя все метки снова совпадут. И балансирных валов тоже.

Тогда получается, что после установки меток коленчатого вала, распределительного вала и вала ТНВД, ремень балансирного вала можно установить тремя способами. После такого вывода, мы вновь начали вращать двигатель до тех пор, пока не совпадут все метки всех валов. Когда они совпали, мы провернули двигатель на два оборота по ходу вращения.

После этого метки балансирного вала, естественно, «ушли» на 1200. Далее, не трогая основной ремень (он стоит же по меткам), мы вернули (ослабив приводной ремень) шестерню балансирного вала назад, таким образом установив ее снова по метке. Далее собрали двигатель и запустили его. Вроде ничего не изменилось. Тогда мы повторили операцию.

Вращая двигатель, опять добились полного совпадения всех меток. Далее провернули двигатель еще по ходу на два оборота. Снова ослабили приводной ремень балансирного вала и вернули шестерню этого вала на метку. Собрали двигатель и… вся вибрация, весь «рев» и гул исчез! Почему – загадка. Нигде в инструкциях мы про это не читали.

И когда через несколько месяце в ремонт приехала другая RVR (с вибрацией кузова после смены зубчатых ремней), но с бензиновым двигателем (а там, как известно, тоже установлены балансирные валы), то, уже не раздумывая, мы повторили вышеуказанные манипуляции. Только на этот раз шум (вибрация) исчез после первого доворачивания шестерни балансирного вала назад на метку. Мы пришли к выводу, что повышенная вибрация возникает не каждый раз после смены зубчатых ремней, а только в тех случаях, когда шестерни балансирного вала пальцами вращают со снятым ремнем. И потом они не попадут на свое старое место. Если менять ремни так: ослабил, снял, надел, натянул – никаких проблем не будет. Но если вы, пытаясь оценить состояние подшипников (или от любопытства), повращаете шестерню вала и не вернете ее на место – будет вам вибрация. Хотя и все вы сделаете по инструкции.

Корниенко Сергей Владимирович г. Владивосток Союз Автомобильных Диагностов © Легион-Автодата

Причины вибрации кузова машины: от двигателя на холостых, при разгоне, движении на скорости

Рано или поздно в любом автомобиле появляются те или иные неисправности его работы. При этом одной из самых распространенных неисправностей является вибрация кузова. Собственно, вибрация – это ничто другое, как появление посторонних шумов.

При движении

Если в автомобиле появляется вибрация на скорости, которая увеличивается по мере разгона и не прекращается во время движения, проблема может быть в разбалансировке колес. Кроме этого, тряска при движении связана с неисправностью частей подвески, электрики:

амортизаторы, стойки;
опорный подшипник;
наконечник рулевой тяги;
шарниры;
обрыв высоковольтного провода.

При обрыве высоковольтного провода автомобиль начинает вибрировать при движении и слышится характерное потрескивание. Найти место пробоя довольно просто, искра заметна при заведенном моторе на холостых. Но если электропроводка в порядке, но заметно появление посторонних звуков под капотом, следует проверить электронные датчики.

Колеса — вне баланса

Вибрации, вызванные колесами, обычно ощущаются через рулевое колесо. Одним из возможных виновников этого может быть изношен или поврежден подшипник ступицы колеса. Хотя они должны прослужить достаточно долгое время, но как и с любой другой механической частью автомобиля, они могут выйти из строя в любое время.

Еще одна вещь, которую нужно искать, это концы стержней или шаровые шарниры.

Если рулевое колесо чувствует себя обычным, пока вы едете прямо, но начинает трястись при повороте, это может сигнализировать об изношенных концах штанги.

Однако, если руль трясет по прямой, но останавливается, когда вы поворачиваете, это может быть признаком того, что шарнир шаровой опоры неисправен и его следует заменить.

Колебание может стать еще одной причиной вибрации и тряски автомобиля. Термин относится к любому отклонению от действительно кругового вращения и измеряется специальным индикатором.

Проблемы с креплением – как протестировать подушки?

Причиной вибрации могут стать изношенные подушки (опоры) двигателя или наоборот – слишком жесткие (вибрация появляется после установки новых подушек). Опоры выполняют сразу две важные функции:

служат элементами, на которых крепится силовой агрегат к кузову;
демпфируют вибрации двигателя, в результате чего они практически не передаются на кузов.

Отличить вибрацию, вызванную проблемными подушками, очень просто, так как она не зависит от работы цилиндров. Т.е. двигатель может работать вполне стабильно.

В то же время в момент нажатия на педаль газа и при трогании вибрации могут усиливаться. При наборе скорости и торможении могут даже появляться стуки.

Чтобы убедиться в неисправности подушек, можно произвести диагностику визуально. Для этого понадобится напарник.

Один человек раскачивает автомобиль, резко трогаясь вперед и назад, а второй наблюдает за движением двигателя под капотом. Мотор должен несильно откланяться в стороны, при этом угол наклона всегда должен быть одинаковым.

Если же силовой агрегат, что называется, «болтается», значит, необходимо заменить подушки. Надо сказать, что подушки рекомендуется менять, даже если видимых повреждений они не имеют. После установки новых опор необходимо их настроить.

Неправильно настроенные крепежные элементы также могут стать причиной появления вибраций и стуков.

Вибрация двигателя на холостых ходах – что можно отрегулировать?

Для того чтобы отрегулировать холостые ходы нужно применять некоторые узлы и агрегаты, установленные в автомобиле. В первом случае, это карбюратор или инжектор, которые входят в систему топлива, производящие смесь топлива и воздуха. Помимо этого, нужно регулировать топливный насос, проверить все датчики, регулятор давления топлива и иные элементы мотора.

Рекомендуем: Диагностика авто через ноутбук

Нужно знать то, что количество оборотов зависит от степени открытия заслонки дросселя, регулирующая подачу воздуха, а также от работы клапана холостого хода, которые подает воздух независимо от дросселя. Увеличить число оборотов холостого хода можно с помощью педали акселератора.

Любые вибрации не зависимо от чего они происходят, они очень плохо влияют на работу автомобиля. Вибрации доставляют дискомфорт и водителю и пассажирам, а также плохо влияют на машину. Со временем на кузове можно заметить трещины, может произойти откручивание болтов и гаек. Эти недостатки могут привести к любым последствиям и вызвать аварийную ситуацию.

Нарушения в системе питания

В конечном итоге они сводятся к неправильному формированию состава горючей смеси. Обычно вибрация на холостом ходу является следствием её обеднения. Точно понять, какой узел или элемент является источником проблемы можно лишь посредством специального оборудования. Причин – множество, ниже – лишь некоторые из них:

поломка топливного насоса;
загрязнения фильтра и (или) топливопровода;

засорение жиклеров в карбюраторе или форсунок в рампе;
неверная настройка карбюратора, неисправность датчиков в инжекторном двигателе и т. д.

Вибрации кузова

Обычно вибрации появляются при езде на высоких скоростях. Как правило, если автомобиль движется со скоростью до 80 км/ч, то никаких вибраций наблюдаться не будет. Но как только он превысит этот рубеж, вибрация по кузову на скорости появится сразу же.

Во время холостого хода

Самым распространенным случаем вибрации кузова на холостом ходу является неправильная работа цилиндров двигателя. Зачастую они начинают работать неравномерно, что может привести к различным последствиям.

Если один из цилиндров выходит из строя, то при езде на холостом ходу двигатель трясется.

При увеличении скорости тряска обычно становится менее заметной, однако продолжать движение на высоких оборотах не рекомендуется.

Ведь в сломанном цилиндре по-прежнему есть некоторое количество топлива, которое может испортить катализатор выхлопных газов. А это способно привести к тому, что двигатель просто заглохнет.

Кроме того, нужно учитывать, что вибрировать могут не только те двигатели, у которых есть какие-либо повреждения. Однако эта тряска при нормальной его работе не должна переходить на кузов. Чтобы этого не происходило, ни одна деталь двигателя не должна соприкасаться с частями кузова. Поэтому целесообразно использовать различные амортизаторы или подушечки.

Во время движения

Основной причиной того, что появляются вибрации по кузову на больших скоростях, является некачественное крепление двигателя.

Довольно часто мастера, которые занимаются установкой мотора, не обращают внимания на подвеску, поэтому они монтируют двигатели как попало. А это впоследствии и приводит к тому, что появляется вибрация в салоне авто.

Устранение этой неполадки обычно не занимает много времени. Достаточно всего-навсего разобрать подвеску, ослабить опоры двигателя, а после – снова обтянуть подвеску. После этого проблема излишней вибрации исчезнет. Но это только в том случае, если на кузове нет каких-то серьезных повреждений. В противном случае полностью избавиться от шумов не удастся.

Диагностика крепления двигателя

Выполнить диагностику крепления двигателя можно, следуя такому простому алгоритму:

Если машина оснащена автоматической коробкой передач, то необходимо сначала прогреть двигатель, после чего – расположить рычаг переключения в нейтральном положении;
Включить заднюю передачу и нажать на газ, чтобы добиться тех же оборотов, которые были достигнуты в нейтральном положении автомобиля;
После этого надо обратить внимание на степень вибрации: стала она больше или меньше;
Перейти в положение D и проделать то же самое;
Теперь будет осуществляться проверка в положении R. Необходимо нажать на тормоз, а после – и на газ. Нужно резко отпустить педаль. При этом капот автомобиля должен быть открытым;
Эти же манипуляции необходимо выполнить и в положении D;
Если какая-то опора двигателя разрушена, то двигатель будет отклоняться в одну из сторон, а при сбросе газа он будет резко возвращаться в исходное положение.

Другие причины

Карданный вал

Чаще всего вибрациивозникают из-за неправильной работы карданного вала. Кстати говоря, его дисбаланс тоже может стать причиной такой неполадки.

Способы устранения

Чтобы легко устранить данную проблему, необходимо снять карданный вал. После этого нужно будет выполнить ряд действий в определенной последовательности:

Следует проверить, каким является состояние крестовин, расположенных на концах вала. Важно, чтобы каждая из крестовин легко двигалась в любую сторону при небольшом нажатии на нее. Если этого не происходит, то крестовину придется заменить новой;
Если все же понадобилась замена крестовин, то заодно следует проверить и наличие смазывающего вещества, которое сосредотачивается в колпачках роликовых подшипников;
Окончив рассмотрение крестовин, можно переходить к диагностике состояния шлицевого соединения карданного вала. Чтобы это сделать, надо одновременно покрутить части карданного вала вокруг своей оси. Нужно обратить внимание на то, чтобы свободный ход при этом не превышал 1 мм. Если шлицевая часть повреждена, то карданный вал необходимо будет заменить новым.

Еще одной причиной того, что возникает вибрация по кузову на холостых может стать неправильный монтаж раздаточной коробки.

Способы устранения

Чтобы выполнить регулировку раздаточной коробки, расположенной между карданными валами, необходимо:

Поднять машину домкратом или подъемником. Это важно, поскольку колеса во время проведения работ не должны соприкасаться с землей. Кроме того, нужно обеспечить доступ ко всем креплениям раздаточной коробки;
В первую очередь следует рассмотреть сами крепления. Обычно они не характеризуются повышенной прочностью, ведь изготавливают их из алюминиевого сплава. Рассматривая крепления, следует обратить внимание, нет ли на них трещин, сколов либо каких-то других повреждений;
Если появилась необходимость замены старого крепления новым, то между ним и кузовом следует проложить прокладку, изготовленную из транспортерной ленты;
Также во время снятия раздаточной коробки внимание следует уделить и промежуточному валу, который располагается между РК и коробкой передач;
После всех проведенных проверок, раздаточную коробку следует установить на место. Ее нужно подвесить на крепления, но гайки затягивать до конца не стоит. Нужно попросить кого-то, чтобы он помог разогнать автомобиль до 80 км/ч. Только теперь можно ввинчивать гайки до конца.

Несбалансированность колес. Обычно такая проблема появляется после переобувки автомобиля на зиму.

Способы устранения

Достаточно проверить, нет ли на колесах излишней грязи, наледи, грузиков. Вполне возможно, что износились покрышки, поэтому их необходимо поменять. В крайнем случае можно выполнить балансировку колес.

На определенной скорости

Если в автомобиле наблюдается вибрация на большой скорости, причиной могут быть неисправности в таких узлах:

трансмиссия;
рулевая система;
подвеска.

Если появляется вибрация по кузову на скорости 100–120 км, проверяется сайлентблок на рычагах подвески, шаровые шарниры. Выход из строя агрегатов связан с ездой по плохим дорогам, частыми попаданиями в ямы.

Износ пружины амортизатора, опорного подшипника стойки приводит к тряске машины при езде по неровным участкам со скоростью выше 80 км в час.

Разбалансировка колес идет первой причиной тряски рулевого колеса от 50 до 100 км/ч. При больших скоростях ехать при такой неисправности невозможно и опасно.

Износ рулевого наконечника приведет к образованию большого люфта в узле, это создаст разбалансировку передних колес, приведет к тряске автомобиля на скорости от 90 км/ч.

Рекомендуем: Можно ли самостоятельно устранить гул в гидроусилителе руля?

Если причиной вибрации является коробка передач, проверить это легко. Следует во время движения на МКПП выжать сцепление, на АКПП установить рукоятку в позицию «N». Если тряска прекратилась, проблема диагностируется в узле КП.

Вибрация из-за проблемы с шинами

Шины являются одной из самых распространенных причин вибрации автомобиля на скорости.

Одной из возможных проблем, с которыми вы можете столкнуться в этом контексте, это не разбалансированные шины(дисбаланс колес).

На медленных скоростях проблемы не будут заметны, но дрожание будет усиливаться по мере ускорения до 55-60 км/ч. Рулевое колесо или даже весь автомобиль начнут вибрировать. Шины также будут дрожать особым образом.

Грыжа на колесе — опасно или можно ездить?

Также следите за правильным давлением в шинах, слишком перекачанные шины будут передать неровности дороги на кузов автомобиля в виде вибрации. Устраните проблему, накачав шину до давления воздуха, указанного изготовителем.

Вибрация также может быть результатом неравномерного износа шин. Осмотрите протекцию на ваших шинах, и если заметите, что износ больше с одной стороны, чем с другой, вам следует провернуть, или поменять местами шины, чтобы обеспечить их равномерный износ.

На фото покрышка колеса кривая в двух плоскостях, это гарантировано приведет к вибрации всего автомобиля

Один из способов избежать будущих проблем, связанных с шинами — научиться читать рисунок протектора, регулярно проверяйте свои шины, и вы сможете своевременно выявить признаки неприятностей.

Почему важно правильно установить ремень ГРМ?

Если вибрации возникли после замены ремня ГРМ, вполне возможно, что он был установлен неверно. Напомним, что это приводной ремень, который передает вращение от коленвала распредвалу.

Благодаря ему, система газораспределения, т.е. клапана, работает синхронно тактам поршневой системы.

Если установка ремня выполнена неправильно, к примеру, произошло смещение хотя бы на один зубец, клапаны начинают не вовремя открываться и закрываться.

Это приводит к тому, что в работе двигателя появляются провалы, возникает троение. Соответственно, на холостом ходу, как и в случае с неисправным зажиганием, идет сильная вибрация, которая хорошо ощущается на руле и всем кузове. Проблема решается правильной установкой ремня. Поэтому производить его замену желательно только в сервисных центрах.

Балансировка коленвала

Возможно и так, что вибрация на холостых ходах может появиться и при замене коленчатого вала. Возникает это из-за того, что эта деталь, как например обычное колесо, перед процедурой установки, должна обязательно проходить процесс калибровки. Балансирование проходит на специальном стенде с корзиной сцепления и маховиком.

При этой процедуре мастер убирает все лишнее с поверхности коленчатого вала. Если пренебречь этой процедурой и не провести калибровку, вы ощутите сильную тряску.

Вибрация дизеля на холостых оборотах

С первого взгляда, здесь все проще: свечей нет, трамблеров тоже. Однако «тряска» автомобиля, оснащенного дизелем, говорит о более серьезных и «затратных» проблемах:

Выход из строя ТНВД, проверить который можно только с использованием специального оборудования.
Загрязнение форсунок. Их чистка осуществляется в специализированных техцентрах.

При возникновении вибрации на холостом ходу проверку дизельного агрегата следует начинать с определения компрессии в цилиндрах.

Если она не соответствует норме, смесь не будет воспламеняться, двигатель начнет трястись.

Второй этап тестирования – проверка совпадения меток на крышке силовой установки и шкиве распределительного вала. Если угол впрыска неверный, дизель будет работать неустойчиво.

Двигатель вибрирует при запуске на холодную – причины вибрации при запуске холодного двигателя

Довольно часто опытные водители и новички сталкиваются с неприятной ситуацией, когда при запуске двигателя на холодную возникает вибрация, а сам силовой агрегат работает на очень высоких оборотах. Вследствие чего водитель и пассажиры получают огромный дискомфорт, пребывая в салоне автомобиля. Но почему двигатель вибрирует при запуске на холодную и в чем причина? В большинстве случаев это сигнал о том, что некоторые узлы и механизмы авто изношены и нуждаются в срочном ремонте.

Где искать причины вибрации двигателя при его запуске на холодную

Рассмотрим самые распространенные причины неисправностей, которые были найдены на форумах автолюбителей:

Неисправность свечей зажигания. Если свеча рабочая она имеет светлый или коричневый цвет. Если свеча закопчена то она не будет правильно работать, то есть своевременно воспламенять топливно-воздушную смесь. Как следствие двигатель будет «троить» и возникнет вибрация при включении зажигания;
Неисправность форсунок вследствие некачественного использования топлива (бензин или дизель), очистителей либо замыкания и обрыва цепи. Если после очистки форсунка (инжектор) не заработала, то ее следует заменить;
Очень слабая компрессия – это значит, что до воспламенения в цилиндр не поступает нужное количество топлива. Это может быть связано с недостаточной герметичностью прокладки головки цилиндра или впускного клапана. Устраняется путем замены изношенной детали;
Неисправность крепления силового агрегата (двигателя). Установленные заводом изготовителем подушки и амортизаторы не только фиксируют агрегат, но и существенно снижают вибрацию во время его работы. Проверяется путем поочередного включения двигателя в разных режимах работы. При очевидной смене угла наклона двигателя следует проверить исправность подушки или амортизатора;

Кроме вышеуказанных причин на вибрацию при запуске холодного двигателя могут влиять и другие узлы, и агрегаты автомобиля. Поэтому чтобы автомобиль был всегда на ходу и в исправном состоянии водителям следует каждодневно следить за техническим состоянием своего «железного коня».

Сомневаетесь, что мы сможем вам помочь?

Просто позвоните и опишите свою проблему.
Мы точно скажем можно или нельзя решить вашу проблему на дороге и какие варианты решения существуют.

Вызов мастера

Отзывы

Написать отзыв

с нашего
сайта

Поехала в ТЦ какие-то мужики на дороге стали показывать, что бы я остановилась. Остановилась, они тоже, остановились, подошли, предложили открыть капот. Открыла капот, пошёл дым. Ребята сказали, что у меня проблемы с двигателем и предложили вызвать мне эвакуатор и отвезти меня в хороший сервис. Я очень испугалась, но решила проверить. Этим мужчинам сказала, что вызвала своего мастера и закрылась в машине. Вызвала мастера, который приехал уже через 20 минут. Мужики еще торчали около моей машины, пока не приехал мастер из Эдельвейса. Мастер всё проверил, сказал, что с машиной всё в порядке, а на коллекторе двигателя сверху есть следы сгоревшего масла. Остерегайтесь мошенников на дороге. Диспетчеру и мастеру большое спасибо, уберегли от мошенников!

Яндекс

Спасибо огромное за помощь!!! Где-то наехала на огромный шуруп и проколола колесо((( Казалось, что придется покупать новую шину…Не верилось, что можно починить эту дырищу. Мастер каким-то волшебным образом заделал все! Вначале переживала, что это ненадолго…как временное спасение… А сейчас совсем расслабилась, столько времени прошло — не спускает. В общем, огромное спасибо за качество, за помощь, за оперативность, и главное, за человеческое отношение!

с нашего
сайта

Машине Suzuki SX4 2011 года отказала штатная сигнализация и машина не заводилась. Подруга посоветовала эту фирму. Позвонила и через 30 минут приехал мастер. Минут за 20 мастер решил мою проблему. Очень быстро и удобно.

с нашего
сайта

Разрядился аккумулятор на моей Мицубиси Лансер. Было поздно звонить знакомым не хотела. Позвонила в эту компанию. Мастер приехал уже через 20 минут зарядил АКБ. Мне понравилось, буду еще обращаться.

с нашего
сайта

Везла ребенка на тренировку. Машина заглохла посреди дороги, я очень испугалась. Позвонила, вызвала мастера. Мастер приехал через 15-20 минут. Оказалось, что проблема с сигнализацией. Минут через 30 машину оживили. Даже на тренировку ребенок успел. Большое спасибо!

с нашего
сайта

Много раз пользовался услугами компании. Несколько раз помогали в диагностике машин перед покупкой мне и брату. Последний раз выручили здорово. Приехал с семьей в гости, вышли – не заводится. Машина Крайслер Вояджер в узком дворе стоит, так что не каждый эвакуатор сможет забрать. Позвонил в Эдельвес мастер приехал, все проверил, оказалось, что отвалилась масса на двигателе. Прикрутил массу, и машина завелась. Спасибо большое! Телефон теперь сохранил в контакты.

с нашего
сайта

Спасибо! Не ожидал! Приехали, прикурили очень быстро.

с нашего
сайта

Купил машину с пробегом. Заехал на заправку и потом машина не завелась. Позвонил продавцу, а он сказал, что на машине стоит серьезная сигнализация и если я хочу, то он продаст мне от нее метку. Я его послал. Вызвал мастера. Возился он со мной долго, часов до 3-х ночи, но все отключил, и я уехал домой. Очень помогли, спасибо!

с нашего
сайта

Купил недавно новую машину, ехал после работы на дачу и заехал на заправку и как обычно попросил залить 95. Забыл, что купил дизель Ssang Yong Actyon. Работники заправки подсказали куда обратиться. Позвонил вызвал помощь. Приехали слили топливо.Удобный сервис, не знал, что такое есть.

Сомневаетесь, что мы сможем вам помочь?

Вызов мастера

Контакты

Почему идет вибрация от двигателя

Режим холостого хода означает, что двигатель работает при включённой нейтральной передаче. В таком состоянии крутящий момент от мотора не передаётся с помощью коробки передач на ведущие колёса. При этом довольно часто водители замечают, как заметно усиливаются вибрации двигателя на холостых и передаются на кузов. В своём нормальном состоянии двигатель практически не вибрирует, хотя минимальные колебания здесь допускаются, и они могут считаться нормой для автомобиля. Нельзя забывать, что в холодный период года вибрации усиливаются по сравнению с работой мотора в тёплое время. Когда двигатель прогревается, через несколько минут колебания нормализуются. Если дополнительно не обнаруживается рывков, провалов и пропусков, всё с мотором хорошо. Отсутствие посторонних шумов и звуков является приятным сигналом для автомобилиста.

Причины появления вибраций

Но в какой-то момент водитель замечает, что двигатель ведёт себя нехарактерно, машину трясёт, а вибрации исходят от самого силового агрегата. Наличие вибраций в салоне на холостом ходу говорят о том, что имеются какие-то проблемы с двигателем и его следует обязательно проверить на предмет неисправностей. Повышенная вибрация потенциально очень опасна для мотора, поскольку могут начаться разрушительные процессы. В связи с этим при первых же признаках нужно узнать, почему ваша машина вибрирует на холостом ходу и устранить причины. Для этого требуется диагностика с последующим ремонтом. Выделяют несколько основных причин, из-за которых возникают подобные ситуации с колебаниями мотора при работе на холостых оборотах:

двигатель начинает троить;
мотор неправильно закреплён;
топливная система загрязнилась и пр.

В своём нормальном состоянии двигатель на холостых оборотах работает при 700-1000 об/мин. Это уже непосредственно зависит от характеристик самого силового агрегата. Если обороты будут ниже, двигатель не сможет стабильно функционировать, что часто приводит к отключению мотора. То есть он глохнет. А когда обороты повышаются, перегружаются ЦПГ и ряд других важнейших элементов силовой установки. Это негативно сказывается на моторесурсе. Учитывая все эти нюансы, крайне важно поддерживать оптимальный баланс оборотов при холостом ходе, чтобы двигатель работал стабильно и не расходовал лишнее топливо. Основные причины подобного поведения двигателя следует изучить более детально.

Двигатель троит

Специалисты отмечают, что наиболее часто двигатель трясётся на холостых именно из-за троения. Помимо самой тряски обычно в режиме холостых оборотов проявляется ряд иных неполадок, которые сложно не заметить даже новичку. Активно начинает расти уровень потребления топлива, машина теряет мощность, плохо запускается мотор. Троением считается отказ или нарушение работы цилиндров. Причём отказать может как один, так и сразу несколько этих элементов силовой установки. Подобные ситуации возникают обычно, когда плохо работают свечи зажигания, загрязняется сильно воздушный фильтр, нарушается работа впускного клапана либо возникают повреждения в высоковольтном проводе. В действительности троение является крайне нежелательным и потенциально очень опасным явлением в работе любого двигателя. Вслед за этой неисправностью часто возникают иные проблемы. Это произойдёт обязательно, если водитель вовремя не примет меры. Здесь основная угроза исходит не так от вибраций, как от чрезмерной нагрузки на коленчатый вал и весь силовой агрегат.

Нужно следить за поведением транспортного средства. Когда авто с большим трудом преодолевает незначительные возвышенности, потребляет топливо в повышенном количестве, а обороты при холостом ходе (ХХ) плавают, вероятнее всего причина такого состояния в цилиндрах. Начать диагностику нужно с проверки свечей зажигания. Если они загрязнены, плохо закреплены, лучше сразу поменять свечи. При отсутствии новых свечей и необходимости быстро восстановить работу двигателя, попробуйте очистить от нагара старые свечи. Для этого воспользуйтесь подручными средствами вроде металлической щётки. Если же после замены свечей никаких положительных изменений не произошло и мотор всё ещё трясёт на холостых, попробуйте также проверить провода, которые подведены к свечкам зажигания вашего авто. При грамотном уходе за машиной, своевременной диагностике и при условии проведения планового технического осмотра, проблема с троением не должна возникать на вашем автомобиле.

Крепление двигателя

Также довольно часто сильные вибрации двигателя на холостом ходу обусловлены неправильным креплением самой силовой установки либо же поломкой специальных защитных подушек. Если ваша машина трясётся на холостом ходу и при этом вибрации отдаются на весь кузов, обязательно стоит проверить состояние креплений мотора. Сделать это не сложно, хотя без помощи напарника не обойтись. Его задача будет заключаться в том, чтобы переключать передачи на коробке передач. Сначала включается нейтральная, затем задняя и передняя. Параллельно второй человек поднимает капот и смотрит, в каком именно положении трансмиссии начинают проявляться проблемы с двигателем.

При правильно установленных креплениях и не изношенных подушках, при каждом включении двигатель должен отклоняться на идентичный угол, тогда опоры будут по очереди разгружаться. Обратите внимание, если в одну из сторон отклонение превысит норму. Это говорит о том, что есть проблема с креплением именно на этом участке, когда двигатель начнёт трясти. В таких ситуациях, если машина трясётся на холостом ходу и есть отклонение, наверняка придётся поменять подушку. Даже после замены опор вибрации могут продолжаться. Здесь уже проблема в том, что подушки не были должным образом отрегулированы. Поэтому предварительно убедитесь, что всё выставлено верно. В общей сложности на двигателе предусмотрено четыре подушки:

Вообще поломки могут возникать на любой опоре. Но статистика наглядно показывает, что чаще остальных ломается именно передняя опорная подушка, поскольку на неё воздействует самая большая динамическая и инерционная нагрузка в процессе эксплуатации транспортного средства. Когда ломается или лопается одна из подушек, то почти наверняка вслед за ней начнут ломаться другие. Обычно поломки происходят парами, то есть разрушается передняя и задняя, либо верхняя и нижняя. Внимательно изучите состояние каждой подушки. Если видите дефекты на них, лучше поменять сразу все. Это выйдет вам не дороже, чем устранение последствий от разрушенных опор двигателя.

Обычно появляющиеся колебания мотора не сильно беспокоят новичка. Но когда вибрации появляются на машине бывалого водителя, он зачастую старается быстро решить возникшую проблему. Опытные автомобилисты понимают, что колебание в моторе никогда не появляется просто так. На то есть свои объективные причины, которые могут привести к довольно серьёзным негативным последствиям. Поскольку есть ряд причин, по которым способна появиться вибрация на холостом ходу в машине, нужно проверить автомобиль. Многие это делают методом исключения, двигаясь от наиболее простых причин к самым сложным. При отсутствии надлежащего опыта лучше обратиться в автосервис, где проведут комплексную диагностику и выявят причины, из-за которых появилась эта неприятная вибрация.

Топливная система

Бывает так, что водитель спокойно эксплуатирует свой автомобиль, не сталкивается ни с какими нехарактерными симптомами. Но в какой-то момент он замечает, как возникает вибрация на холостых оборотах и отдаёт в руль. Подобная ситуация возникает, даже если провода и свечи находятся в отличном состоянии, все опорные подушки исправны, никаких проблем с креплением силовой установки нет. Но двигатель продолжает упорно дёргаться, стоит только запустить мотор на холостых. Тут причину следует искать в топливной системе. Есть высокая вероятность того, что машина ведёт себя так из-за загрязнений. Незначительное количество грязи не может привести к подобным симптомам. Но водители бывают очень разными. Многие из них совершенно не следят за состоянием транспортного средства, забывают проводить элементарные профилактические работы. Поэтому грязь постепенно накапливается, в результате чего топливная система серьёзно загрязняется. Отсюда и вибрации при холостых оборотах.

Хуже всего, когда топливная система забивается сажей, маслом и водой. Если система подачи топлива загрязнена, из-за этого воздушно-топливная смесь не может сгорать в полном объёме. Это сразу отражается на автомобиле в виде увеличенного расхода топлива. Дополнительно мотор словно чихает и его начинает сильно трясти. У такой ситуации есть только одно решение: автовладельцу необходимо очистить топливную систему, проверить её состояние и убедиться в исправности всех элементов, которые имеют отношение к системе подачи горючего. Не каждый может справиться с такой задачей своими силами. Поэтому рекомендуем обратиться в проверенный автосервис, где работают высококвалифицированные специалисты.

Иные причины

Причин возникновения вибрационных колебаний не так мало. Они бывают кратковременные, то есть проходят через несколько минут после запуска и прогрева силовой установки. В других ситуациях вибрация продолжается на холостом ходу постоянно, что не только раздражает водителя, но и является явным признаком серьёзных проблем с машиной. В некоторых случаях автовладельцы сталкиваются с вибрациями при работе двигателя на холостых оборотах, если недавно была проведена замена коленчатого вала. Когда коленвал устанавливают, его требуется обязательно правильно настроить. Если не сделать балансировку, могут возникнуть неприятные симптомы в виде постороннего шума и колебаний.

Балансировка заключается в том, чтобы высверлить лишние части детали. Если на транспортное средство ставят коленчатый вал, который предварительно не был отрегулировал и откалиброван, возникают те самые характерные вибрации. Ещё стоит отметить автомобили, которые прошли свыше 200 тысяч километров. Для машин с большим пробегом характерна одна неисправность, хоть встречается не так часто, как остальные. Речь идёт о постепенном износе элементов цилиндропоршневой группы. По этой причине происходят изменения в развесовке гильз, поршней, а также маслосъёмных колец. От этого двигатель может начать трясти, когда его запускают на холостых оборотах.

Опасность вибраций

Причины возникающих вибраций нужно устранять в максимально сжатые сроки после возникновения первых признаков неполадок. Это объясняется тем, что вслед за вибрациями часто развиваются другие проблемы, способные нанести колоссальный вред вашему транспортному средству. Как отмечают сами специалисты, наибольший вред из-за вибраций наносится кузову автомобиля. Первыми изнашиваются и ломаются пластиковые элементы, затем постепенно раскручиваются всевозможные крепления, расположенные иногда в очень тяжело доступных местах. Когда машину долго трясёт, может начаться разрушение лакокрасочного слоя. Это уже влечёт за собой образование коррозии и распространение ржавчины по всему кузову.

Нельзя забывать о том вреде, который наносится силовому агрегату. Двигатель также существенно страдает от лишних колебаний. Вибрация провоцирует ускоренный износ деталей, разрушает набивку в коленчатом вале, затем начинает протекать масло. В итоге двигатель не может выдавать нужное количество оборотов, машина медленнее разгоняется, значительно увеличивается расход топлива. И вместе с этим падает мощность двигателя, что негативно сказывается на управлении. Если вы заметили, что машина начала вибрировать, но сумели отыскать причины и устранить их, на этом работа ещё не завершена. В дополнение к этому обязательно проверьте все детали, которые могли хоть как-то пострадать в результате возникших колебаний. Вы можете устранить источник вибрации, но нельзя исключать тот факт, что какие-то разрушительные процессы уже запущены. Открутилось крепление, пострадало лакокрасочное покрытие, а потому вскоре потенциально возникнут новые проблемы.

Правильная последовательность действий

Когда водитель обнаруживает, что двигатель его автомобиля начинает дёргаться на холостых оборотах и вибрировать, не нужно сразу же паниковать и разбирать половину машины. Действуйте последовательно, от наиболее вероятных причин к наименее возможным.

Для начала проверьте состояние и работоспособность свечей зажигания. Если на поверхности отсутствует большое количество нагара, а искра образуется хорошая, можно переходить к следующему возможному источнику проблем с вибрацией на холостых оборотах.
Подкапотное пространство. Здесь нужно убедиться, что все опорные подушки и крепления двигателя находятся в исправном состоянии, нет никаких разрушений. Тут поможет метод переключения передач. Так вы отследите, в какую сторону идёт уклон и действительно ли крепление мотора нарушено.
Следующим этапом станет проверка топливной системы. Следует посмотреть, насколько она чистая и не образовались ли там загрязнения. Обязательно проверьте состояние фильтров. Если они загрязнились и находятся уже в достаточно изношенном состоянии, лучше поменять их. Это точно не повредит машине.
Программное обеспечение и форсунки. Это актуально для инжекторных двигателей, где порой просто нужно обновить текущее программное обеспечение электронного блока управления. Если в этом нет необходимости, просто почистите форсунки. Не самая распространённая причина вибраций на холостых оборотах, но и её исключать не стоит.
Когда все предыдущие пункты не относятся к вашей ситуации, стоит проверить развесовку ЦПГ и калибровку коленвала. Этими вопросами заниматься самостоятельно не рекомендуется. Лучше посетить проверенный автосервис. Решение подобных проблем подразумевает обязательное наличие специального, сложного и дорогого оборудования. Покупать его для личного пользования не особо выгодно. А если в развесовку ЦПГ или калибровку коленчатого вала вмешается человек без надлежащего опыта и квалификации, его ошибки могут привести к ещё более серьёзным последствиям.

Проблема возникновения вибраций на холостом ходу двигателя знакома большому числу водителей. Только одни игнорируют нехарактерное поведение своего транспортного средства, а другие стараются максимально быстро понять причины и устранить их. Несложно догадаться, какая из двух позиций правильная. Старайтесь прислушиваться к своему автомобилю, следить за его поведением и состоянием, вовремя принимать меры и устранять неисправности ещё на ранних стадиях их возникновения. Поломку лучше предупредить, чем потом чинить автомобиль. Сейчас ремонт стоит не так дёшево.

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

Вибрация на холостых – причины

В режиме холостого хода двигатель работает, но не передает крутящий момент на колеса автомобиля. Коленвал при этом вращается на скорости примерно от 750 до 950 оборотов, в зависимости от типа двигателя. Настройки блока управления поддерживают обороты холостого хода на заданном производителем уровне, поскольку их «просадка» приведет к тому, что двигатель заглохнет, а повышение вызовет неоправданно высокое потребление дорогого горючего. Кроме того, высокие нагрузки будет испытывать центральная поршневая группа, что снизит моторесурс.

Исправный и хорошо настроенный мотор работает, как правило, тихо, водитель в кабине слышит лишь легкий шум и может ощущать минимальную вибрацию из двигательного отсека. Некоторое «подрагивание» может быть нормальным после холодного запуска, особенно в зимний период. Но по мере прогрева силового агрегата, когда детали расширяются от тепла и принимают штатные размеры, оно должно прийти в норму: поэтому важно прогревать мотор зимой. При этом не должно быть провалов в работе двигателя, рывков, пропусков зажигания, стука и других посторонних звуков.

Важно: вибрационные нагрузки крайне губительно действуют на двигатель, длительное их влияние способно вывести агрегат из строя. Поэтому причину вибраций нужно как можно скорее выяснить и устранить.

Основные причины вибрации двигателя во время холостой работы:

троение мотора;
плохое крепление двигателя;
выход из строя подушек, на которых покоится силовой агрегат;
разбалансирован коленвал.

Рассмотрим их ближе.

Троение двигателя

Сильнее всего при троении ощущается вибрация двигателя на холостых оборотах и при езде на малых скоростях: иногда может казаться, что руль буквально вырывается из рук.

Пример лампы Check:

Интересно: некоторые автолюбители со стажем могут определить нерабочий цилиндр на слух, при помощи сделанного из подручных средств щупа.

Возможные причины нарушения работы цилиндра;

Загрязнение или поломка форсунок (вместо распыления топливного факела они начинают «лить», и смесь не может нормально воспламеняться).

Слева – исправная форсунка, справа – льющая:

Неисправности с самим цилиндром.
Проблемы электрики и зажигания (поломка свечи, катушек), и т.д.

Точную причину может выявить только квалифицированная диагностика.

Вибрации после замены ремня ГРМ

Проблемы с креплением двигателя и подушками

Подушки Mitsubishi Delica:

Важно: двигатель может начать вибрировать и после замены подушек на новые, если подменные детали имеют большую, по сравнению со старыми, жесткость.

Важно: после проведения замены опоры двигателя следует тщательно отрегулировать.

Разбалансировка поршневой группы и коленвала

Другие причины

Вибрация не самого двигателя, а навесных агрегатов и конструктивных элементов, находящихся в контакте с кузовом.

Поломка балансирных валов, которыми снабжаются некоторые двигатели для предотвращения вибрации.

Если валы вышли из строя, мотор начнет сильно вибрировать.

Загрязнение топливной системы.

Выше уже упоминалось загрязнение форсунок – это одна из возможных причин. Грязные форсунки, топливный фильтр – все это способно стать причиной «дрожи» двигателя. Схожие симптомы наблюдаются, если в топливо попала вода: мотор вибрирует, резко растет потребление топлива с параллельным падением мощности. Такую проблему можно устранить, откачав из бака испорченное горючее, или разбавив его качественным бензином/дизтопливом.

Неполадки в системе зажигания.

Нужно проверить катушки зажигания, высоковольтные бронепровода, свечи.

Повышенная нагрузка на генератор.

Появление таковой часто приводит к вибрации двигателя на холостых. Если автомобиль стоит с заведенным мотором и включенным кондиционером/печкой, обогревом сидений и стекол, и т. д., генератор интенсивнее отнимает мощность у двигателя, появляется отдающая в кузов вибрация. Особенно это актуально для маломощных силовых агрегатов микролитражных машин. Нельзя исключать также и неисправности самого генератора, который также следует проверить.

Вибрации могут быть не связаны с двигателем, а исходить, например, из коробки передач.

Важно: иногда может наблюдаться вибрация двигателя при включении передачи АКПП, особенно в зимний период. Это связано с загустеванием масла в коробке, пока АКПП не прогреется, мотору сложно «прогонять» масло через узел, при включении передачи могут возникать просадки оборотов и троение. Следует также проверить фильтр коробки. Схожие симптомы могут проявляться и при различных неисправностях самой АКПП.

Проблемы с карбюратором.

Неисправность клапана или датчика холостого хода.
Поломка ТНВД у дизельных авто.
Загрязнение дроссельной заслонки.
Некачественное топливо, детонирующее в цилиндрах вместо сгорания.

Что делать, если двигатель завибрировал

Большую помощь может оказать электронная диагностика, которая позволит прочесть код ошибки, если таковой записан в память ЭБУ двигателя. В любом случае, если двигатель начал вибрировать, и ситуация сохраняется, следует обратиться в автосервис с квалифицированным персоналом, чтобы как можно скорее устранить неисправность.

Важно помнить: долгая езда на вибрирующем моторе чревата скорым выходом из строя и дорогостоящим капремонтом, поэтому проблему следует как можно скорее диагностировать и убрать.

Слаженная работа всех систем и механизмов автомобильного двигателя – залог его долголетия. Появление вибрационных процессов в моторе свидетельствует о том, что в его работе произошел сбой. Любая вибрация оказывает на подвижные элементы агрегата губительное воздействие. Она также может передаваться на кузов и салон, что еще хуже. Поэтому при возникновении вибраций стоит как можно быстрее выявить и устранить неполадку. В этой статье вы узнаете, из-за чего возникает вибрация в салоне автомобиля на холостом ходу, и как с ней бороться.

Основные причины

При превращении тепловой энергии в механическую, которое происходит в силовом агрегате автомобиля, возникновение вибрации неизбежно. Тем не менее водитель и пассажиры ее не ощущают, благодаря специальной конструкции кривошипно-шатунного механизма. Иногда двигатель начинает вибрировать настолько сильно, что это даже в салоне чувствуется. На холостых оборотах, как правило, это проявляется сильнее всего. Такая вибрация свидетельствует о том, что с мотором что-то не так.

Неполадок, вызывающих вибрацию силового агрегата, очень много. Мы же рассмотрим наиболее типичные из них:

Сбой фаз газораспределения.
Неполадки системы зажигания.
Неисправности системы питания.
Нарушение герметизации вакуумного усилителя тормозов.
Неисправности датчиков контроля ЭБУ (электронного блока управления) мотором.
Нарушение подвески двигателя.

Сбой фаз газораспределения

При возникновении вибрации в салоне на холостом ходу в первую очередь стоит проверить, соответствуют ли метки на звезде распределительного вала с метками на крышке мотора. Если они не соответствуют, значит, фазы газораспределения сместились. В результате, попадая в цилиндры, топливная смесь воспламеняется неравномерно. Кроме того, она может не успевать сгорать полностью. Это приводит к тому, что мотор теряет мощность, начинает потреблять больше топлива, дымит, а иногда и вовсе глохнет.

Смещение меток происходит непроизвольно. Главные тому причины: растяжение ремня привода ГРМ, неправильное натяжение, неверное выставление меток при проведении ремонта. Эта же проблема может возникнуть и в двигателе с цепным приводом ГРМ, как, например, в моторе Z22SE. Вибрация в салоне на холостом ходу в автомобиле с этой силовой установкой возникает по причине неудачной конструкции цепи и масляной форсунки в приводе ГРМ. В результате заклинивания гидронатяжителя он перестает выполнять свои функции, и цепь начинает деформироваться.

В моторе с ремнем привода ГРМ проблема решается путем совмещения указанных выше меток, чего не скажешь про двигатели типа Z22SE. Вибрация в салоне на холостом ходу в таких силовых установках устраняется, как правило, только заменой гидронатяжителя, а иногда и всего комплекта ГРМ.

Неполадки системы зажигания

Главная задача системы зажигания – своевременное воспламенение топливной смеси в цилиндрах. Когда электрическая искра появляется раньше или позже, чем нужно, или же вообще отсутствует, происходит сбой. Он проявляется примерно так же, как и в предыдущем случае: мотор троит, глохнет и вибрирует.

В системе зажигания могут возникнуть такие проблемы:

Неисправность свечей или увеличенный зазор между электродами.
Поломка высоковольтного провода.
Неисправность распределителя зажигания (трамблера).

Проверка свечей

Проверку системы лучше начать со свечей. В первую очередь нужно запустить мотор и прогреть его до рабочей температуры. Затем нужно установить минимальные обороты холостого хода (от 800 до 1000, в зависимости от типа двигателя). Если мотор троит и появляются вибрации, значит, нужно проверить свечи. Делается это довольно просто – нужно по очереди снимать колпачки свечей. Если при снятии колпачка мотор начинает еще сильнее вибрировать или вовсе глохнет — данная свеча и ее высоковольтный провод исправны. Вернув все на место, нужно проверить остальные свечи. Если при снятии колпачка режим работы мотора останется неизменным, значит, цилиндр, за который отвечает данная свеча, не работает, то есть топливо в нем не воспламеняется.

Чтобы решить этот вопрос, нужно осмотреть саму свечу, ее высоковольтный провод и распределитель. Распространенной проблемой свечи и провода является пробой, при котором часть электроэнергии попросту уходит на массу. Обычно это сопровождается слабозаметной искрой.

Чтобы проверить исправность свечи, нужно:

Снять все колпачки.
Выкрутить нерабочую свечу.
Надеть на нее колпачок.
Положить свечу на поверхность, которая имеет контакт с массой автомобиля (например, крышка клапанов).
Попросить помощника, чтобы он включил зажигание и прокрутил стартер вхолостую.
Проверить наличие искры у свечи.

При вращении стартера между электродами исправной свечи возникает устойчивая голубоватая искра. Если она отсутствует, или имеет желтый оттенок, значит, свеча пришла в негодность. Проверка свечи имеет место быть лишь в случае, если провод и трамблер заведомо рабочие.

Если возникла вибрация в салоне на холостом ходу, желательно проверить исправность всех свечей. Кроме целостности последних, важно обратить внимание на наличие отложений и нагара на их электродах. Они также могут послужить причиной слабой искры. В обязательном порядке нужно удостовериться, что зазор между электродами свечей равен тому показателю, который предусмотрен заводом-изготовителем машины.

Проверка высоковольтного провода

Провод высокого напряжения проверяется с помощью мультиметра. Для этого нужно включить прибор в режиме омметра и выставить диапазон измерения на отметке 20 кОм. Провод стоит отсоединить от крышки трамблера и снять с него колпачок. Щупы прибора нужно подключить к двум концам жилы, проводящей ток. Если провод исправен, то сопротивление составляет 3-10 кОм, в зависимости от его типа. Разница в сопротивлении всех высоковольтных проводов системы не должна превышать 4 кОм. С окислением проводов высокого напряжения часто сталкиваются владельцы автомобилей «Рено». Вибрация в салоне на холостом ходу, как правило, исчезает после замены проводов.

Проверка трамблера

Теперь поговорим о распределителе зажигания. Если есть сомнения в исправности трамблера, в первую очередь нужно проверить, правильно ли к его крышке присоединены провода. Как правило, на проводах и распределителе имеются цифры, которые соответствуют номеру цилиндра. Если перепутать их, то может возникнуть вибрация в салоне на холостом ходу, троение и прочие неполадки. К подобному эффекту также часто приводит окисление контактов крышки трамблера. Проверить их состояние можно путем простого осмотра. Параллельно стоит обратить внимание на целостность контактного уголька, расположенного в центре крышки. В случае его износа мощность искры может уменьшиться. Саму крышку также стоит проверить. Дело в том, что ее может пробивать, что приводит к потере части тока.

Помимо перечисленных причин, вибрация может возникнуть из-за чрезмерной нагрузки генератора. Происходит это в случае, когда водитель одновременно включает много электроприборов (печку, фары, обогрев заднего стекла, подогрев сидения и так далее). При увеличении нагрузки генератор, который рассчитан на выработку определенной величины электрического тока, просто-напросто не справляется с поставленной задачей. В результате искра на электродах свечей неполноценна.

Неисправности системы питания

Как показывают отзывы, вибрация в салоне на холостом ходу часто связана с неполадками системы питания. Все они сводятся к неравномерной подаче горючего во впускной коллектор, которая приводит к неправильному формированию топливной смеси. В большинстве случаев вибрация мотора на холостом ходу появляется из-за обеднения смеси, поступающей в цилиндры.

Провести точную диагностику данной системы можно лишь при наличии специальных приборов. Это касается не только карбюраторных, но и инжекторных моторов.

Основные неисправности топливной системы, которые приводят к вибрационным процессам в моторе:

Поломка насоса.
Засорение магистрали и топливного фильтра.
Засорение жиклеров (для карбюраторных моторов) и фильтра грубой очистки.
Засорение форсунок (для инжекторных двигателей).
Неправильная регулировка карбюратора.

Все это может привести к вибрации в салоне на холостом ходу. Причины неисправности стоит искать в топливной системе лишь тогда, когда есть 100-процентная уверенность в работоспособности системы зажигания. Начинать проверку рекомендуется с топливного насоса и магистрали, а затем уже переходить к диагностике карбюратора или форсунок.

Поломка вакуумного усилителя тормозов

Как показывает практика, далеко не всего владельцы автомобиля могут связать тормозную систему с вибрациями мотора. На самом же деле неисправность тормозов часто становится причиной вибрационных процессов. Прежде чем узнать, как такая поломка диагностируется, разберемся с ее происхождением.

Вакуумный усилитель тормозов связан с впускным коллектором мотора посредством обратного клапана и шланга. Последние два элемента призваны создавать вакуум в усилителе. Это происходит за счет разряжения воздуха, образующегося во впускном коллекторе при движении поршней. Попросту говоря, обратный клапан отсасывает воздух из усилителя. Если герметичность клапана или шланга нарушена, то в коллектор поступает больше воздуха, чем нужно. Это приводит к обеднению топливной смеси.

Диагностика вакуумного усилителя тормозов

Проверить герметичность системы довольно просто. Для начала при выключенном моторе нужно 4-5 раз нажать на педаль тормоза с интервалом в одну секунду. Сначала она будет проваливаться, но после нескольких нажатий перестанет. Затем нужно нажать педаль и, не отпуская ее, завести мотор. При включении двигателя, тормоз должен медленно податься вперед. Если он не сделал этого, значит, в системе присутствует подсос воздуха.

Убедившись в том, что вибрации возникают именно из-за усилителя тормозов, нужно осмотреть воздушный шланг. Для этого его рекомендуется снять, ослабив хомуты, фиксирующие его на впускном коллекторе и клапане. Проверять целостность шланга лучше всего с помощью продувки. При обнаружении малейшей утечки воздуха его нужно заменить на новый.

Если со шлангом все в порядке, то нужно проверить исправность обратного клапана, вынув его из корпуса вакуумного усилителя. Для этого рекомендуется использовать резиновую грушу, надетую на штуцер, входящий в корпус вакуумника. Надавив на нее, нужно выпустить через клапан воздух. Если с клапаном все в порядке, воздух будет свободно выходить и не поступать обратно. При отсутствии груши можно просто подуть в широкий штуцер, а затем в узкий. В первом случае воздух должен свободно проходить, а во втором – не должен проходить вовсе. При обнаружении неисправности обратного клапана его стоит заменить.

Неисправности датчиков контроля ЭБУ

Из-за выхода из строя одного из датчиков, отвечающих за дачу сигналов на электронный блок управления, мотор может начать нестабильно работать. При поломке лямбда-зонда, датчика расхода топлива, регулятора холостого хода, датчика дроссельной заслонки и прочих элементов, ЭБУ работает в аварийном режиме, неправильно формируя топливную смесь. Чтобы определить, какой из датчиков поломался, нужно считать и расшифровать код ошибки, который определяется с помощью электронного контроллера.

Неисправность подвески мотора

Причины вибрации в салоне на холостом ходу могут касаться совершенно разных частей моторного отсека. Иногда проблема кроется в подвеске мотора. Как правило, подводят передние опоры. Из-за пересыхания, проседания или вообще полной деформации подушек масса двигателя распределяется между опорами неравномерно. Иногда причина кроется в ослабевании креплений подвески. Диагностика данной проблемы производится путем внешнего осмотра опор и проверки состояния их затяжек.

Вибрация в дизельном моторе

Как показывает практика и отзывы владельцев, вибрация в салоне на холостом ходу может возникать и на дизельных авто. С одной стороны, здесь все намного проще – никаких проводов, свечей и распределителей. Однако с другой стороны – вибрация дизельного мотора связана с более серьезными неисправностями. Первая и наиболее распространенная из них – поломка топливного насоса высокого давления. Проверить его пригодность к работе можно лишь на специальном стенде, а за ремонт агрегата возьмется далеко не каждый автомеханик. Второй популярной проблемой является засорение топливных форсунок. Оно устраняется путем чистки на специальном оборудовании.

Если на дизельном авто возникли вибрации в салоне на холостом ходу, диагностику рекомендуется начинать с проверки компрессии в цилиндрах. Она является залогом нормальной и стабильной работы силовой установки. Из-за недостаточного давления в цилиндрах топливная смесь или вовсе не воспламеняется, или не полностью сгорает.

Кроме всего прочего, при диагностике дизельного мотора с целью выявления причин вибрации не помешает проверить метки на крышке двигателя и шкиве распредвала. Часто нестабильная работа дизеля связана именно с неправильным углом впрыска.

О подвеске мотора также не стоит забывать. Как и в случае с бензиновым силовым агрегатом, из-за растянутых креплений и высохших подушек могут начаться сбои в работе двигателя. Кстати говоря, под нагрузкой они проявляются даже сильнее, нежели на холостом ходу.

Заключение

Сегодня мы с вами рассмотрели основные причины вибрации в салоне на холостом ходу. Напоследок стоит отметить, что автомобиль состоит из огромного количества механизмов, выход из строя которых прямым или косвенным образом может повлиять на работу мотора. Иногда водители, перепроверив работоспособность всех рассмотренных выше систем, так и не избавляются от проблемы. Особенно часто это происходит у владельцев машины «Шевроле Лачетти». Вибрация в салоне на холостом ходу в таком случае является более серьезной проблемой и требует вмешательства профессионалов.

Вибрация двигателя на холостых: диагностика и ремонт

Содержание

1 Причины возникновения вибрации
2 Способы устранения причин, вызывающих вибрацию

В общем случае двигатель автомобиля работает на холостых оборотах в случае, когда выключено сцепление, и/или рычаг переключения передач установлен в нейтральное положение. Исправный мотор при работе на холостом ходу практически бесшумен и не подвержен вибрациям. Появившаяся в процессе эксплуатации вибрация двигателя на холостых свидетельствует о его неисправности и требует проведения диагностических работ. Своевременная диагностика позволит избежать выхода силового агрегата из строя и/или его дорогостоящего ремонта.

Причины возникновения вибрации

Причин, способных вызвать вибрацию работающего двигателя вообще, а в режиме холостого хода в частности, достаточно много. Связано это с тем, что исправный силовой агрегат представляет собой сложную, механически сбалансированную конструкцию, и любая неисправность немедленно приводит к дисбалансу в работе его взаимосвязанных деталей и узлов.

Разбалансирование системы вызывает достаточно сильную вибрацию двигателя, которая мгновенно ощущается в салоне транспортного средства. При этом выявить ее наличие можно на неподвижном автомобиле по таким признакам:

предметы, находящиеся на приборной панели способны перемещаться самостоятельно;
изображение в зеркале заднего вида «размывается»;
при прикосновении к рулевому колесу ощущается его подрагивание.

Среди причин, вызывающих вибрацию двигателя в режиме холостого хода, чаще всего встречаются:

Неисправность одного или нескольких цилиндров.
Нарушение целостности деталей крепления двигателя.
Использование некачественного топлива, загрязнение деталей и узлов топливной системы.
Износ деталей цилиндро-поршневой группы.
Последствия некачественного ремонта двигателя.

Способы устранения причин, вызывающих вибрацию

Ощутив неприятную вибрацию, исходящую из-под капотного пространства автомобиля, не стоит сразу же обвинять в этом силовой агрегат. Необходимо внимательно разобраться в причинах и найти ту единственную, из-за которой и появилась вибрация двигателя.

Начинать диагностику рекомендуется с проверки элементов крепления двигателя. Автомобильный мотор при работе слегка вибрирует, однако эта вибрация не должна передаваться на кузов. Для этого двигатель крепится к кузову с помощью специальных резино-металлических подушек. Если хотя бы одна из них повреждена, то зуд мгновенно начинает ощущаться в салоне автомобиля.
Обнаружив «убитую» подушку, ее меняют. Если причина кроется в неисправной подушке, то вибрация двигателя на холостых оборотах исчезнет. По мнению специалистов автосервиса 9 из 10 обращений по поводу вибрации двигателя на холостых связаны именно с «убитыми» подушками.

ВАЖНО! Необходимо проследить, чтобы мотор после окончания работ был правильно сбалансирован. Даже небольшой его перекос снова вызовет появление вибрации в салоне.

Достаточно часто вибрация двигателя на холостых оборотах возникает из-за неравномерной работы цилиндров. Это бывает в тех случаях, когда отказывает один из цилиндров. Топливо в нем не сгорает, нагрузка на коленвал распределяется неравномерно, и двигатель начинает дергаться из стороны в сторону.

Кроме того, поступающее в цилиндр топливо перемешивается с моторным маслом и попадает в картер. Разбавленное топливом масло перестает выполнять свои функции, что в конечном итоге приводит к:

механическим повреждениям деталей цилиндро-поршневой группы;
нарушениям режима смазки остальных трущихся деталей мотора;
перегреву двигателя, так как масло выполняет еще и функцию теплоотвода.

Наличие неработающего цилиндра выявляется «на слух», так как двигатель начинает «троить». Причин, по которым может не работать один или два цилиндра, достаточно много. Чаще всего они кроются в неисправностях систем:

Зажигания

Рекомендуется проверить исправность: свечей зажигания; высоковольтных проводов; распределителя зажигания.

Подачи топлива

Проверяют работоспособность: форсунок; инжектора; топливного насоса.

Внимание: диагностируют и очищают форсунки на специальном стенде.

Газораспределительного механизма (ГРМ)

Причин внережимной работы ГРМ множество: неправильно установлен ремень привода; изношены элементы натяжителя приводного ремня; прогорание прокладки головки блока цилиндров; износ распределительного вала и/или гидрокомпенсаторов.

Если проверка показала, что все системы, обеспечивающие штатную работу силового агрегата, функционируют нормально, приступают к поиску неисправного цилиндра. Для этого нужно измерить величину компрессии в каждом из них.

Величина компрессии в каждом цилиндре силового агрегата должна соответствовать нормам, указанным в технической документации на автомобиль. Если в каком-либо цилиндре наблюдается существенное отклонение от нормативного значения, то это свидетельствует о наличии неисправности именно в этом цилиндре.

Автор статьи:

Николаев Сергей

Автомеханик

Читать автора

Оценка статьи:

↑ 2 ↓

Поделиться с друзьями:

Вибрация дизельного двигателя на холостом ходу причины

Сразу после запуска холодный двигатель внутреннего сгорания работает в неоптимальном режиме, что часто может создавать вибрации на холостых оборотах, особенно зимой. Ну а дизельный мотор из-за особенностей своей конструкции и принципа работы подвержен таким вибрациям даже в большей степени, чем бензиновый.

Некоторая вибрация холодного двигателя на холостом ходу (обычно сильнее всего она передается на рулевое колесо) является абсолютной нормой. Это связано с неполным сгоранием топлива в холодных цилиндрах, неоптимальных зазорах между холодными и не успевшими расшириться до нормальных размеров движущимися деталями. После того, как мотор прогрелся до рабочей температуры, вибрация должна снизиться до обычных для данного двигателя значений (очевидно, что некий фоновый уровень вибрации является неотъемлемой особенностью всех ДВС). Если же двигатель Cummins продолжает усиленно вибрировать и при достижении рабочей температуры, значит, имеет место неисправность.

Основные причины усиленной вибрации дизеля

Итак, вибрации горячего двигателя являются свидетельством наличия в нем какой-то поломки. Наиболее типичные причины данного явления — это:

– износ или иная поломка цилиндро-поршневой группы либо газораспределительного механизма в одном цилиндров;
– значительная разница в уровне компрессии между цилиндрами;
– повреждение системы крепления силовой установки;
– поломка ТНВД или износ форсунок;
– ошибочно выставленные метки зубчатого ремня ГРМ;
– неверное значение опережения топливного впрыска.

Следует отметить, что большинство этих проблем имеют место и когда двигатель работает под нагрузкой, то есть во время движения. Однако зачастую водители списывают вибрацию на неровности дороги и лишь во время остановки, когда двигатель работает вхолостую, повышенная вибрация становится очевидной.

Теперь следует более детально рассмотреть несколько наиболее типичных неисправностей, способных вызвать повышенную вибрацию силовой установки.

Повреждение креплений двигателя

Первым делом следует внимательно осмотреть крепления визуально. Деформации, трещины, очаги масштабного поражения ржавчиной – всё это крайне нехорошо и свидетельствует о том, что мотор утратил жесткость фиксации на раме автомобиля.

Если визуально обнаружить проблему не удалось, можно прибегнуть к простому диагностическому тесту. Нужно поднять крышку капота, после чего водитель должен трогаться на машине и резко останавливаться, двигаясь вперед и назад. Помощник при этом должен внимательно смотреть, как ведет себя мотор во время резкого ускорения и торможения машины. Если невооруженным глазом заметны смещения и крены, значит проблема в креплениях агрегата.

Разная компрессия в цилиндрах

Цилиндры ДВС изнашиваются отнюдь не равномерно, что постепенно приводит к появлению существенной разницы в уровне рабочего давления между цилиндрами. Разница в компрессии означает, что топливная смесь в разных цилиндрах воспламеняется с небольшой разницей во времени, что и приводит к общему дисбалансу, который хорошо заметен именно на холостом ходу холодного двигателя.

Чтобы подтвердить или исключить эту причину, необходимо замерить компрессию во всех цилиндрах.

Проблемы с топливным насосом или форсунками

Недостаточная подача топлива, равно как и его избыток в цилиндрах, приводят к повышенной вибрации. Для данного типа проблем характерно исчезновение вибраций после прогрева двигателя, что затрудняет первичную диагностику.

Многие топливные насосы имеют в своей конструкции регулировочные винты, что позволяет исправить проблему относительно легко. Если же подобного винта нет, возможно, придется полностью заменить ТНВД.

Засоренные или неисправные форсунки проще всего диагностировать на СТО.

Работа двигателя внутреннего сгорания с выключенным сцеплением или на нейтральной передаче называется работой в режиме холостого хода. При этом крутящий момент силового агрегата не передается на трансмиссию автомобиля и далее на колеса. Со временем может стать заметной усилившаяся вибрация двигателя на холостых и малых оборотах. В зависимости от типа ДВС количество оборотов на холостом ходу, при которых он функционирует устойчиво, составляет 850 об/мин. Понижение оборотов на холостых ведет к неустойчивому функционированию двигателя, включая вероятность самопроизвольной остановке.

Почему появляются вибрации двигателя на холостых оборотах

В нормальных условиях работы мотора в режиме холостого хода вибрации отсутствуют. В этом режиме не осуществляется передача вращающего момента через КПП на карданный вал, поэтому он должен работать устойчиво и не создавать лишних колебаний. Если у ДВС на холостом ходу или малых оборотах появилась сильная вибрация, убедитесь, что причиной является именно двигатель.

Для этого достаточно выжать педаль сцепления (для отключения мотора от коробки передач). Если при выключении сцепления тряска осталась, это означает, что проблема заключается в двигателе, если нет – то следствием дерганья являются проблемы в сцеплении или коробке передач.

При нормальной работе ДВС допускаются дисбаланс, который не сильно влияет на комфортность управления автомашиной. В зимнее время года двигатель при пуске может вибрировать сильнее. Однако при прогреве (минут через 5-10) уровень тряски возвращается в нормальный режим. При этом рывки, провалы и посторонние звуки при работе мотора должны отсутствовать. Если характер дерганья в режиме холостых оборотов изменился, это свидетельствует об определенных неисправностях в ДВС.

Повышенные вибрации, возникающие от работы двигателя, негативно влияют и на состояние ДВС, и на техническую исправность других деталей и элементов транспортного средства. Поэтому необходимо в короткие сроки диагностировать источник вибраций и устранить его.

Автомеханики выделяют следующие основные факторы, из-за которых повышаются вибрации мотора в режиме ХХ:

1. Износ опор силового агрегата.

2. Нарушение балансировки коленвала, в т.ч. после ремонта.

3. Троение двигателя.

Причина №1 — Неисправность опорных подушек двигателя

Данные детали автомобиля выполняют две функции:

Крепят силовую установку к кузову (раме) автомашины;
Гасят его колебания.

Опоры изготавливаются из специальной резины, которая изнашивается в процессе эксплуатации. Поэтому при появлении трещин, надрывов и т.п. они перестают устранять колебания, которые передаются на кузов и хорошо чувствуются в салоне. В случае, если повреждения имеют только один демпфер, то с большей долей вероятности изношены и другие, только это пока не проявилось. В связи с этим осматривать и менять надо все опоры.

Рассмотрим, как определить, что источником повышенных колебаний является неисправность опор двигателя.

Проведите визуальный осмотр сайлентблоков мотора. Они не должны иметь крупных трещин, надрывов и отслаиваться от металлических частей.
Установив подкатной домкрат с резиновой проставкой, приподнимите поочередно двигатель с каждой стороны, где размещена подушка (место подъема должно быть максимально близко к опоре силового агрегата). Наблюдайте за работой двигателя после каждой смены местоположения домкрата. При подъеме двигателя со стороны неисправной подушки сила вибраций, передаваемых на кузов машины снизится.
Кроме того, диагностику можно провести без использования домкрата. Для этого нужен еще один человек. Открываем капот и раскачиваем автомобиль, резко меняя направленность движения. При этом помощник должен посмотреть угол крена мотора в разные стороны. При исправных подушках силовая установка будет раскачиваться во всех направлениях равномерно и одинаково. Мотор будет крениться больше в сторону неисправной опоры, которую и необходимо заменить.

Причина №2 — Разбалансировка

Если повышенные колебания появились после проведенного ремонта ДВС, то здесь налицо низкое качество проведенных восстановительных работ. При заводской сборке силовой установки или ее ремонте на качественном автосервисе с демонтажом коленвала перед установкой в обязательном порядке проводится балансировка коленвала в сборе с маховиком и сцеплением. Балансировочные работы проводятся на специальном балансировочном стенде, где фиксируются и устраняются все биения.

В целом процесс похож на процедуру балансировки колес при шиномонтаже с разницей в том, что специалист не навешивает дополнительные грузики, а высверливает необходимые отверстия. При проведении работ в «полевых условиях» балансировка не проводится и, как результат, сила вибраций увеличивается. При капитальном ремонте силовой установки перед сборкой необходимо провести и развесовку деталей ЦПГ. Неравномерность весового размещения деталей приводит к повышенному подергиванию и значительному сокращению срока службы мотора.

Дрожание обязательно усилится, если маховик неоднократно перегревался и впоследствии не подвергался расточке и балансировке. Но и при сильном снижении массы маховика его вес может оказаться ниже инерционного, сглаживающего огрехи в балансировке коленчатого вала и разнице веса элементов ЦПГ. Как результат, наблюдается неустойчивая работа ДВС на холостом ходу.

Некоторые автовладельцы, чтобы снизить стоимость ремонта, удаляют балансирные валы. Это неминуемо ведет к нарушению балансировки, повышению вибраций и нагрузки на коленвал, тем самым снижается ресурс двигателя в целом.

На автомашинах с механической КП сильные колебания на холостом ходу могут быть следствием установки плохого качества сцепления.

Причина №3 — Троение двигателя

Троение ДВС – это процесс, при котором один и более цилиндров не работают или функционируют с перебоями. Чаще всего это происходит из-за вышедшей из строя свечи зажигания. Проверить данную неисправность можно, если резко нажать на рычаг акселератора. Следствием действия будет прострел в выхлопной системе.

Неопытным водителям сложно заметить неисправность свечи зажигания. Связано это с тем, что свеча редко приходит в неисправность одномоментно. Этот процесс идет по следующей схеме: сначала искра образуется хорошая, затем со временем она слабеет, далее появляются пропуски в искрообразовании и в конце искра не вырабатывается вовсе.

Со временем проблема усиливается, переходя в сильные вибрации, которые могут отдаваться даже на рулевое колесо и будут чувствоваться в салоне машины. Кроме того, при троении наблюдается:

снижение тягово-мощностных характеристик автомобиля;
провалы при разгоне;
дерганье автомашины при движении в горку.

Для определения неисправной свечи необходимо на заведенном двигателе попеременно снимать со свечи высоковольтные провода. При отключении рабочей свечи мотор резко теряет обороты и может заглохнуть. Если свеча не рабочая, то при ее отключении характер работы силовой установки не изменится.

Еще одним способом является выкручивания свечи из головки блока и ее осмотр. На ней не должно быть трещин, нагара, следов масла и она должна быть сухой. Если свеча не рабочая, то электрод мокрый, так как она будет омываться топливной смесью, которая не воспламеняется из-за отсутствия искры.

Многочисленные и периодические пропуски говорят о проблемах в нескольких цилиндрах.

Кроме неисправных свечей зажигания троение двигателя может происходить и из-за:

перебоев в подаче топлива;
неправильно выставленных меток ГРМ;
низкого качества топливной смеси;
прогорания клапана;
неисправности высоковольтных проводов;
ошибок ЭБУ;
неисправности катушки зажигания.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Форд Фокус 2 Промывка форсунок / Вибрация на холостых

По каким причинам ещё мотор может вибрировать на холостых оборотах

Рассмотрим причины, когда мотор функционирует в штатном режиме и подушки ДВС исправны, но колебания кузова все равно ощущаются.

Источником может быть и ДВС, и навесные узлы или детали, контактирующие с кузовом. Поэтому нужно изучить подкапотное пространство и провести диагностику снизу. Более удобным для этого будет использование смотровой ямы, эстакады или подъемника.
Неисправность балансировочных валов также может являться причиной усиления вибраций. Их устанавливают на некоторые силовые установки, которые склонны к высоким колебаниям, для снижения подергивания и установления баланса.
Частой причиной вибраций выступает низкое качество топлива и степень загрязнения топливной системы. Неправильная работа двигателя проявляется при попадании в бензин воды. Такое подергивание сопровождается заметным снижением тяговых характеристик и увеличением расхода топлива. Проблема устраняется чисткой топливной системы и полной заменой горючего.
Загрязнение воздушного и топливного фильтра негативно сказывается на качестве горючей смеси, что приводит к неправильному смесеобразованию и нестабильной работе мотора.
Проверяем исправность элементов системы зажигания (свечи, провода, катушка, в том числе угол опережения).
Повышенная нагрузка на генератор автомобиля вызывает увеличение силы вибраций. Например, одномоментное включение обогрева элементов кузова и салона, климатической установки и др. на автомашинах с малосильным силовым агрегатом ведет к повышению силы подергиваний. При повышении оборотов ДВС колебания снижаются или пропадают. Кроме того, дрожание на холостых оборотах могут вызвать проблемы с генератором, который не выдает объем необходимого тока.
Значительные колебания, отдающиеся на кузов, возникают по причине неисправности КПП, при этом тип коробки (автоматическая, механическая, роботизированная) не имеет значения. Причины могут заключаться в элементах трансмиссии (сцепление, карданный вал).

Вибрации у дизельных моторов

Кроме основных факторов, усиление колебаний на холостом ходу у дизельных агрегатов обусловливается неисправностями в других частях конструкции автомашины. Стабильное функционирование данных ДВС сильно зависит от состояния деталей и узлов топливо обеспечивающей системы, например, от степени их загрязненности. Загрязнение происходит из-за частиц и примесей (в т.ч. воды) из топлива и воздуха в элементы топливной системы из-за плохой фильтрации.

Виновником усиления колебаний может стать неисправность узлов топливоподающей системы и в первую очередь ТНВД.

Если вибрирование ощущается в первое время после пуска холодного ДВС, а после прогрева пропадают, то неисправна свеча накаливания. Помимо этого, не стоит исключать из перечня причин и исправность мотора – наличие соответствующего нормативам уровня компрессии.

Видео: Вибрация,еще одна причина

03 апреля 2018 Категория: Полезная информация.

После запуска двигатель может слегка вибрировать, тем более в холода. Дизельные моторы больше подвержены этой проблеме, чем бензиновые, в силу своих конструктивных особенностей.

Обороты холостого хода, когда сцепление выключено и крутящий момент не передается от двигателя на колеса, для дизелей составляют в среднем 680-780 об/мин. Даже на исправном, но непрогретом моторе, возможна сильная вибрация на холостых. Главное, чтобы к моменту выхода ДВС на рабочие температуры, в это в среднем 3-5 минут прогрева двигателя, она исчезала. Также не должно быть пропусков зажигания, рывков и других посторонних звуков в работе мотора.

Если вибрации сильные и длительные

Такая ситуация может быть вызвана многими причинами. Но искать причину важно, потому что повышенная вибрация губительна для ДВС и чревата проблемами – от повышенного расхода топлива до раннего износа деталей ЦПГ.

Обычно проблема вибрации на холостых связана с неисправностями топливной системы, троением ДВС, нарушениями крепления мотора. И приходится выполнить ряд проверок, чтобы убедиться в исправности всех узлов и агрегатов, которые имеют отношение к стабильной работе двигателя.

Шаг 1. Проверяем подушки крепления ДВС

Распространенная ситуация, которая вызывает повышенные вибрации мотора – нарушение системы его крепления. В частности, износ или дефект его опор (подушек). Ведь их назначение – не только надежно удерживать двигатель в подкапотном пространстве, но и гасить его вибрации.

Определить проблему можно так. Открыть капот и тронуться вперед, а затем сдать назад, рывками раскачивая автомобиль. В это время ассистент смотрит на то, как смещается мотор во время таких рывков. Нормально, когда ДВС равномерно раскачивается в стороны наклона кузова и быстро возвращается в исходное положение. А вот если заваливается в какую-то сторону, нужно менять соответствующую подушку. Даже если внешне она не повреждена.

Шаг 2. Проверяем ТНВД и форсунки

Неисправности топливного узла ведут к неправильному дозированию топлива. В результате – бедная или чрезмерно обогащенная смесь и неустойчивая работа мотора. Причем в таком случае вибрация не пропадает и на рабочих температурах.

Для диагностики и ремонта форсунок и ТНВД нужно обращаться на СТО. Проблема может решаться чисткой форсунок и регулировкой винтов ТНВД. В других случаях может потребоваться серьезный ремонт и заменой деталей топливного узла. Как правило, именно с некорректной работой системы подачи топлива в цилиндр связана проблема вибраций дизельного двигателя.

Шаг 3. Проверяем компрессию в цилиндрах

Проблема вибрации дизельного ДВС на холостых может быть связана с износом ЦПГ и газораспределительного механизма. Это отражается на компрессии, оценку которой лучше доверить профессионалам.

Если выявлена проблема с разбросом показателя компрессии в разных цилиндрах, это говорит о неравномерном воспламенении смеси – отсюда сильная вибрация в режиме холостого хода. Обычно в таком случае после выхода ДВС на рабочие температуры вибрация пропадает.

Шаг 4. Проверяем выставление зубчатого ремня ГРМ

Часто проблема вибрации дизеля на холостых оборотах появляется после замены ремня ГРМ. Это связано с ошибками в установке ремня, когда небольшое его смещение ведет к нарушению фаз газораспределения, и, как следствие, к сбоям в работе мотора и его троению.

Другие причины

Если после всех указанных проверок проблему вибраций дизельного мотора на холостых не удалось решить, стоит помнить и о других ее причинах:

чрезмерная нагрузка на генератор (мощные потребители электроэнергии + малый объем ДВС)
некачественное топливо, попадание в него воды
забитые фильтры – топливный и воздушный
неисправности датчиков: ДМРВ, ДПДЗ, датчика холостого хода, ДПРВ, ДПКВ и т. д.
выход из строя одного цилиндра (завоздушивание системы подачи топлива, закоксовка форсунки, выход из строя свечи накаливания)
прогар поршня или клапана
неисправности маховика и сцепления, разбалансировка коленчатого вала

В любом случае, причину чрезмерной вибрации дизельного двигателя нужно выявить и устранить как можно быстрее – работа в таком режиме плохо сказывается на долговечности ЦПГ и грозит серьезными неисправностями и дорогостоящим ремонтом.

Изучите и другие полезные материалы:

Какие обороты лучше держать на дизельном двигателе – здесь
Как продлить ресурс дизельного двигателя – здесь

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Технический осмотр и стоимость

ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ

Ориентировочная цена рядом со мной

Сервисный центр

Рейтинги клиентов

(110)

Как работает диагностика

Мгновенная диагностика сертифицированного мобильного механика необходимый ремонт

Ваш автомобиль готов к работе

Честные, авансовые и прозрачные цены на все услуги

Наши сертифицированные мобильные механики могут приехать к вам прямо сейчас.

Посмотреть наличие

Рейтинги покупателей

(110)

Любая необычная тряска или вибрация, исходящие от двигателя, вызывают беспокойство. Это может быть что-то простое, например, старые свечи зажигания, производящие неравномерную подачу мощности, это может быть что-то серьезное, например, изношенные или сломанные опоры двигателя, или это может быть еще более серьезно в случае внутреннего повреждения двигателя.

Распространенные причины этого:

Чаще всего неисправен один из следующих компонентов:

Старые и изношенные свечи зажигания и провода (наиболее частая проблема)
Ослабленные или отсоединенные шланги на двигателе и вокруг него (но не шланги охлаждающей жидкости, которые идут к радиатору и от него) часто являются причиной прерывистой работы двигателя.
Плохой контакт на положительной и отрицательной клеммах аккумуляторной батареи
Очень грязные или засоренные воздушные фильтры также могут привести к снижению производительности двигателя.
Другой вероятной причиной является ослабление ремня ГРМ. Механик проверит их и заменит, если они ослабнут и изношены. Чтобы проверить наличие проблем с опорой двигателя, механик может попробовать переключиться с «нейтрали» на «драйв» и обратно при работающем двигателе. Если вибрации исчезают или резко уменьшаются на «нейтрали», скорее всего, вам нужны новые опоры двигателя.

Чего ожидать:

К вам домой или в офис приедет высококлассный мобильный механик, чтобы определить источник и причину тряски двигателя, а затем предоставит подробный отчет о проверке, в котором будет указан объем и стоимость необходимого ремонта. .

Насколько важна эта услуга?

Учитывая диапазон серьезности потенциальных проблем, от неисправных свечей зажигания до ослабленных креплений двигателя, важно, чтобы механик провел тщательный осмотр как можно скорее.

Быстрое и простое обслуживание у вас дома или в офисе

Гарантия на 12 месяцев и пробег 12 000 миль

Последние статьи и вопросы Определение кода Система слишком бедна (банк 2) Что означает код P0174 Код P0174 указывает на обеднение.

Как подготовиться к письменному экзамену по вождению в Северной Каролине открытая дорога, пока вы за рулем, вы должны немного притормозить. Прежде чем вы сможете сдать экзамен по вождению, вам нужно сдать письменный экзамен, поэтому…

Как заменить тягу автомобиля

Рычаг тяги соединяет рулевое колесо и рулевой механизм с шинами вашего автомобиля. Плохой рычаг сошки может привести к плохому рулевому управлению или даже к отказу рулевого управления.

Автомобиль не поворачивает влево или вправо

Скорее всего проблема с электронной блокировкой руля. Когда вы вставите ключ в замок зажигания, рулевое колесо должно разблокироваться с помощью электродвигателя в рулевой колонке. Если этот мотор выйдет из строя, колесо…

Давление масла в горячем двигателе — 1979 Mercedes-Benz 240D

Здравствуйте. Система газораспределения двигателя и масляный насос работают рука об руку. Если синхронизация двигателя выключена, то масляный насос не будет работать должным образом, что приведет к низкому давлению масла. Первое, что нужно сделать…

2009 Toyota Sienna, едет нормально, жидкости полные, внутри нет тепла, причины?

Привет. Похоже, сервопривод смешивания воздуха для контроля температуры мог выйти из строя. Эти модели также были подвержены протечкам радиатора и водяного насоса. Утечки будут медленными и не оставят жидкость на земле; иногда… 9Осмотр в Тарзане, Калифорния вибрация Осмотр В Оук-Брук, Иллинойс

Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Осмотр В Миддлтоне, Массачусетс

Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Осмотр В Истпойнте, Мичиган
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Проверка в Монро, штат Мичиган
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Проверка в Миннеаполисе, штат Миннесота
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Проверка в Сайлер-Сити, Северная Каролина

Двигатель трясется , пульсация или вибрация Проверка в Гарвуде, штат Нью-Джерси
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Проверка в Гроув-Сити, штат Огайо
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Проверка в Северном Уэльсе, штат Пенсильвания
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Осмотр В Мэдисоне, Теннесси

В других городах

Главная
Авторемонт и техническое обслуживание
Двигатель трясется, пульсирует или вибрирует Наша бригада 7 Осмотр
6 доступна для осмотра
6 дни в неделю, с понедельника по пятницу с 6:00 до 17:00 по тихоокеанскому времени, с субботы по воскресенье с 7:00 до 16:00 по тихоокеанскому времени.
+1 (855) 347-2779 · [email protected]
Читать FAQ
ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ
Влияние синхронизированного звука двигателя и вибрации на визуальную укачивание
Введение
Симуляторы вождения ¹ позволяют пользователям испытать виртуальные сцены вождения, что полезно во многих приложениях, включая оценку безопасности и улучшение навыков вождения ^{2 ,3,4,5} . Тем не менее, симуляторы вождения могут вызывать симуляционную болезнь, которая является одним из видов визуально индуцированного укачивания (VIMS) ^6,7 . VIMS — это широкое понятие, включающее в себя киберболезнь и болезнь виртуальной реальности (ВР), и выявляется с вероятностью 30–80% ⁸ . Хотя частота и величина VIMS зависят от типов симуляторов и задач вождения, VIMS можно выявить независимо от наличия системы движения (с фиксированной или подвижной базой) и типа дисплеев. Тяжесть болезни нарастает по мере увеличения срока визуального наблюдения ^7,9,10 . VIMS характеризуется различными симптомами, такими как сонливость, головокружение, утомляемость, холодный пот, головная боль, тошнота, дискомфорт в желудке, бледность и рвота ^11,12,13 . Хотя в предыдущих исследованиях пытались выявить механизм VIMS с использованием обширных типов визуальных стимулов, таких как сцены вождения ^3,4,14 и VR-игры ^15,16 , консенсус относительно того, что вызывает VIMS, достигнут не был. Кроме того, некоторые из предлагаемых в настоящее время методов (например, сужение поля зрения) для уменьшения VIMS могут ухудшить впечатления от виртуальной реальности, или размер эффекта не был надежным ¹⁷ ; поэтому немедленное внедрение методов было затруднено. В этом исследовании мы изучили влияние синхронизированного представления звука и вибрации двигателя на VIMS, чтобы разработать более удобные симуляторы вождения простым и экономичным способом.
Наиболее влиятельной теорией для объяснения механизма укачивания является теория сенсорного конфликта ¹⁸ , которая, однако, имеет довольно расплывчатое определение и имеет множество вариантов в литературе ¹¹ . Теория сенсорного конфликта изначально предполагает, что укачивание вызывается несоответствием между сенсорными входами между модальностями. Reason ¹⁸ ввел идею нейронного хранилища, которое представляет собой память парного сенсорного ввода и двигательной команды, и, таким образом, нейронные сигналы несоответствия пропорциональны величине разницы между ожидаемым сенсорным вводом и фактическим сенсорным вводом ¹¹ . Хотя Reason ¹⁸ и Oman ¹¹ в основном сосредоточились на сенсорном конфликте с вестибулярными входами, они также предполагают, что конфликты между визуальными и другими модальными входами без вестибулярных конфликтов могут провоцировать укачивание. Согласно этой теории, укачивание, связанное с симулятором вождения, вызвано несоответствием между ожидаемыми сенсорными входами, основанными на реальном опыте, и фактическими сенсорными входами с точки зрения сенсорного соответствия визуальной, слуховой, соматосенсорной и вестибулярной сенсорной информации.
Было показано, что в VIMS участвуют различные факторы. Дрейпер, и др. . ¹⁹ показал, что более чем 48 мс задержка отображения на головном дисплее (HMD) резко увеличила частоту возникновения VIMS, что повлияло на рекомендации разработчиков HMD, таких как Oculus (Facebook Technologies, LLC., США), которые требуют задержка отображения (задержка между движением и фотоном) должна быть менее 20 мс. Морская болезнь чаще вызывается трехмерными, чем двухмерными визуальными стимулами ²⁰ . Разрешение дисплея, поле зрения и угловая скорость зрительного стимула также являются известными факторами, связанными с VIMS ^19,21 . Индивидуальные характеристики, такие как пол ¹⁵ , возраст ^5,22 , стресс и опыт вождения ²³ , а также проблемы со сном ²⁴ могут влиять на тяжесть или вероятность VIMS. Кроме того, VIMS можно было бы уменьшить за счет адаптации к повторяющимся переживаниям ^10,25,26 , сужая поле зрения ^17,27 , показывающий «нос» в поле зрения в качестве эталона ²⁸ , вибрацию костной проводимости на вестибулярный аппарат ²⁹ и комфортную музыку и запах ³⁰ .
Обычно нелегко избежать укачивания при просмотре движущейся сцены на экране с большим полем зрения. Д’Амур, и др. . ³¹ исследовал влияние вибрации и воздушного потока на VIMS. В своем эксперименте участники наблюдали визуальную сцену от первого лица, в которой кто-то едет на велосипеде по городу. Они обнаружили значительное снижение эффекта только воздушного потока, но не вибрации на VIMS. Кроме того, Кешаварц и Хехт не обнаружили значительного эффекта уменьшения фоновых звуков во время езды на велосипеде 9.0162 20 , а также звуки окружающей среды, шаги или дыхание персонажа во время видеоигры от первого лица ³² . Эти данные свидетельствуют о том, что воздушный поток, а не простое воспроизведение звуков и вибрации, эффективен для снижения VIMS, по крайней мере, при воспроизведении VR-сцены езды на велосипеде, которая обычно проходит против ветра. Кроме того, недавнее исследование Keshavarz, et al . ⁵ сообщил, что воспроизведение звуков двигателя, сигналов движения и их комбинации не снижает VIMS в симуляторе вождения автомобиля.
Тем не менее, в сцене вождения мотоцикла ожидается, что синхронно воспроизводимые звуки двигателя и вибрация окажут существенное влияние на снижение VIMS. Теория сенсорного конфликта утверждает, что VIMS не произойдет, если произойдет ожидаемая сенсорная интеграция или будет успешно разрешена мультисенсорная интеграция ⁷ ; поэтому представление более чем одной модальности сенсорных входов, которые в действительности совпадают, уменьшит VIMS. Соответственно, возможно, что синхронизированное воспроизведение звуков двигателя и вибрации, которые в действительности всегда связаны и пропорциональны частоте вращения двигателя, снижает VIMS, хотя их простое воспроизведение не может уменьшить VIMS. Простое добавление индивидуальной сенсорной обратной связи может скорее вызвать «конфликт» с сохраненной сенсорной интеграцией, поскольку соответствующие обратные связи отсутствуют. Этот механизм, возможно, связан с «зловещей долиной» в литературе о гуманоидах. В исследовании D’Amour, и др. . ³¹, одновременное представление воздушного потока и вибрации не снижало VIMS по сравнению с простым представлением воздушного потока. Этот результат можно объяснить, предположив, что добавление информации в действительности не связано, а вибрация постоянна независимо от сцены вождения или воздушного потока. Незначительное влияние фонового шума ^20,32 можно объяснить, введя представление о недостаточной связи движения поля зрения и фоновых звуков; то есть такие звуки, как городской шум, могут оказаться бесполезными для предсказания изменений в представлении первого лица. Незначительные эффекты комбинирования зависящих от скорости звуков двигателя и сигналов движения на VIMS в симуляторе вождения автомобиля ⁵ может быть связано с отсутствием тесной связи между звуками двигателя, сигналами движения и визуальным потоком, хотя информация о движении не была ясной из описания исследования. Таким образом, настоящее исследование было сосредоточено на звуках и вибрации, создаваемых двигателем, которые неизбежно сопровождаются вождением мотоцикла.
В этом исследовании мы специально изучили, снижает ли синхронизированное воспроизведение звуков двигателя и вибрации VIMS при просмотре сцены вождения мотоцикла в виртуальной среде. Звуки и вибрация двигателя модулировались скоростью движения мотоцикла. Участники сидели на шасси скутера и носили HMD, а под сиденьем участникам предоставлялась вибрация. HMD имеет преимущества в представлении захватывающей визуальной среды без крупномасштабного оборудования и в простой установке динамических взаимодействий ^33,34 . Кроме того, применение вибрации имеет преимущество при установке на симуляторы вождения, поскольку система может быть установлена с потребительскими устройствами, а алгоритм не является особенным. Для оценки укачивания на основе субъективных отчетов ³¹ мы использовали опросник симуляционной болезни (SSQ) ³⁵ и шкалу укачивания (FMS) ⁹ . SSQ — это опросник для субъективной оценки степени укачивания, а FMS был изобретен для быстрой оценки степени укачивания путем устного сообщения числа. Поскольку предыдущие исследования предполагали, что другие индивидуальные факторы, такие как реализм и наличие виртуальной среды, а также прошлый опыт работы с автомобилем, мотоциклом и виртуальной реальностью, могут повлиять на VIMS 9. 0162 23,34,36,37 , мы дополнительно проанализировали эти факторы с помощью множественной линейной регрессии.
Результаты
Баллы FMS и SSQ
Участники (n = 80) были случайным образом распределены в группу аудиовибрации (группа AV), группу без аудиовибрации (группа без AV), группу только аудио, или группа только вибрации. Они испытали 5-минутную сцену вождения мотоцикла. Средние баллы FMS во время просмотра сцены вождения показаны на рис. 1a, а общие баллы SSQ после просмотра сцены представлены на рис. 1b. Средние баллы, связанные с VIMS, были суммированы в таблице 1. Мы использовали двухфакторный ANOVA (4 экспериментальные группы × 5 этапов оценки) вместо трехфакторного ANOVA (аудиопрезентация × представление вибрации × фаза оценки), чтобы сосредоточиться на эффекте. одновременного аудио-вибрационного предъявления на ВИМС редукции.
Рисунок 1
FMS и общие баллы SSQ. Показатели FMS значительно ниже в группе AV, чем в других группах. Показатели SSQ существенно не различаются между группами. FMS: шкала болезни при быстром движении; SSQ: Симулятор болезни Анкета; AV: Аудио-вибрация; Виб: Вибрация.
Полноразмерное изображение
Таблица 1. Средние значения переменных, связанных с VIMS, оценки реалистичности и присутствия.
Полноразмерная таблица
Двухфакторный дисперсионный анализ показателей FMS выявил значительные основные эффекты экспериментальной группы ( F [3, 76] = 3,63, P = 0,02, ω ² = 0,06) и период оценки ( F [4, 304] = 58,64, P <0,0011197 <0,00111

[4, 304]. ² = 0,12), а также значительный эффект взаимодействия экспериментальной группы и периода оценки ( F [12, 304] = 1,95, p = 0,03, ω ^{2 1 ). Простые главные эффекты экспериментальной группы были значимы во все периоды, кроме 1^-го-го периода (1996 г.).0162 ст} : F [3, 76] = 2,24, p = 0,09, ω ² = 0,04; 2 ^nd : F [3, 76] = 3,05, p = 0,03, ω ² = 0,07; 3 ^rd : F [3, 76] = 3,94, p = 0,01, ω ² = 0,10; 4 ^th : F [3, 76] = 3,02, p = 0,03, ω ² = 0,07; 5 ^-й : F [3, 76] = 3,47, p = 0,02, ω ² = 0,08), а простые основные эффекты периода оценки были значимы во всех группах (AV: F [4, 76] = 11,06, p 0,00,08).

^по

Таблица 2. Результаты множественных сравнений между группой АВ и другими группами на каждом этапе оценки.

Full size table

The average total SSQ scores were 27.3 ( SD = 34. 0), 44.5 ( SD = 34.0), 46.2 ( SD = 38.0) and 51.2 ( SD = 38.3) in the Группы AV, no-AV, только аудио и только вибрации соответственно. Однофакторный ANOVA не обнаружил значительного влияния экспериментальной группы ( F [3, 76] = 1,83, p = 0,18, ω ² = 0,02). Коэффициент корреляции между 5 ^th FMS и общими баллами SSQ составил 0,74 при 9 баллах.5% доверительный интервал 0,62–0,83.

На рис. 2 показаны средние показатели реализма и присутствия в каждой группе. Оценки реализма составили 5,6 ( SD = 2,4), 4,1 ( SD = 1,5), 6,1 ( SD = 1,4) и 6,1 ( SD = 1,8) в AV и аудио-только 1,8. группы только вибрации, соответственно. Оценки присутствия были 6,6 ( SD = 2,2), 6,1 ( SD = 2,2), 6,9 ( SD = 1,5) и 7,1 ( SD = 1,9 соответственно) в том же порядке. Однофакторный дисперсионный анализ обнаружил значительное влияние экспериментальной группы на показатель реалистичности ( F [3, 76] = 5,68, p = 0,001; ω ² = 0,15), но не в баллах наличия ( F [3, 76] = 0,97, p = 0,41; ω ^{2 2 ). Множественные сравнения показали, что показатель реализма в группе без AV был значительно ниже, чем в трех других группах ( ts [76] = 2,72, 3,51 и 3,59, p < 0,05).}

Рисунок 2

Реализм ( a ) и присутствие ( b ) баллы. Оценка реализма значительно ниже в группе без AV, чем в других группах. AV: Аудио-вибрация; Виб: Вибрация.

Полноразмерное изображение

Коэффициенты корреляции были рассчитаны для подтверждения взаимосвязи между показателями VIMS, показателями реалистичности и присутствия. На рис. 3 показаны диаграммы рассеяния для каждой пары. Коэффициенты корреляции и 95% доверительные интервалы оценки реалистичности составили -0,03 (-0,25 и 0,19) для 5 ^th баллов FMS и 0,09 (-0,13 и 0,30) для общих баллов SSQ, а оценки присутствия составили 0,19.(-0,03 и 0,39) для баллов FMS и 0,16 (-0,06 и 0,37) для баллов SSQ.

Рисунок 3

Диаграммы разброса оценок присутствия и реалистичности в зависимости от оценок VIMS (5 ^th FMS и общие оценки SSQ). Разными маркерами обозначены данные разных экспериментальных групп. Круг: группа АВ; Треугольник: группа без АВ; Квадрат: группа только для аудио; Алмаз: группа только вибрации. Незакрашенные маркеры указывают женские данные. Значимых линейных корреляций между переменными нет. FMS: шкала болезни при быстром движении; SSQ: Симулятор болезни Анкета; АВ: Аудиовибрация.

Полноразмерное изображение

Для дальнейшего выявления факторов, способствующих VIMS, мы провели множественный регрессионный анализ для 5 ^th FMS и общих баллов SSQ. Чтобы предсказать оценку VIMS, мы использовали оценку MSSQ, оценку SSQ до эксперимента (до SSQ), оценку реализма, оценку присутствия, пол, опыт работы с автомобилем, опыт работы на мотоцикле, опыт виртуальной реальности, звуковую презентацию и вибрационную презентацию. Последние шесть переменных рассматривались как бинарные фиктивные переменные. Кроме того, мы предположили, что эффект взаимодействия между презентацией и вибрацией будет способствовать оценке VIMS. Результаты множественного регрессионного анализа представлены в таблице 3. При анализе для FMS коэффициент детерминации ( R ² ) был равен 0,33, а факторы MSSQ и присутствия были значимыми с бета-коэффициентами = 0,36 и 0,24 соответственно. Коэффициент бета для взаимодействия между звуком и вибрацией составил -0,33, но не был статистически значимым. В анализе для SSQ R ² было 0,38, а pre-SSQ и MSSQ были значимыми с бета-коэффициентами = 0,33 и 0,39 соответственно. Амплитуда бета-коэффициента для взаимодействия между звуком и вибрацией (-0,12) была ниже, чем у анализа FMS (-0,32).

Таблица 3. Результаты множественного регрессионного анализа для показателей FMS и SSQ.

Полноразмерная таблица

Обсуждение

В настоящем исследовании изучалось, снижает ли синхронизированное воспроизведение звука и вибрации двигателя VIMS при просмотре моделируемой поездки на мотоцикле в виртуальной среде. Мы показали, что показатели FMS были значительно ниже в группе AV, чем в других экспериментальных группах, которые испытывали только звук, вибрацию или ни то, ни другое, что подтверждает нашу гипотезу. В отличие от предыдущих исследований, в которых изучались простые эффекты звука или вибрации, которые не снижали VIMS ^20,31,32 , это исследование показало, что одновременное воспроизведение звука и вибрации, когда оба они модулируются скоростью движения, может существенно снизить VIMS. Кроме того, множественный регрессионный анализ показал, что оценка MSSQ может предсказать тяжесть VIMS в нашем исследовании.

Достоверные различия в средних баллах ФМС наблюдались даже на 2-й фазе (через 2 минуты после начала действия зрительного стимула), что свидетельствует о появлении эффекта одновременного звукового и вибрационного предъявления сразу после начала эксперимента. Тем не менее, следует отметить, что оценка FMS увеличивалась с течением времени в группе AV. Хотя была достоверно более высокая корреляция между FMS в 5-й фазе и баллами SSQ ( r = 0,74), показатели SSQ существенно не различались между экспериментальными группами. Это несоответствие между шкалами VIMS можно интерпретировать, учитывая, что SSQ оценивает гораздо больше аспектов укачивания, чем FMS, и предполагая, что симптомы VIMS уменьшатся после того, как человек закончит опыт виртуальной реальности. В совокупности, несмотря на то, что обобщаемость этой техники для других сцен виртуальной реальности должна быть проверена в будущих исследованиях, настоящие результаты показывают, что представление звука двигателя и синхронизированной вибрации подавляет развитие VIMS, вызванное сценой вождения мотоцикла.

Это исследование впервые показало, что представление звука и вибрации двигателя существенно снижает VIMS при просмотре сцены вождения. В то время как предыдущие исследования не обнаружили достоверного эффекта простого представления звука или вибрации на ВИМС ^5,20,31,32 с использованием звуков двигателя и вибрации, которые обязательно влекут за собой мотоциклетную транспортировку, мы показали, что их комбинация оказала существенное влияние. эффект снижения на VIMS. Добавление звуков окружающей среды, которые использовались для исследования роли звука в VIMS 9.0162 20,32 , не будет критичным для снижения VIMS в соответствии с теорией сенсорного конфликта, поскольку звуки окружающей среды в основном состоят из непредсказуемых звуков, и многие из них могут не содержать информации, непосредственно связанной с визуальным потоком. Другими словами, городской шум не принес бы полезной информации для предсказания движения персонажа от первого лица. Напротив, звуки двигателя и вибрация, которые чувствительно отражают скорость движения, помогут предсказать поступающую визуальную обратную связь, а сенсорная интеграция, скорее всего, будет соответствовать «сохраненной сенсорной интеграции». В соответствии с этой идеей, постоянная вибрация, присутствующая вне зависимости от визуальной сцены, не может эффективно снижать VIMS 9.0162 31 . В дополнение к уменьшающему эффекту звуковой вибрации на VIMS, наши эксперименты показали, что добавление звука или вибрации к визуальному стимулу было недостаточным для снижения VIMS, даже несмотря на то, что каждый из них связан с визуальными изменениями в реальном мире. Незначительный эффект от простого представления звуков двигателя согласуется с предыдущим результатом исследования с помощью симулятора вождения автомобиля ⁵ . Эти результаты могут вызвать две возможности; во-первых, эффект от простого предъявления звука или вибрации недостаточно силен для снижения ВИМС, а эффект накапливается и превышает определенный порог при их одновременном предъявлении. Эта гипотеза не ограничивается звуком и вибрацией, но включает и другие типы сенсорной информации, например, тактильную стимуляцию потоком воздуха. Во-вторых, простое представление звука или вибрации вообще не работает для уменьшения VIMS, потому что в реальности они тесно связаны друг с другом, и отсутствие одного из них может привести к непоследовательности в сенсорной интеграции. Эти возможности не исключают друг друга и должны быть дополнительно изучены в будущих исследованиях.

В текущем исследовании также изучалась взаимосвязь между воспринимаемым реализмом и присутствием и VIMS. Корреляционный анализ не выявил достоверных коэффициентов корреляции между факторами ( r = -0,03–0,19). Выводы, касающиеся связи между ощущением присутствия в визуальной сцене и VIMS, не согласуются с результатами предыдущих исследований. Недавний обзор ³⁸ показал, что может существовать отрицательная связь между присутствием и VIMS; когда воспринимаемое присутствие в виртуальной реальности увеличивается, VIMS уменьшается. Более того, отрицательная корреляция между присутствием и оценкой VIMS была обнаружена у Николса, и др. . ³⁹ и Миллевиль-Пеннель и Шаррон ²³ . Однако Д’Амур, и др. . ³¹, которые исследовали VIMS во время просмотра сцены езды на велосипеде, не обнаружили значимой корреляции между показателями присутствия и FMS и положительной корреляции ( r = 0,26) между реализмом и оценками FMS. Кроме того, в отличие от выводов обзора, наш множественный регрессионный анализ показал положительный вклад показателя присутствия в показатель FMS (бета = 0,24). Причины таких расходящихся результатов могут быть вызваны несоответствием VR-сцен или задач, типами VR-устройств ³⁸ , тяжесть VIMS и статистический дизайн (например, включал ли корреляционный анализ межгрупповые данные или нет, манипулировали или ковариировали наличие/реалистичность; статистическая мощность, связанная с размером выборки, в значительной степени различается между исследованиями). Также может быть проблемой исследовать взаимосвязь между субъективными ощущениями от VR-сцены и VIMS исключительно на основе простого корреляционного анализа, поскольку нельзя исключить влияние других факторов. Текущие результаты, по крайней мере, предполагают, что воспринимаемое присутствие может взаимодействовать с механизмом, вызывающим VIMS, хотя оно не всегда линейно коррелирует с оценками VIMS.

Стоит упомянуть еще две находки. Во-первых, представление звука и/или вибрации повышало оценку реализма ( ω ² = 0,15), но не оценку присутствия ( ω ² = 0,00). Эти результаты предполагают наличие VR-сцены, «ощущение присутствия в виртуальной сцене», не может быть усилено простым представлением звуков двигателя и вибраций мотоцикла, тогда как реализм, «насколько реальна виртуальная сцена» , более чувствителен к добавлению или взаимодействию сенсорной информации. В соответствии с нашими результатами, D’Amour и др. . ³¹ не обнаружили каких-либо существенных различий в показателях присутствия в различных экспериментальных условиях, в то время как одно из их экспериментальных условий с использованием воздушного потока и вибрации успешно снижало VIMS. Тем не менее, возможно, что в оценках присутствия мог иметь место эффект потолка, и, таким образом, оценки не различались между экспериментальными группами, поскольку в нашем исследовании использовался HMD, который, скорее всего, обеспечивает нам иммерсивный опыт, чем устройства на основе дисплея. Во-вторых, оценки MSSQ имели значительный расчетный вклад как в оценки FMS, так и в оценки SSQ (бета = 0,35 и 0,36), тогда как оценка SSQ до эксперимента имела значительный предполагаемый вклад в оценку SSQ после эксперимента (бета = 0,36). Другие исследованные факторы (пол, опыт вождения, мотоцикл и опыт виртуальной реальности) не влияли на тяжесть VIMS (бета = -0,15–0,11). В соответствии с Деннисон и Д’Змура ⁴⁰, где показатели MSSQ и SSQ были положительно связаны ( r = 0,67), мы обнаружили значительную корреляцию (FMS: r = 0,41; SSQ: r = 0,40). Обратите внимание, однако, что другие исследования VIMS с использованием MSSQ не обнаружили корреляции между показателями MSSQ и VIMS ^41,42,43 . Поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, что MSSQ связан с VIMS. Наши результаты показывают, что добавление информации о звуке или вибрации, вероятно, увеличивает воспринимаемый реализм сцены вождения в виртуальной реальности, а самооценка уязвимости к укачиванию может предсказать серьезность симптомов VIMS в сцене вождения мотоцикла, даже если принять во внимание другие факторы.

Настоящее исследование имеет несколько ограничений. Во-первых, в этом исследовании не участвовало достаточное количество женщин; во-вторых, продолжительность опыта виртуальной реальности (5 минут) была относительно короткой; и в-третьих, мы не исследовали влияние синхронизации сенсорной информации на VIMS. Тем не менее, настоящее исследование предоставило убедительные доказательства того, что комбинированное представление звука и вибрации значительно снижает VIMS. Будущие исследования должны включать большее число участников женского пола. Они могли бы дополнительно рассмотреть экспериментальные условия, когда звук и вибрация не синхронны друг с другом или со скоростью движения. Более продолжительное представление опыта виртуальной реальности также было бы полезно, чтобы устранить возможный эффект пола от симптомов VIMS и, таким образом, сделать статистический анализ более строгим. Кроме того, переменные, включенные в модель множественной регрессии в нашем исследовании, были выбраны скорее восходящим образом, и поэтому должны быть уточнены на основе текущих результатов в будущих исследованиях.

В заключение, настоящее исследование продемонстрировало эффект уменьшения синхронного представления звука и вибрации на VIMS. Этот результат может быть объяснен сенсорной теорией конфликта. Кроме того, мы обнаружили, что добавление звука и вибрации повышает реализм, но не влияет на присутствие, что позволяет предположить, что VIMS можно отключить без ухудшения восприятия виртуальной реальности при использовании вибрационного устройства. Если бы вибрации от руля или HMD, а не вибрации сиденья, также уменьшали бы VIMS, применение предложенных методов стало бы еще проще. Результаты этого исследования моделирования мотоциклов могут также относиться к другим моделям вождения, где также играют роль зависящие от скорости звуки и вибрации двигателя. В соответствии с теорией сенсорного конфликта мы также ожидаем аналогичных эффектов для звуков и вибраций, создаваемых дорогами, гусеницами или сопротивлением воздуха, а также самим движением двигателя, которые обычно пропорциональны скорости двигателя. Приложение к человеческому передвижению в сценах виртуальной реальности может быть другим, но попробовать стоит.

Материалы и методы

Участники

В исследовании приняли участие 80 здоровых студентов (16 девушек, 64 юноши) ( Средний возраст = 21,3 года, SD = 1,2). В этом исследовании использовался дизайн между участниками, чтобы избежать эффекта адаптации ^25,26 к среде виртуальной реальности и VIMS. Участники были случайным образом распределены по группам с аудиовибрацией (AV), без аудиовибрации (no-AV), только с аудио или только с вибрацией (по 4 женщины в каждой группе). Все участники были набраны через список рассылки университета, и у них не было признаков болезни, проблем со сном или сенсомоторных проблем, и они дали письменное информированное согласие перед исследованием. Исследование было одобрено комитетом по этике Университета Сидзуока (№ 18–14) и проводилось в соответствии с утвержденными руководящими принципами и правилами.

Стимуляторы и аппаратура

Эксперимент проводился в закрытом помещении. Участники наблюдали за визуальным стимулом через HMD, когда сидели на шасси скутера, снятого с исполнительного механизма, и хватались за рукоятки (рис. 4а). Под сиденьем было установлено вибрационное устройство (Vt7, Acouve, Inc., Япония). Колеса скутера не касались пола, а кузов не мог откидываться на боковые стороны. Для отображения сцены вождения использовался HMD (Oculus Rift, Facebook Technologies, LLC., США), обеспечивающий визуальное разрешение 2160 × 1200 в поле зрения 110°. Сцена вождения управлялась Unity. Частота обновления дисплея была 90 кадров в секунду. Визуальный стимул имитировал сцену вождения по извилистой дороге с точки зрения от первого лица (рис. 4b). Извилистая дорога, которая, как было показано, вызывает VIMS больше, чем прямая дорога ¹⁰, была выбрана для выявления VIMS. Вид на дорогу с высоты птичьего полета показан на рис. 4c. Сцена вождения, длившаяся 54 секунды, была плавно повторена в ходе 5-минутного эксперимента. Время переживания сцены вождения определялось по результатам предварительного эксперимента. Во время эксперимента была доступна функция отслеживания головы.

Рисунок 4

Экспериментальные установки ( a ), представленная визуальная сцена ( b ) и извилистая дорога в среде виртуальной реальности ( c ). Лицо в 3а является одним из соавторов, предоставивших информированное согласие на публикацию изображения.

Изображение полного размера

Рис. 4 В действительности движение по кривой дороге вызывает наклон корпуса мотоцикла. Чтобы смоделировать это движение в виртуальной среде, мы использовали приведенное ниже уравнение (1): 9{2}}{ag}\right)$$

(1)

где g = ускорение свободного падения, v = скорость мотоцикла, a = радиус смещения мотоцикла и θ = наклон корпуса мотоцикла относительно дороги.

Звуки двигателя были созданы с помощью программного обеспечения для синтеза звука двигателя мотоцикла (Sound Design Lab, LLC., Япония) и представлены наушниками. Скорость мотоцикла изменялась с 10 до 50 км/ч. Высота звука двигателя модулировалась скоростью движения, но амплитуда звука не менялась. Вибрационное устройство (Вт7), закрепленное под сиденьем, могло создавать вибрации с частотой от 16 до 150 Гц. Частота вибрации модулировалась на основе частоты звука. На рисунке 5 показана скорость мотоцикла (верхняя панель), ускорения, измеренные на сиденье (вторая панель) и лбу (третья панель), а также частотная спектрограмма представленного звука двигателя (нижняя панель) в среде виртуальной реальности. Средний уровень звукового давления ( L _p ) звука двигателя за 30 секунд в наушниках составил 91,3 дБ в группах AV и только аудио, его уровень громкости ( L _A,8 ) составил 96 дБ измеренный шумомером (6226, ACO, Co., Ltd, Япония), среднеквадратичное значение (RMS) полных ускорений (RMS векторной суммы трех компонентов) за 30 секунд составило 4,56 ( Max = 13,02) м/с ² на сиденье и 0,15 ( Max = 0,25) м/с ² на лоб. Ускорение сиденья измерялось без участника, сидящего на нем, а ускорение на лбу измерялось с репрезентативным участником, сидящим на сиденье. Участники носили наушники, за исключением группы только с вибрацией, где они носили наушники с шумоподавлением (QuietComfort 35, Bose, Inc., США), чтобы уменьшить возможные звуки, вызванные вибрацией. Среднеквадратичное значение ускорения было таким же, как в исследовании D’Amour, и др. . ³¹ (Седло = 4,25 м/с ² , Напор = 0,10 м/с ² ).

Рисунок 5

Скорость мотоцикла в среде виртуальной реальности, частотная спектрограмма представленного звука двигателя и ускорений, измеренных на сиденье и головном дисплее.

Полноразмерное изображение

Сначала мы оценили склонность к укачиванию с помощью MSSQ ⁴⁴ на основе опыта укачивания. Возможный максимальный балл MSSQ составляет 427,68. Средний балл по шкале MSSQ составил 22,9.( SD = 20,1), 21,5 ( SD = 27,0) и 77,2 ( SD = 38,6) в исследованиях Dennison and D’Zmura ⁴⁰, Bos, et al . ⁴² и Бос ⁴¹ соответственно. В настоящем исследовании средние баллы MSSQ составили 77,2 ( SD = 30,2), 80,5 ( SD = 25,7), 70,5 ( SD = 18,9) и 91,3 ( SD = 32,9) в АВ, нет -AV, группы только аудио и только вибрации соответственно.

Перед просмотром визуального стимула через HMD участники ответили на опросный лист, чтобы подтвердить, что они не сообщали о симптомах до воздействия. В основной фазе наблюдения участники наблюдали за предъявленным стимулом в течение 5 минут и были проинструктированы не двигать руль и не наклоняться туловищем. Когда участники надевали HMD, виртуальный мотоцикл ожидал старта с работающим на холостом ходу двигателем. Мотоцикл продолжал двигаться от начала до конца фазы наблюдения, и участникам были предоставлены звуки двигателя и / или вибрации в соответствии с типом экспериментальной группы. Звуки и вибрация не были предоставлены группе no-AV. Участники отвечали на FMS, называя число (0–20), когда находили слово «Ответ» в центре экрана. FMS оценивали каждую 1 минуту, то есть всего пять раз. Отображение «Ответ» исчезло через 3 секунды после презентации, и все участники правильно ответили на FMS, не пропуская их. Сразу после 5 ^-й оценка FMS, визуальный стимул был остановлен, и участники сняли HMD и ответили на SSQ. Затем они делали короткий отдых и отвечали на субъективную реальность и наличие (11-балльная шкала от 0 до 10) визуального стимула, представленного в HMD, в дополнение к различному опыту, чтобы всесторонне выявить факторы VIMS. Пункты анкеты (реализм: ощущение присутствия в виртуальной сцене, которую вы испытали ; присутствие: ощущение того, насколько реальной была виртуальная сцена, которую вы испытали ) были созданы на основе предыдущих исследований ^23,31.

Мы оценили укачивание, используя два разных опросника. SSQ, стандартизированный опросник, охватывающий обширные симптомы VIMS ³⁵, состоит из 16 пунктов по 4-балльной шкале (от 0 [отсутствует] до 3 [тяжело]), а возможный максимальный общий балл (SSQ-TS) составляет 235,62 ⁴⁵ . Хотя SSQ имеет три подшкалы (N: тошнота; O: глазодвигательная; D: дезориентация), мы анализировали только общий балл для упрощения анализа. Средние баллы по шкале SSQ, оцененные до начала эксперимента, составили 11,4 (9).0196 SD = 11,7), 9,7 ( SD = 14,1), 13,5 ( SD = 13,3) и 6,0 ( SD = 10,0) в группах AV, no-AV, только звук и только вибрация, соответственно. Мы не рассчитывали разницу между баллами на исходном уровне и после фазы наблюдения. VIMS во время просмотра сцены вождения оценивалась FMS. FMS фокусируется на тошноте, общем дискомфорте и проблемах с желудком, но просит участников игнорировать другие симптомы, такие как нервозность, холодный пот, скука, усталость и сонливость ⁹, который был проинструктирован участникам до фазы наблюдения. Участники определяли степень VIMS, устно отвечая на число (от 0 [ вообще нет болезни] от до 20 [ явная болезнь ]). Коэффициенты корреляции между общим баллом SSQ и баллом FMS составили r = 0,79 в исследовании Кешаварца и Хехта ⁹ , r = 0,71 в исследовании Кешаварца и Хехта ³⁰ и r в > исследование Д’Амур, и др. . ³¹ .

Участники также оценили реализм и наличие визуального стимула (0–10). Перед рейтингом участникам объяснили, что под реализмом понимается ощущение того, что виртуальная среда является частью реальной жизни, а под присутствием понимается ощущение присутствия в виртуальной сцене ^31,46 . Кроме того, они ответили, как часто они ежедневно пользуются автомобилем или мотоциклом, и указали, использовали ли они когда-либо устройство виртуальной реальности, такое как Oculus Rift.

Участники могли выйти из эксперимента, когда захотят и по любым причинам, чтобы избежать серьезного укачивания, которое влияет на повседневную деятельность после эксперимента. Шесть участников перестали смотреть визуальные стимулы; количество выпадений было два, один и три в группах без AV, только со звуком и только с вибрацией соответственно. Их данные не исключались из анализа, а FMS, на которые не удалось ответить, оценивались как рейтинг FMS непосредственно перед отказом от курения, как в исследовании D’Amour, и др. . ³¹ .

Ссылки

Йошимото, К. и Суэтоми, Т. История исследований и разработок симуляторов вождения в Японии. Журнал механических систем транспорта и логистики 1 , 159–169 (2008).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Мейленерс, Л. и Фрейзер, М. Проверка ошибок вождения с использованием симулятора вождения. Транспортное исследование, часть F: психология дорожного движения и поведение 29 , 14–21 (2015).
Артикул Google ученый
Дзюда, Л., Бернацкий, М.П., Баран, П.М. и Трушчинский, О.Е. Влияние имитации тумана и движения на симуляционную болезнь в симуляторе вождения и продолжительность последствий. Заяв. Эргон. 45 , 406–412 (2014).
Артикул Google ученый
Хелланд, А. и др. . Болезнь симулятора вождения: влияние на эффективность вождения, влияние концентрации алкоголя в крови и эффект повторного воздействия симулятора. Авария. Анальный. Пред. 94 , 180–187 (2016).
Артикул Google ученый
Кешаварц, Б., Рамхалавансингх, Р., Хейкок, Б., Шахаб, С. и Кампос, Дж. Сравнение симуляционной болезни у молодых и пожилых людей во время имитации вождения в различных мультисенсорных условиях. Транспортное исследование, часть F: психология дорожного движения и поведение 54 , 47–62 (2018).
Артикул Google ученый
Diels, C. & Howarth, P.A. Частотные характеристики визуально индуцированного укачивания. Гул. Факторы 55 , 595–604 (2013).
Артикул Google ученый
Кешаварц, Б., Рике, Б. Э., Хеттингер, Л. Дж. и Кампос, Дж. Л. Векторная и визуальная морская болезнь: как они связаны? Фронт. Психол. 6 , 472 (2015).
ПабМед ПабМед Центральный Google ученый
«>
Rebenitsch, L. & Owen, C. Обзор киберболезни в приложениях и визуальных дисплеях. Виртуальная реальность 20 , 101–125 (2016).
Артикул Google ученый
Кешаварц Б. и Хехт Х. Проверка эффективного метода количественной оценки укачивания. Гул. Факторы 53 , 415–426 (2011).
Артикул Google ученый
Рейнхард Р. и др. . Лучший способ оценить визуальную укачивание в симуляторе вождения с фиксированной базой. Транспортное исследование, часть F: психология дорожного движения и поведение 48 , 74–88 (2017).
Артикул Google ученый
Оман, К. М. Укачивание: синтез и оценка теории сенсорного конфликта. Кан. Дж. Физиол. Фармакол. 68 , 294–303 (1990).
КАС Статья Google ученый
«>
ЛаВиола, Дж. Дж. Младший Обсуждение киберболезни в виртуальной среде. Бюллетень ACM SIGCHI 32 , 47–56 (2000).
Артикул Google ученый
Джонсон, Д. М. Введение и обзор исследований симуляционной болезни. (ПОЛЕВОЕ ОТДЕЛЕНИЕ АРМЕЙСКОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТРУМЕНТА, ФОРТ-РУКЕР, ЭЛ., 2005 г.).
Маллен, Н. В., Уивер, Б., Риендо, Дж. А., Моррисон, Л. Э. и Бедар, М. Водительские качества и восприимчивость к симуляционной болезни: связаны ли они? утра. Дж. Оккуп. тер. 64 , 288–295 (2010).
Артикул Google ученый
Мунафо, Дж., Дидрик, М. и Стоффреген, Т. А. Головной дисплей виртуальной реальности Oculus Rift вызывает укачивание и является сексистским по своим эффектам. Экспл. Мозг Res. 235 , 889–901 (2017).
Артикул Google ученый
«>
Кеннеди, Р. С., Дрекслер, Дж. и Кеннеди, Р. К. Исследование зрительно-индуцированной болезни движения. Заяв. Эргон. 41 , 494–503 (2010).
Артикул Google ученый
Фернандес, А. С. и Файнер, С. К. Борьба с болезнью виртуальной реальности с помощью тонкой динамической модификации поля зрения. in Симпозиум IEEE 2016 г. по трехмерным пользовательским интерфейсам (3DUI) . 201-210 (IEEE) (2016).
Reason, JT. Адаптация к укачиванию: модель нейронного несоответствия. JR Soc. Мед. 71 , 819–829 (1978).
КАС Статья Google ученый
Дрейпер, М. Х., Вийрре, Э. С., Фернесс, Т. А. и Гаврон, В. Дж. Влияние масштаба изображения и задержки системного времени на болезнь симулятора в виртуальных средах с головной связью. Гул. Факторы 43 , 129–146 (2001).
КАС Статья Google ученый
Keshavarz, B. & Hecht, H. Стереоскопическое изображение усиливает укачивание, вызванное визуально, но не звук. Присутствие: телеоператоры и виртуальные среды 21 , 213–228 (2012).
Артикул Google ученый
Коласински, Э. М. Симулятор болезни в виртуальной среде. (Армейский научно-исследовательский институт поведенческих и социальных наук Александрия В.А., 1995).
Брукс, Дж. О. и др. . Симуляторная болезнь во время обучения симуляции вождения. Авария. Анальный. Пред. 42 , 788–796 (2010).
Артикул Google ученый
Milleville-Pennel, I. & Charron, C. Предрасполагают ли водители к симуляционной болезни умственная нагрузка и присутствие, возникающее при вождении реального автомобиля? Исследовательское исследование. Авария. Анальный. Пред. 74 , 192–202 (2015).
Артикул Google ученый
Альтена, Э. и др. . Как проблемы со сном способствуют болезни симулятора: предварительные результаты реалистичного сценария вождения. J. Sleep Res ., e12677 (2018).
Домейер, Дж. Э., Кассаво, Н. Д. и Бэкс, Р. В. Использование адаптации для снижения симуляционной болезни при оценке и исследованиях вождения. Авария. Анальный. Пред. 53 , 127–132 (2013).
Артикул Google ученый
Хьютинк, Дж., Брукман, М., Брукхейс, К.А., Мелис-Данкерс, Б.Дж. и Кордес, К. Влияние привыкания и добавления рамы для отдыха на опытную болезнь симулятора в симуляторе вождения скутера повышенной мобильности. Эргономика , 1-11 (2018).
Дах, Х. -Л., Лин, Дж., Кеньон, Р.В., Паркер, Д.Е. и Фернесс, Т.А. Влияние поля зрения на баланс в иммерсивной среде. в материалах IEEE Virtual Reality 2001 . 235-240 (IEEE) (2001).
Уиттингхилл, Д. М., Циглер, Б., Кейс, Т. и Мур, Б. Nasum virtualis: Простой метод снижения утомления от симулятора. в Конференция разработчиков игр (GDC) . (2015).
Вич, С., Мун, Дж. и Трое, Н.Ф. Влияние вибрации костной проводимости на симуляционную болезнь в виртуальной реальности. PLoS One 13 , e0194137 (2018 г.).
Артикул Google ученый
Кешаварц, Б. и Хехт, Х. Приятная музыка как контрмера против визуальной морской болезни. Заяв. Эргон. 45 , 521–527 (2014).
Артикул Google ученый
Д’Амур, С., Бос, Дж. Э. и Кешаварц, Б. Эффективность воздушного потока и вибрации сиденья для уменьшения визуально вызванной укачивания. Экспл. Мозг Res. 235 , 2811–2820 (2017).
Артикул Google ученый
Кешаварц Б. и Хехт Х. Визуально индуцированное укачивание и присутствие в видеоиграх: роль звука. в Proceedings the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting . 1763–1767 (SAGE Publications Sage CA: Лос-Анджелес, Калифорния) (2012).
Шарплс, С., Кобб, С., Муди, А. и Уилсон, Дж. Р. Симптомы и эффекты, вызванные виртуальной реальностью (VRISE): сравнение головного дисплея (HMD), настольных и проекционных систем отображения. Дисплеи 29 , 58–69 (2008).
Артикул Google ученый
Ллорах Г., Эванс А. и Блат Дж. Симулятор болезни и присутствия с использованием HMD: сравнение использования игрового контроллера и системы оценки положения. в Материалы 20-го симпозиума ACM по программному обеспечению и технологиям виртуальной реальности . 137–140 (АКМ) (2014).
Кеннеди, Р. С., Лейн, Н. Э., Бербаум, К. С. и Лилиенталь, М. Г. Анкета симуляционной болезни: усовершенствованный метод количественной оценки симуляционной болезни. Международный журнал авиационной психологии 3 , 203–220 (1993).
Артикул Google ученый
Танака, Н. и Такаги, Х. Дизайн среды виртуальной реальности для управления как присутствием, так и болезнью виртуальной реальности. J. Physiol. Антропол. заявл. Науки о человеке. 23 , 313–317 (2004).
Артикул Google ученый
Jaeger, B.K. & Mourant, R.R. Сравнение симуляционной болезни с использованием статических и динамических тренажеров ходьбы. в материалах ежегодного собрания Общества человеческого фактора и эргономики . 1896–1900 (SAGE Publications Sage CA: Лос-Анджелес, Калифорния) (2001).
Уич, С., Кенни, С. и Барнетт-Коуэн, М. Присутствие и киберболезнь в виртуальной реальности отрицательно связаны: обзор. Фронт. Психол. 10 , 158 (2019).
Артикул Google ученый
Николс С., Холдейн К. и Уилсон Дж. Р. Измерение присутствия и его последствий в виртуальной среде. Междунар. Дж. Хам. вычисл. Стад. 52 , 471–491 (2000).
Артикул Google ученый
Деннисон, М. С. и Д’Змура, М. Киберболезнь без раскачивания: результаты экспериментов говорят против теории постуральной нестабильности. Заявл. Эргон. 58 , 215–223 (2017).
Артикул Google ученый
Бос, Дж. Э. Меньше болезней с большим количеством движения и/или умственного отвлечения. Ж. Вестиб. Рез. 25 , 23–33 (2015).
Артикул Google ученый
Бос, Дж. Э., де Врис, С. К., ван Эммерик, М. Л. и Гроен, Э. Л. Влияние внутренних и внешних полей зрения на визуально вызванное укачивание. Заявл. Эргон. 41 , 516–521 (2010).
Артикул Google ученый
Голдинг, Дж. Ф. и Стотт, Дж. Р. Объективные и субъективные временные рамки выздоровления от укачивания, оцениваемые с помощью повторных испытаний движения. Ж. Вестиб. Рез. 7 , 421–428 (1997).
КАС Статья Google ученый
Golding, J. F. Пересмотренный вопросник о восприимчивости к укачиванию и его связь с другими формами болезни. Мозг Res. Бык. 47 , 507–516 (1998).
КАС Статья Google ученый
«>
Бернацки М. П. и Кеннеди Р. С. и Дзюда Л. [Симуляторная болезнь и ее измерение с помощью симулятора болезни (SSQ)]. Мед. Пр. 67 , 545–555 (2016).
Артикул пабмед Google ученый
Хитер, К. Быть там: Субъективный опыт присутствия. Присутствие: телеоператоры и виртуальные среды 1 , 262–271 (1992).
Артикул Google ученый

Ссылки на скачивание

Открытый доступ SCIRP

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

Биомедицинские и биологические науки.
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение.
Информатика. и общ.
Науки о Земле и окружающей среде.
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике

Биомедицина и науки о жизни
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение
Информатика и связь
Науки о Земле и окружающей среде
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные и гуманитарные науки
Публикация у нас
Подача статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org
+86 18163351462 (WhatsApp)
1655362766
Публикация бумаги WeChat
Недавно опубликованные статьи
Недавно опубликованные статьи
Синтез и характеристика аналогов амида 1,4-бензодиоксан-6-карбоновой кислоты()
Набиль Идрис, Алан Дж. Андерсон, Оладапо Бакаре
Международный журнал органической химии Том 12 № 3, 23 сентября 2022 г.
DOI: 10.4236/ijoc.2022.123012 22 загрузки  120 просмотров
Дальнейшие разработки в области региоселективного синтеза производных 3-аройлиндола из C -нитрозоароматических соединений и алкинонов: новый синтетический подход к правадолину, JWH-073, аналогам индотиазинона и родственным соединениям()
Лука Скапинелло, Федерико Вавассори, Габриэлла Иеронимо, Кешав Л. Амета, Джанкарло Кравотто, Марко Симонетти, Стефано Толлари, Джованни Пальмизано, Кеннет М. Николас, Андреа Пенони, Анджело Масперо
Международный журнал органической химии Том 12 № 3, 23 сентября 2022 г.
DOI: 10. 4236/ijoc.2022.123011 21 загрузок  93 просмотра
H-CUP: повышение уровня навыков мышления более высокого порядка с помощью структуры, основанной на когнитивном обучении, универсальном дизайне и проектном обучении ()
Джанетт Уолтерс-Уильямс
Творческое образование Том 13 № 9, 23 сентября 2022 г.
DOI: 10.4236/ce.2022.139181 13 загрузок  64 просмотров
Нейронные и кинематические показатели почерка у нейротипичных взрослых ())
Эльхам Бахшипур, Мэнди С. Пламб, Реза Койлер, Нэнси Гетчелл
Журнал поведенческих наук и исследований мозга Том 12 № 9, 23 сентября 2022 г.
DOI: 10.4236/jbbs.2022.129025 11 загрузок  78 просмотров
Юридические атрибуты информации об атрибуции ИС в соответствии с PIPL Китая: разъяснение терминологии идентифицируемости и введение в действие критериев идентифицируемости ()
Чаолинь Чжан, Гэн Ван
Beijing Law Review Vol.13 No.3, 23 сентября 2022 г.
DOI: 10.4236/blr.2022.133040 17 загрузок  92 просмотров
Кальцифицирующая уремическая артериолопатия или кальцифилаксия у пациентов, находящихся на гемодиализе: тематическое исследование и обзор литературы()
Моду Ндонго, Нестор Нанкеу, Жозефина Нкок, Элен Мессе, Фабрис Тиако, Мамаду Муктар Диалло, Мисилиас Буауд, Аттия Хуйем, Фатиха Лахуэль, Джиллали Зиан Берруджа, Тайеб Бенсалем, Сид Али Туфик Беньягла, Кэтрин Альберт, Сиди Мохамед Сек, Эль Хаджи Фари Ка
Открытый журнал нефрологии Том 12 №3, 23 сентября 2022 г.
DOI: 10.4236/ojneph.2022.123031 25 загрузок  148 просмотров
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp.org
+86 18163351462 (WhatsApp)
1655362766
Публикация бумаги WeChat
Бесплатные информационные бюллетени SCIRP
Copyright © 2006-2022 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.
верхний
Мониторинг вибрации газотурбинных двигателей: подходы машинного обучения и их проблемы
Введение
Измерения вибрации обычно считаются надежным индикатором общего состояния машины (глобальный мониторинг). Общий принцип использования данных о вибрации заключается в том, что, когда начинают развиваться неисправности, динамика системы изменяется, что приводит к другим образцам вибрации, отличным от тех, которые наблюдаются в исправном состоянии контролируемой системы. В последние годы производители газотурбинных двигателей обратили свое внимание на повышение надежности и эксплуатационной готовности своего парка с помощью подходов к мониторингу состояния на основе данных о вибрации (King et al., 2009).). Эти методы, как правило, предпочтительнее для стратегий онлайн-мониторинга по сравнению с подходом к моделированию, основанному на физике, когда разрабатывается общая теоретическая модель и в которой ее разработка связана с несколькими предположениями. В случае подходов к мониторингу состояния на основе данных можно построить модель на основе данных двигателя, чтобы можно было зафиксировать присущие линейные и нелинейные зависимости, в зависимости от метода, характерные для отслеживаемой системы. По этой причине производители двигателей видят необходимость реализации таких подходов при проходных испытаниях, где необходимо выявить возможные дефекты на ранней стадии, до того, как произойдет полный отказ компонентов.
Из-за сложных процессов, происходящих в газотурбинном двигателе, а также в связи с тем, что режимы отказа таких систем редко наблюдаются на практике, для разработки модели, управляемой данными, обычно используется парадигма обнаружения новшеств (Тарасенко и др., 2009). ), так как в этом случае для обучения нужны только данные, поступающие из работоспособного состояния системы. С другой стороны, обычные подходы к многоклассовой классификации не так просты в реализации, поскольку невозможно получить данные и/или понимание (метки) по всем классам отказов. Основная концепция метода обнаружения новизны описана Pimentel et al. (2014): обучающие данные из одного класса используются для построения управляемой данными модели, описывающей распределение, к которому они принадлежат. Данные, не принадлежащие к этому классу, являются новыми/выбросами. В контексте газотурбинного двигателя разработана модель «нормального» состояния двигателя (класс 𝒩), поскольку данные доступны только из этого класса. Затем эта модель используется для определения того, классифицируются ли новые невидимые точки данных как нормальные или «новые» (класс 𝒜), путем сравнения их с распределением, полученным из данных класса 𝒩. Такая модель должна быть достаточно чувствительной, чтобы идентифицировать потенциальные предвестники локализованной неисправности компонента на самой ранней стадии, которая может привести к полному отказу двигателя. Затраты на стратегию непрерывного обслуживания (т. е. вывод оборудования из эксплуатации после отказа для замены) исключительно высоки, но, что наиболее важно, требования безопасности имеют решающее значение, и поэтому в таких системах требуются надежные механизмы сигнализации.
Подходы к обнаружению новинок используют машинное обучение и статистику. В этом исследовании мы будем использовать непараметрический подход, специфичный для отслеживаемого двигателя и опирающийся исключительно на данные для разработки модели. Область обнаружения новшеств составляет большую часть дисциплины машинного обучения, поэтому здесь будет упомянуто лишь несколько примеров литературы, посвященной применению мониторинга состояния двигателя с использованием машинного обучения. Некоторые из первых работ в этой области стали возможными благодаря сотрудничеству между Оксфордским университетом и Rolls Royce (Hayton et al., 2000). Авторы в этой статье использовали данные о вибрациях для обучения одноклассовой машины опорных векторов (OCSVM). Так называемые отслеживаемые порядки (определяемые как амплитуды вибрации, сосредоточенные на основной частоте вращения вала двигателя и ее гармониках) использовались в качестве обучающих признаков для OCSVM. OCSVM также был реализован для обнаружения надвигающейся нестабильности сгорания в промышленных системах сгорания с использованием измерений давления сгорания и высокоскоростных изображений сгорания в качестве входных обучающих данных (Clifton et al. , 2007). Этот метод также был расширен Clifton et al. (2014), чтобы откалибровать оценки новизны OCSVM в условные вероятности.
Выбор функции ядра, используемой в OCSVM, существенно влияет на точность его классификации. Поскольку ядро определяет сходство между двумя точками, его выбор в основном зависит от данных. Однако ширина ядра является более важным фактором, чем выбор конкретной функции ядра, поскольку ее можно выбрать таким образом, чтобы обеспечить наилучшее описание данных (Scholkopf and Smola, 2001). Хотя методы ядра считаются хорошим способом внедрения предметно-ориентированных знаний в такой алгоритм, как OCSVM, выбор функции ядра и настройка ее параметров не так просты. В этом исследовании авторы используют относительно простой подход для определения как параметра функции ядра, так и параметра штрафа за оптимизацию для OCSVM. Параметр функции ядра, который был изменен, представляет собой ширину ядра радиальной базисной функции (RBF) γ вместе с параметром штрафа за оптимизацию ν. В общем, γ управляет сложностью описания обучающих примеров, а ν определяет верхнюю границу доли точек обучающих данных, которые находятся за пределами границы, определенной для данных класса 𝒩. Используя эти два параметра, можно найти компромисс между хорошей способностью к обобщению модели и хорошим описанием данных (набор данных для обучения) для получения точных и надежных прогнозов.
Новая схема обнаружения, представленная в следующих разделах, была разработана для газотурбинного двигателя, работающего на ряде альтернативных видов топлива с различным соотношением воздух-топливо. Этот двигатель используется для изучения влияния таких рабочих параметров на его характеристики (например, выбросы выхлопных газов), и поэтому важно обеспечить раннее обнаружение потенциальных неисправностей, которые могут возникнуть во время этих испытаний. Поскольку мы применяем обнаружение новизны на глобальной системной основе, для мониторинга необходимо использовать весь частотный спектр вибрации, а не определенные полосы частот, соответствующие компонентам двигателя. Как будет показано далее, в любой области спектра можно ожидать больших амплитуд колебаний.
Экспериментальная установка и описание данных
Экспериментальные данные, использованные в этой работе, были взяты из более крупного проекта, целью которого было определение характеристик различных альтернативных видов топлива с точки зрения производительности двигателя, например расхода топлива и выбросов выхлопных газов. Альтернативные виды топлива, в состав которых входит обычное топливо на основе керосина Jet-A1 и биотопливо для реактивных двигателей, показали многообещающие результаты с точки зрения снижения выбросов парниковых газов и других показателей эффективности. В нескольких исследовательских программах довольно широко изучались альтернативные виды топлива для авиации, как описано в Blakey et al. (2011). На объекте, который использовался для испытаний различных альтернативных видов топлива при различном соотношении воздуха и топлива в двигателе, находится Honeywell GTCP85-129. , представляющий собой вспомогательную силовую установку типа турбовального газотурбинного двигателя. Таким образом, принцип работы этого двигателя соответствует типичному циклу Брайтона. Как видно из принципиальной схемы двигателя на рисунке 1, двигатель всасывает окружающий воздух из впускного отверстия (1 атм) через центробежный компрессор С1, где он повышает его давление за счет ускорения жидкости и пропускания ее через расширяющуюся секцию. Давление жидкости дополнительно увеличивается во втором центробежном компрессоре C2, после чего смешивается с топливом в камере сгорания (CC) и воспламеняется для добавления энергии в систему (в виде тепла) при постоянном давлении. Газы с высокой температурой и давлением расширяются через турбину, которая приводит в действие два компрессора, генератор G мощностью 32 кВт, который обеспечивает электропитание самолета, и вспомогательное оборудование двигателя (EA), например, топливные насосы, через редуктор.
Рисунок 1 . Принципиальная схема газотурбинного двигателя экспериментальной установки с указанием характерных особенностей.
Выпускной клапан (BV) двигателя позволяет отводить высокотемпературный сжатый воздух (~232°C при абсолютном давлении 338 кПа) в кабину самолета и обеспечивать пневматическую энергию для запуска основных двигателей . Это позволяет тестировать двигатель в различных режимах работы, так как массовый расход воздуха в топливе, который поступает в CC, может быть изменен с помощью положения BV. При открытии БВ произойдет снижение частоты вращения турбины, если не будет подпитки топлива для компенсации потерянной работы. Потеря энергии возникает из-за уменьшения выполненной работы w _c ₂ к рабочей жидкости двигателя при прохождении второй ступени сжатия. The amount of lost work is proportional to the extracted bleed air mass m _bleed and can be expressed as w _c ₂ = m _bleed c _p dT , with c _p представляет теплоемкость рабочего тела и dT перепад температур на второй ступени сжатия. Так как частота вращения вала должна оставаться постоянной на уровне 4356 ± 10,5 рад/с, то регулятор расхода топлива добивается этого за счет регулирования давления в топливопроводе, впрыскивая разномассовый расход топлива в КС.
Увеличение массового расхода топлива, поступающего в ВЦ для поддержания постоянной частоты вращения вала без последующего увеличения массового расхода воздуха, приводит к повышению температуры отработавших газов, что видно из таблицы 1. Это можно объяснить тем, что при возникает дефицит кислорода, необходимого для полного сгорания поступающего распыляемого топлива, большее количество капель топлива уносится дальше по потоку от КС, пока они в конечном итоге не сгорят. Это постепенное сжигание топлива вдоль секции сгорания вызывает дальнейшее распространение связанного с ним пламени в сторону зоны разбавления. Следовательно, имеет место недостаточное охлаждение газового потока, что приводит к повышению температуры на выходе из камеры сгорания и, в свою очередь, к температуре отработавших газов. Это также подразумевает наличие верхнего и нижнего пределов температуры выхлопных газов, которые контролируются и контролируются электронным регулятором температуры.
Таблица 1 . Усредненные параметры работы двигателя для трех режимов работы на топливе Джет-А1.
Рассмотрены три режима работы путем изменения БВ на три положения. Эти режимы характерны для вспомогательной силовой установки и соответствуют определенной нагрузке на турбину и соотношению воздух-топливо. Таким образом, нагрузка на турбину зависит исключительно от нагрузки на отбор, в то время как нагрузка на валу (количество работы, необходимое для привода генератора и ЭП) поддерживается постоянной во всех трех режимах работы. При использовании обычного керосина для реактивных двигателей Jet-A1 средние значения основных параметров двигателя изменяются на трех режимах работы, как показано в таблице 1. Что касается режима 1, двигатель BV полностью закрыт; без дополнительной нагрузки на турбину, а режим 2 является режимом средней мощности и используется при выключенных основных двигателях и необходимости работы гидросистем самолета. В режиме 3 БВ двигателя полностью открыт, что соответствует максимальному уровню нагрузки на турбину и температуре выхлопных газов. Этот режим работы выбирается, когда для запуска основных двигателей самолета требуется пневматическая энергия, путем подачи достаточного количества воздуха под высоким давлением для вращения лопаток турбины до тех пор, пока не будет достигнута автономная работа двигателя.
На опорную конструкцию двигателя был помещен пьезоэлектрический акселерометр с чувствительностью 10 мВ/г, частота дискретизации 2 кГц ( f _s = 2 кГц). Продолжительность каждого теста составляла 110 с. Рассматриваемые виды топлива представляют собой смеси Jet-A1 и биотоплива для реактивных двигателей [гидропереработанные сложные эфиры и жирные кислоты (HEFA)]. Удельная плотность энергии HEFA составляет 44 МДж/кг, и, таким образом, он может выделять такое же количество энергии на заданное количество топлива, что и Jet-A1. Массовые доли биореактивного топлива, смешанного с Jet-A1 в данном исследовании, следующие: 0, 2, 10, 15, 25, 30, 50, 75, 85, 95 и 100%. Для сравнения также рассматривались дополнительные смеси топлив: 50% сжиженного природного газа (СПГ) + 50% Jet-A1, 100% СПГ и 11% толуола + 89% растворителя Banner.
На рисунках 2 и 3 показаны примеры нормированных ускорений во временной и частотной областях соответственно. Нормализация выполнялась путем деления каждой амплитуды ускорения во временной и частотной областях на соответствующее максимальное значение, т. е. нормализованную единицу, так что все амплитуды, соответствующие разным наборам данных, варьировались в пределах одного и того же диапазона [0, 1]. Во временной области показано, что существуют определенные условия работы двигателя, например, 85% Jet-A1 + 15% HEFA, при которых вибрационные реакции двигателя, работающего в установившемся режиме, демонстрируют сильные нестационарные тенденции. В то время как для таких условий, как 50% Jet-A1 + 50% HEFA, вибрационные отклики содержат периодические характеристики, что более четко видно на графиках в частотной области. Обратите внимание, что фактическое зарегистрированное время разгона для каждого состояния двигателя составляло 110 с, но для ясности на графиках показаны только 2 с. На рисунке 3 показано, что при условии 85% Jet-A1 + 15% HEFA двигатель испытывает самый высокий уровень общей амплитуды по всему спектру в режимах 1 и 3. В то время как для режима 2 двигатель работает в условиях 50% Jet-A1 + 50% HEFA демонстрирует самые высокие уровни вибрации во всем диапазоне частот. Вышеизложенное демонстрирует, что изменение соотношения воздух-топливо изменяет статистические свойства наборов данных и, следовательно, характеристику двигателя в частотной области для различных топливных смесей. Для режимов 1 и 3 при условии 50 % Jet-A1 + 50 % HEFA присутствует сильная частотная составляющая на уровне 100 Гц. Сильная периодичность также присутствует для 100% СПГ с той же частотой. Поэтому, глядя на данные, мы можем выделить две основные группы, т. е. те, которые содержат некоторые сильные периодические закономерности, и те, которые не разделяют эту характеристику и в этом случае могут быть нестационарными, если соответствующая оценка их статистики во временной области подтверждает что.
Рисунок 2 . Нормализованные графики вибрации двигателя во временной области на четырех различных топливных смесях при самом высоком испытанном соотношении воздух-топливо.
Рисунок 3 . Графики нормализованной спектральной плотности мощности вибрации двигателя на пяти различных смесях топлива от самого низкого (режим 1) до самого высокого (режим 3) соотношения воздух-топливо.
Трудно дать теоретическое объяснение физического контекста полученных вибрационных откликов без достоверной физической модели, которая может предсказать вибрационный отклик двигателя как выход системы, в которой, помимо динамического контекста, сложные термохимические происходят и другие физические процессы. В то же время природа проблемы моделирования/мониторинга, если подходить к ней с точки зрения физики, предполагает, что проверка модели будет серьезной проблемой. Выбор стратегии, основанной на данных, решает эту проблему, поскольку исследуемая система (работающий двигатель) рассматривается как черный ящик.
Методы анализа данных
Как уже упоминалось в разделе «ВВЕДЕНИЕ», это исследование следует структуре машинного обучения для мониторинга состояния двигателей с использованием данных о вибрации. Это означает, что для разработки методологии, которую можно использовать для обнаружения новых моделей двигателей на основе данных о вибрации, необходимо предпринять три последовательных шага после этапа сбора данных. Это, а именно, предварительная обработка данных, извлечение признаков и разработка обучающей модели нормального поведения двигателя (Тарасенко и др., 2009).).
Предварительная обработка необработанных данных о вибрации
Чтобы улучшить способность схемы обнаружения новизны определять, принадлежит ли точка данных к классу 𝒩 или 𝒜, при удалении абсолютных значений перед извлечением признаков был применен метод предварительной обработки. Как было показано в Clifton et al. (2006), этот шаг имеет большое значение для системы обнаружения новизны, поскольку он позволяет лучше различать два разных класса. Масштабирование и нормализация также важны для большинства систем мониторинга состояния для устранения любых нежелательных экологических или эксплуатационных эффектов в анализируемых данных (He et al., 2009).). В качестве метода предварительной обработки он рассматривается для повышения производительности одноклассовых классификаторов (Juszczak et al., 2002): очень хорошей практикой при работе с алгоритмами машинного обучения является масштабирование анализируемых данных, поскольку большое абсолютное значение диапазоны характеристик будут иметь тенденцию доминировать над теми, у которых диапазоны значений меньше (Hsu et al., 2016). В этом исследовании цель состоит в том, чтобы увеличить разницу в амплитуде вибрации для классов 𝒩 и 𝒜, и, следовательно, данные выбраны для масштабирования в различных тестируемых условиях (а не во времени).
Сначала, D -Dimensional Matrix x = { x ₁,…, x ,…, x , x 9115 , x 9115 . Индекс i = 1, …, N используется для обозначения различных условий, которые были включены в эту матрицу, т. е. различных топливных смесей на трех режимах работы. Отдельная матрица Z = { z ₁ , …, z _L }, содержащий данные обоих классов (25% условий двигателя относятся к классу 𝒜). Эта предварительная маркировка двух классов была выполнена путем сборки матрицы со всеми необработанными данными (до предварительной обработки) и уменьшения ее размеров до 2 с использованием анализа основных компонентов (PCA) для ее визуализации. Наблюдаемым точкам данных в двумерном пространстве PCA, которые находились далеко от остальных данных, присваивалась метка класса 𝒜, а всем остальным — метка класса 𝒩. Например, условию 85% Jet-A1 + 15% HEFA в режиме 1 была присвоена прежняя метка.
Масштабированная версия матрицы X была получена следующим образом: вектор дисперсии как σx=1N∑Ni=1 (xi−x¯)2. Теперь масштабированная версия матрицы Z с индексом, обозначающим различные условия в матрице j = 1, …, L , содержащая данные обоих классов, была получена следующим образом:
ζj=zj −x¯∕σx. (2)
Извлечение признаков из предварительно обработанных необработанных данных о вибрации
Процесс выделения признаков следует за этапом предварительной обработки данных. Для этой цели выбрано вейвлет-пакетное преобразование (WPT). Все коэффициенты преобразований временной шкалы используются в качестве входных данных для алгоритма, который подходит для линейного или нелинейного уменьшения размерности, анализа основных компонентов ядра (KPCA). Такая процедура преобразования данных с использованием базисов вейвлетов и проекции на набор осей меньшей размерности выгодна в случаях, когда нет знаний о характерных частотах контролируемой механической системы.
Вейвлет-коэффициенты
Целью этого этапа является получение набора отличительных признаков из предварительно обработанных необработанных данных о вибрации, чтобы затем обучающая модель могла легко разделить два класса условий работы двигателя. Ранее на рисунке 3 было показано, что существует определенная степень несходства между состояниями двигателя в отношении их амплитуд в частотном спектре. Следовательно, для извлечения из данных информации как во временной, так и в частотной области необходимо использовать частотно-временные методы. Вейвлет-преобразование позволяет включать временную информацию для частотных компонентов. Таким образом, нестационарные события можно анализировать с помощью вейвлет-преобразования. Ожидается, что данные могут быть описаны более эффективно, чем с помощью методов на основе Фурье, где любые нестационарные области стохастического сигнала не локализованы во времени. Выбор частотно-временного подхода, такого как вейвлет-преобразование, может быть лучшим вариантом для типа данных, обрабатываемых в этом исследовании. Самый простой метод частотно-временного анализа — кратковременное преобразование Фурье — не будет оптимальным вариантом, поскольку размер окна фиксирован. Следовательно, существуют ограничения разрешения, определяемые принципом неопределенности, которые могут затруднить анализ потенциально нестационарных частей сигнала.
Вейвлет-преобразование решает проблему фиксированного размера окна, используя короткие окна для анализа высокочастотных компонентов (хорошая временная локализация) и большие окна для низкочастотных компонентов (хорошая частотная локализация). Пример вейвлет-преобразования, применяемого для приложений мониторинга состояния, был представлен в Fan and Zuo (2006). Для мониторинга приложений существует несколько других частотных методов, например, эмпирическая модовая декомпозиция, представленная в Antoniadou et al. (2015), который может предложить те же преимущества, что и вейвлет-преобразование. Однако последний метод выбран в этой работе, потому что он очень прост в реализации и является проверенной и математически хорошо обоснованной концепцией. Вейвлет-преобразование изначально было разработано для построения карты параметров расширения и перемещения. Расширение представляет весы с ≈ 1/частота, а перевод τ относится к операции сдвига во времени. Рассмотрим состояние n -го двигателя χ _n ( t ), где t = {0, …, 110} с. Соответствующие вейвлет-коэффициенты можно рассчитать следующим образом:
c(s,τ)=∫χn(t)ψs,τ(t)dt. (3)
Функция ψ _s _,τ представляет собой семейство высокочастотных маловременных и низкочастотных больших временных функций прототипа функции ψ. В математических терминах это определяется следующим образом:
ψs,τ(t)=1|s|ψt−τs,s>0, (4)
при с < 1 функция-прототип имеет меньшую длительность во времени, а при с > 1 функция-прототип становится больше во времени, что соответствует высокочастотным и низкочастотным характеристикам соответственно.
В Mallat (1999) дискретная версия уравнения. 3, а именно дискретное вейвлет-преобразование (ДВП), было разработано как эффективная альтернатива непрерывному вейвлет-преобразованию. В частности, было доказано, что с помощью шкалы j и трансляции k , принимающих только значения степеней двойки, а не промежуточные, можно получить удовлетворительное время-частотное разрешение. Это называется двоичной сеткой вейвлет-коэффициентов, а функция, представленная в уравнении 4, становится набором ортогональных вейвлет-функций:
ψj,k(t)=2j∕2ψ2jt−k, (5)
таким образом, что избыточность устраняется с использованием этого набора ортогональных вейвлет-основ, как более подробно описано в Farrar. и Уорден (2012).
На практике коэффициенты ДВП получаются путем свертки χ _n ( t ) с набором полуполосных (содержащих половину частотного содержания сигнала) фильтров нижних и верхних частот (Маллат , 1989). Это дает соответствующие поддиапазоны низких и высоких частот сигнала. Затем низкочастотный поддиапазон подвергается дальнейшему разложению по той же схеме после прореживания его на 2 (половина отсчетов может быть исключена по критерию Найквиста), в то время как высокочастотный поддиапазон далее не анализируется. Сигнал после первого уровня декомпозиции будет иметь частотное разрешение в два раза больше, чем исходный сигнал, так как он имеет вдвое меньше точек. Эта итеративная процедура известна как двухканальное кодирование поддиапазонов (Mallat, 19).99) и предоставляет эффективный способ вычисления вейвлет-коэффициентов с использованием сопряженных квадратурных зеркальных фильтров. Из-за плохого частотного разрешения DWT на высоких частотах для преобразования признаков был выбран WPT. Разница между DWT и WPT заключается в том, что последний дополнительно разлагает высокочастотный поддиапазон. Принципиальная схема БПЭ до 2-х уровней разложения представлена на рис. 4. Сначала сигнал χ _n ( t ) свернут с полуполосным фильтром нижних частот h ( k ) и фильтром верхних частот g ( k ). Это дает вектор вейвлет-коэффициентов c _1,1 , который захватывает низкочастотное содержимое [0, f _s /4] Гц, и вектор вейвлет-коэффициентов c 9 ,1 , который фиксирует высокочастотный контент ( f _s /4, f _s /2) Гц. After j levels of decomposition the coefficients from the output of each filter are assembled on a matrix c _n , corresponding to the n th engine condition χ _n . Обратите внимание, что каждый коэффициент имеет половину числа выборок как χ _n ( t ) на первом уровне разложения. В данном исследовании в качестве промежуточного значения рассматривались четыре уровня разложения. Описанный выше процесс был повторен для остальных N − 1 условия двигателя для получения матрицы коэффициентов C = { c ₁ , …, c
5 N 9}
Рисунок 4 . Схематическая диаграмма пакетного преобразования вейвлета до уровня разложения 2. На каждом уровне частотный спектр разбивается на 2 ^j поддиапазонов.
Низкомерные признаки
Матрица вейвлет-коэффициентов C является D -мерной матрицей, т. е. имеет те же размеры, что и исходный набор данных. Следовательно, признаки более низкой размерности необходимы для предотвращения переобучения, связанного с более высокими размерностями признаков. В этом исследовании PCA первоначально использовался для целей визуализации, например, для наблюдения за возможными кластерами точек данных для матрицы X . Его нелинейный эквивалент, KPCA, используется для уменьшения размерности, чтобы можно было зафиксировать нелинейные отношения между функциями.
Анализ главных компонент — это метод, который можно использовать для получения нового набора ортогональных осей, показывающих наибольшую дисперсию данных. Следовательно, C было спроецировано на 2 ортогональные оси от его исходного размера D . In PCA, the eigenvalues λ _k and eigenvectors u _k of the covariance matrix S _C of C получаются путем решения следующей задачи на собственные значения:
SCuk=λkuk, (6)
где k = 1, …, D . Собственный вектор u ₁, соответствующий наибольшему собственному значению λ ₁, является первой главной компонентой, и так далее. Двумерное представление C , то есть Y (матрица N × k ), может быть вычислено посредством линейной проекции с использованием первых двух собственных векторов:
Y=Cuk=1,2. (7)
В Schölkopf et al. (1998) был введен KPCA. Этот метод является обобщенной версией PCA, поскольку скалярные произведения ковариационной матрицы S _C заменяются функцией ядра. В KPCA отображение ϕ двух точек данных, например, n и м вектор вейвлет-коэффициентов0196 _m соответственно, получается с помощью функции ядра RBF следующим образом:
k(cn,cm)=ecn−cm22σKPCA2. (8)
Используя приведенное выше отображение, стандартный PCA может быть выполнен в этом новом пространстве признаков ℱ, которое неявно соответствует нелинейному главному компоненту в исходном пространстве. Следовательно, скалярные произведения ковариационной матрицы заменяются ядром РБФ следующим образом:
Sϕ=1∕N∑Ni ϕciTϕci. (9)
Однако указанную выше матрицу нельзя использовать напрямую для решения задачи на собственные значения, как в уравнении. 6, из-за его большого размера. Следовательно, после некоторых алгебраических манипуляций собственные значения ℓ _d и собственные векторы ud могут быть вычислены для матрицы ядра 𝒦 (размером N × N ) вместо ковариационной матрицы (размера ℱ × ℱ). Поэтому в KPCA вместо этого требуется найти решение следующей задачи на собственные значения:
Kud=ℓdud, (10)
, где d = {1, …, N }, так как ℱ > N , количество ненулевых собственных значений не может превышать количество режимов работы двигателя N (Бишоп, 2006 г.). Используя собственные векторы матрицы ядра, можно получить новые проекции Y=y1,…,yN отображаемых точек данных вейвлет-коэффициентов ϕ( c _i ) на нелинейную поверхность размерности d , которая может варьироваться от 1 до N .
Модель обучения для обнаружения новшеств
Машины опорных векторов как инструмент для классификации предлагают гибкость искусственной нейронной сети, преодолевая ее ловушки. Использование функции ядра для расширения исходного входного пространства в многомерное пространство для поиска гиперплоскости линейного решения тесно связано с добавлением дополнительных слоев в искусственную нейронную сеть. Следовательно, алгоритм можно адаптировать для лучшего соответствия характеристикам наших данных таким образом, чтобы повысить точность прогнозирования. Учитывая, что OCSVM формирует задачу квадратичной оптимизации, она гарантирует нахождение оптимального решения, где должна располагаться гиперплоскость линейного решения (Schölkopf et al., 2001; Shawe-Taylor and Cristianini, 2004). С другой стороны, можно получить локальный оптимум как решение задачи нахождения среднеквадратичной ошибки в искусственной нейронной сети с использованием алгоритма градиентного спуска.
В качестве обучающих данных используем матрицу, полученную из KPCA, т. е. 𝒴 . Принимая во внимание, что низкоразмерные представления данных тестирования (из матрицы Z ) получаются путем выполнения того же преобразования признаков, выбора и т. д. Методология OCSVM позволяет использовать функцию ядра RBF, которая отображает точки данных в 𝒴 так же, как и в KPCA. Однако формулировка в наборе инструментов LIBSVM (Chang and Lin, 2011) немного отличается для ядра RBF. Учитывая две точки данных yn и ym, ядро RBF, реализованное в OCSVM, определяется следующим образом:
k(yn,ym)=e−γyn−ym2. (11)
После того, как обучающие данные отображаются через ядро RBF, начало координат в этом новом пространстве признаков рассматривается как единственный член данных класса 𝒜. Затем определяется гиперплоскость, чтобы сопоставленные обучающие данные были отделены от источника с максимальным запасом. Гиперплоскость в отображенном пространстве признаков расположена в точке ϕ(yi)−ρ=0, где ρ — переменная общего поля. Чтобы отделить все нанесенные на карту точки данных от начала координат, необходимо решить следующую квадратичную программу:
minw,ρ,ξ 0,5wTw+1υN∑iξi−ρпри условии (wϕ (yi))≥ρ−ξi, i=1,…,N, ξi≥0, (12)
, где w 91 155 — вектор нормали к гиперплоскости, а ξ называются переменными резерва и используются для количественной оценки ошибки неправильной классификации каждой точки данных отдельно, в соответствии с расстоянием от соответствующей границы. Упомянутое ранее значение ν отвечает за наложение штрафа за неправильную классификацию и ограничено ν ∈ (0, 1]. Решение, которое определяет, является ли невидимая точка данных y∗, т. е. из матрицы Z , принадлежит к любому из двух классов условий работы двигателя, можно определить с помощью следующей функции:
gy∗=sgnwϕy∗−ρ. (13)
Для точки данных из класса 𝒜 gy∗>0, иначе gy∗≤0. Обратите внимание, что по практическим причинам проблема оптимизации в уравнении. 12 решается введением множителей Лагранжа. Одна из основных причин этого заключается в том, что это позволяет записывать оптимизацию в терминах скалярных произведений. Это приводит к «уловке с ядром», которая позволяет обобщить проблему на нелинейный случай с помощью подходящих функций ядра, таких как ядро RBF, которое используется в этом исследовании.
Результаты и обсуждение
В этой работе ядро RBF использовалось для сопоставления точек данных OCSVM с бесконечномерным пространством признаков, где может быть достигнуто линейное разделение двух классов. Применив OCSVM к нашей проблеме, мы получили широкий спектр формулировок функций ядра. Ядро RBF является одним из самых популярных, поскольку оно подразумевает общие свойства гладкости для набора данных, допущение, которое обычно принимается во многих реальных приложениях, как более подробно обсуждается в Scholkopf and Smola (2001). Ядро RBF имеет два параметра, которые необходимо определить, чтобы адаптировать алгоритм OCSVM к характеристикам сигналов вибрации, ожидаемых в этом исследовании. Эти параметры называются шириной ядра γ и штрафом за оптимизацию ν. Наблюдая изменение точности проверки α _ν OCSVM на мелкой сетке значений γ и ν можно было определить комбинацию тех двух значений, которые максимизируют α _ν . Значения γ и ν были выбраны с шагом в степени 2, как это было предложено в практическом исследовании Hsu et al. (2016). Точность проверки была рассчитана с использованием схемы 10-кратной перекрестной проверки для предотвращения переобучения данных. Как более подробно обсуждалось в Bishop (2006), схема перекрестной проверки используется, когда количество обучающих данных невелико. В таких случаях данных недостаточно, чтобы разделить их на обучающие и проверочные наборы данных, чтобы исследовать надежность и точность модели. В нашем исследовании количество условий работы двигателя относительно невелико по сравнению с количеством измерений в матрице признаков. Таким образом, схема перекрестной проверки является возможным решением проблемы недостаточности обучающих данных. Более подробно, в этой схеме данные сначала делятся на 10 подмножеств одинакового размера. Каждое подмножество используется для последовательной проверки эффективности классификации модели (которая была обучена на девяти других подмножествах). Каждая точка данных в наборе данных для обучения вибрации прогнозируется один раз. Следовательно, точность перекрестной проверки представляет собой процент правильных классификаций среди набора данных данных обучения вибрации.
На рисунке 5 мы представляем два показательных результата изменения точности перекрестной проверки на сетке параметров γ и ν. Эти результаты соответствуют точности перекрестной проверки, полученной путем обучения OCSVM с набором данных вейвлет-коэффициентов после «сжатия» с помощью PCA (правый график) и KPCA (левый график). Точность перекрестной проверки оценивалась с помощью ν. в диапазоне 0,001 и 0,8 с шагом 0,002, а γ находится в диапазоне 2 ⁻²⁵ и 2 ²⁵ с шагом 2. Выбор этого пространства сетки для ν был сделан на том факте, что этот параметр ограничен, так как он представляет собой верхнюю границу доли обучающих данных, которые лежат на неправильной стороне гиперплоскости [см. подробнее в Schölkopf et al. (2001)]. В случае γ отсутствовали верхний и нижний пределы, поэтому был выбран относительно более широкий диапазон. В обоих случаях шаги были определены таким образом, чтобы вычислительные затраты были разумными. Как правило, решение о пространстве сетки следовало процедуре проб и ошибок для заданного набора данных о вибрации, чтобы определить подходящие границы и размер шага. Как видно из контурных графиков, поиск по сетке позволяет нам получить высокую точность проверки при выборе подходящей комбинации γ и ν. Для нашего набора данных эту комбинацию можно найти в основном при относительно низких значениях γ. По мере уменьшения значения γ попарные расстояния между точками обучающих данных становятся менее важными. Следовательно, граница решения ОКСВМ становится более ограниченной, а ее форма менее гибкой из-за того, что она будет придавать этим расстояниям меньший вес. Обратите внимание, что примеры на Рисунке 5 были созданы с d = 100 для 𝒴 и D = 100 для Y (см. Малоразмерные признаки), только с уровнем разложения WPT j = ширина γ _KPCA = 1. Очевидно, что при использовании KPCA с ядром RBF можно получить максимальную точность перекрестной проверки около 95 %, в то время как при использовании стандартного PCA точность классификации OCSVM относительно низкая, т. е. около 60 %. Следовательно, есть преимущество использования KPCA по сравнению со стандартным PCA для конкретного набора данных, который используется в этом исследовании. Это ожидается, поскольку KPCA находит нелинейные отношения, существующие между объектами данных.
Рисунок 5 . Изменение точности перекрестной проверки в зависимости от γ и ν для модели одноклассового опорного вектора, основанной на машинном обучении, с использованием функций анализа основных компонентов ядра (слева) и стандартного анализа основных компонентов.

Метод поиска по сетке для нахождения «подходящих» значений для γ и ν дает преимущество, когда другие параметры, например ширина ядра KCPA σ _KPCA , не могут быть легко определены. Можно продемонстрировать, что α _ν может быть значительно увеличено по сравнению с фиксированным набором значений по умолчанию. Набор инструментов LIBSVM предлагает значения по умолчанию, равные ν = 9.0196 d ⁻¹ и γ = 0,5. На рисунке 6 точность проверки показана для различных значений ширины ядра KPCA σ _KPCA и количества главных компонент d для случаев, когда γ и ν были выбраны из поиска по сетке и когда им были присвоены их фиксированные значения по умолчанию. . Из этих двух графиков видно, что параметры OCSVM γ и ν могут быть «настроены» таким образом, чтобы точность проверки могла быть максимальной, независимо от выбора d и σ _KPCA . Это наблюдение иллюстрирует силу методов на основе ядра в целом, поскольку ширина ядра может иметь большое влияние на описание обучающих данных. В большинстве случаев выбор этого параметра необходим только для получения подходящей адаптации наших алгоритмов (Shawe-Taylor and Cristianini, 2004). Как видно, выбирая каждый раз разные комбинации ν и γ (согласно процедуре поиска по сетке), максимально достижимая точность проверки всегда близка к 100%. Это значительное улучшение по сравнению с соответствующей точностью, которую можно получить, используя фиксированный набор значений. Более того, это демонстрирует, что «настроить» машину опорных векторов не так уж и сложно, поскольку нужно найти всего два параметра, и это можно сделать с помощью процедуры поиска по сетке. Напротив, искусственная нейронная сеть требует, чтобы ее архитектура, скорость обучения градиентного спуска и другие параметры были заданы заранее, что значительно усложняет задачу «настройки» алгоритма. Тем не менее, самым сильным моментом машины опорных векторов является ее способность получать глобальное оптимальное решение для любого выбранного значения γ и ν, которое мы указали, так что его способность к обобщению всегда максимальна.

Рисунок 6 . Изменение точности перекрестной проверки для различных d и σ _KPCA для выбранных (слева) и фиксированных (справа) значений γ и ν.

Как было показано ранее на рисунке 5, выбранное значение γ (из поиска по сетке) было очень маленьким. Это верно для каждого рассмотренного случая, например, для разных значений d . По этой причине можно сказать, что алгоритм лучше обобщается с менее сложной границей решения. Однако «настройка» OCSVM оказывается сложной задачей, поскольку точность прогноза (с использованием набора тестовых данных) ниже ожидаемой, т. е. менее 50%. Большинство ошибок произошло для точек данных, ошибочно принятых за принадлежащие классу 𝒜, тогда как на самом деле они принадлежали классу 𝒩. Вероятные причины неудовлетворительной работы OCSVM на тестовом наборе данных обсуждаются ниже:

• На этапе проверки OCSVM оцениваются только ошибки ошибочного отклонения данных из класса 𝒩. Можно было бы предположить, что причина этой ошибочной классификации могла быть связана с ошибками в расчете параметров γ и ν, оцениваемых при поиске по сетке. Что касается выбора γ и ν, было предпринято несколько попыток решить эту проблему другими способами, отличными от поиска по сетке. Например, в Xiao et al. (2015) авторы представили методы выбора ширины ядра γ OCSVM с помощью того, что они называют «геометрическими» расчетами.

• Из-за характера данных существуют большие различия между состояниями двигателя и внутри каждого состояния. Следовательно, сложно разработать модель с использованием данных класса 𝒩, если характеристики каждого условия в одном и том же классе различны. Выбор подходящих обучающих данных является важным фактором для используемых подходов, основанных на данных. В этом случае следует выбирать представление данных в областях с соответствующим временным разрешением, а выбранные алгоритмы распознавания образов потенциально не должны зависеть от обучения, а работать в адаптивной структуре.

Заключение

В этом исследовании мы следовали схеме обнаружения новшеств для мониторинга состояния двигателей с использованием передовых методов машинного обучения, выбранных в соответствии с типом анализируемых данных. Это привело к лучшему описанию основных проблем, с которыми можно столкнуться при использовании основанной на данных стратегии мониторинга данных о вибрации двигателя. Схема обнаружения новизны была выбрана вместо подхода классификации из-за отсутствия обучающих данных для различных состояний работы двигателя, которые обычно встречаются в реальных приложениях. Следующие шаги были рассмотрены как основные, оптимальные методы анализа данных. Модель нормальности, основанная на OCSVM, которая была обучена распознавать сценарии нормальных и новых условий работы двигателя, была разработана с использованием данных о двигателе, работающем в условиях, в которых двигатель испытывает низкие амплитуды вибрации. Выбор этого нового метода машинного обучения для обнаружения новинок был обусловлен тем, что задача распознавания образов основана на построении ядра, которое предлагает универсальность, способную поддерживать анализ более сложных данных. В этом случае, согласно анализу, представленному в исследовании, сильное влияние штрафного параметра ν и ширины ядра γ OCSVM может повлиять на точность проверки. Используя поиск по мелкой сетке для выбора параметров ν и γ, можно достичь точности проверки, близкой к 100%, как показано в результатах. Это является значительным преимуществом, когда нет методологии выбора других параметров, таких как количество основных компонентов, используемых в KPCA. Это также подчеркивает одну из сильных сторон методов на основе ядра, а именно их адаптируемость к заданному набору данных. В частности, было доказано, что ядро RBF очень эффективно описывает данные, поступающие от двигателя, за счет выбора подходящего значения ширины ядра γ.

Ограничения подходов к обнаружению новизны в целом и того, который обсуждается в данном исследовании в частности, включают следующие моменты: данные о тренировочной вибрации, которые можно получить от двигателей, и ограничения конкретных рассмотренных алгоритмов. Для последнего обсуждался выбор ν и γ, и независимый набор тестовых данных, который включал 25% условий нового поведения двигателя, использовался для расчета точности классификации с использованием выбранных ν и γ из поиска по сетке. Несмотря на то, что результаты проверки были исключительно хорошими, и модель, казалось, не соответствовала данным, поскольку граница решения была гладкой, а количество опорных векторов относительно небольшим, точность классификации с использованием набора тестовых данных была неудовлетворительной. Наибольшие ошибки произошли при неправильном прогнозировании точек данных из исправных условий двигателя как новых. Несколько возможных причин того, почему это может произойти, были упомянуты в предыдущей части исследования.

Чтобы улучшить схему обнаружения новшеств, представленную в этом исследовании, требуется дополнительная работа по надлежащему обучению OCSVM. Например, вместо того, чтобы выбирать ν и γ с помощью поиска по сетке, можно использовать методы, которые вычисляют эти параметры более принципиальным способом с использованием простой геометрии. Кроме того, признаки вейвлет-преобразования, извлеченные из данных, могли привести к большому разбросу точек данных в пространстве признаков из-за высокой изменчивости сигналов от каждого состояния двигателя. Одним из способов решения этой проблемы является изучение нового набора потребностей в функциях, которые могут обеспечить лучшую кластеризацию точек данных из работоспособных условий двигателя, чтобы в пространстве функций можно было сформировать меньшую и более жесткую границу принятия решений. Другим предложением может быть разработка новых алгоритмов машинного обучения, которые не полагаются на качество обучающих данных, а могут скорее адаптивно классифицировать различные состояния/условия работы исследуемого двигателя.

Вклад автора

IM провел анализ машинного обучения и является первым автором исследования. ИА руководил работой (концепция и проверка). БК способствовал проведению экспериментов и получению анализируемых данных. Все авторы несут ответственность за содержание работы.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить сотрудников Центра низкоуглеродного сжигания при Университете Шеффилда за проведение экспериментов с газотурбинным двигателем и за любезно предоставленные данные о вибрации двигателя, использованные в этом исследовании.

Финансирование

IM является аспирантом, финансируемым за счет стипендии факультета машиностроения Шеффилдского университета. Все авторы выражают благодарность за финансирование, полученное от Исследовательского совета по инженерным и физическим наукам (EPSRC) в виде гранта EP/N018427/1.

Ссылки

Антониаду И., Мэнсон Г., Сташевски В. Дж., Барщ Т., Уорден К. (2015). Подход частотно-временного анализа для мониторинга состояния редуктора ветровой турбины при переменных условиях нагрузки. Мех. Сист. Сигнальный процесс. 64, 188–216. doi: 10.1016/j.ymssp.2015.03.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бишоп, К. (2006). Распознавание образов и машинное обучение (информатика и статистика) . Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Блейки С., Рай Л. и Уилсон В. (2011). Альтернативные авиационные газотурбинные топлива: обзор. Проц. Комбус. Инст. 33, 2863–2885. doi:10.1016/j.proci.2010.09.011

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чанг К. и Лин К. (2011). LIBSVM: библиотека для машин опорных векторов. ACM Trans. Интел. Сист. Технол. 2, 1–27. doi:10.1145/1961189.1961199

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Клифтон Д. А., Баннистер П. Р. и Тарасенко Л. (2006). «Применение интуитивно понятной метрики новизны для мониторинга состояния реактивного двигателя», в Достижения в области прикладного искусственного интеллекта , редакторы М. Али и Р. Дапуаньи (Берлин, Гейдельберг: Springer), 1149–1158.

Google Scholar

Клифтон Л., Клифтон Д. А., Чжан Ю., Уоткинсон П., Тарасенко Л., Инь Х. (2014). Вероятностное обнаружение новизны с помощью машин опорных векторов. IEEE Trans. Надежный 455–467. doi:10.1109/TR.2014.2315911

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клифтон Л., Инь Х., Клифтон Д. и Чжан Ю. (2007). «Обнаружение новизны комбинированного опорного вектора для многоканальных данных о сгорании», в Международная конференция IEEE по сетям, датчикам и управлению , Лондон.

Google Scholar

Фан, X., и Цзо, М. (2006). Обнаружение неисправности редуктора с использованием Гильберта и пакетного вейвлет-преобразования. Мех. Сист. Сигнальный процесс. 20, 966–982. doi:10.1016/j.ymssp.2005.08.032

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Фаррар, К., и Уорден, К. (2012). Мониторинг состояния конструкций: перспектива машинного обучения . Чичестер: Джон Вили и сыновья.

Google Scholar

Хейтон П., Шёлкопф Б., Тарасенко Л. и Анузис П. (2000). «Обнаружение новизны опорных векторов применительно к спектрам вибрации реактивных двигателей», в Ежегодной конференции по системам обработки нейронной информации (NIPS) , Денвер.

Google Scholar

Хе, К., Ян, Р., Конг, Ф. и Ду, Р. (2009). Мониторинг состояния машины с использованием представления основных компонентов. Мех. Сист. Сигнальный процесс. 23, 446–466. doi:10.1016/j.ymssp.2008.03.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Сюй К. , Чанг К. и Лин К. (2016). Практическое руководство по классификации опорных векторов . Тайбэй: факультет компьютерных наук Тайваньского национального университета.

Google Scholar

Ющак П., Такс Д. и Дуин Р. П. В. (2002). «Масштабирование признаков в описании данных опорного вектора», в Proc. ASCI , Лохем.

Google Scholar

Кинг С., Баннистер П. Р., Клифтон Д. А. и Тарасенко Л. (2009 г.). Вероятностный подход к контролю состояния авиационных двигателей. Проц. Инст. мех. англ. Г. Дж. Аэросп. англ. 223, 533–541. doi:10.1243/09544100JAERO414

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маллат, С. (1989). Теория разложения сигналов с несколькими разрешениями: вейвлет-представление. IEEE Trans. Анальный узор. Мах. Интел. 11, 674–693. doi:10.1109/34.1

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Маллат, С. (1999). Вейвлет-тур по обработке сигналов (вейвлет-анализ и его приложения) . Нью-Йорк: Академическая пресса.

Google Scholar

Пиментел М., Клифтон Д., Клифтон Л. и Тарасенко Л. (2014). Обзор обнаружения новинок. Обработка сигналов 99, 215–249. doi:10.1016/j.sigpro.2013.12.026

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Schölkopf, B., Platt, JC, Shawe-Taylor, J., Smola, AJ, and Williamson, R.C. (2001). Оценка поддержки многомерного распределения. Нейронные вычисления. 10, 1443–1471. doi:10.1162/089976601750264965

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Шолкопф Б. и Смола А. (2001). Обучение с помощью ядер: машины опорных векторов, регуляризация, оптимизация и не только . Кембридж: MIT Press.

Google Scholar

Шёлкопф Б., Смола А. и Мюллер К. (1998). Нелинейный компонентный анализ как проблема собственных значений ядра. Нейронные вычисления. 10, 1299–1319. doi:10.1162/089976698300017467

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шоу-Тейлор, Дж., и Кристианини, Н. (2004). Методы ядра для анализа закономерностей . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Тарасенко Л., Клифтон Д. А., Баннистер П. Р., Кинг С., Кинг Д. (2009). «Глава 35 — обнаружение новизны», в Encyclopedia of Structural Health Monitoring , eds C. Boller, F. Chang и Y. Fujino (Барселона: John Wiley & Sons).

Google Scholar

Сяо Ю., Ван Х. и Сюй В. (2015). Выбор параметров ядра Гаусса для одноклассового SVM. IEEE Trans. киберн. 45, 927–939. doi:10.1109/TCYB.2014.2340433

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Анализ вибрации двигателя — King Air

Статья о балансировке винта в выпуске журнала King Air за октябрь 2021 года заставила меня задуматься об анализе вибрации двигателя. Некоторые владельцы и пилоты King Air никогда не слышали об этом, поскольку это не требуется на заводе и не является частью какого-либо контрольного списка Phase или специальной проверки. Если вы не фанатик газотурбинных двигателей или не строите их для заработка, скорее всего, вы не пересекались с анализом вибрации двигателя. Единственным исключением могут быть двигатели, участвующие в программе MORE (Техническое обслуживание надежных двигателей), поскольку анализ вибрации двигателя является постоянным требованием для двигателей, зарегистрированных в ней.

Двигатель Вибрации

Все, что вращается, создает вибрацию, будь то пропеллер или редуктор, если оно вращается плавно, нормальная вибрация минимальна. Если он разбалансирован, вибрация более выражена. Со временем трение между движущимися частями создает избыточный люфт, и вращение становится шатким. Вот где хорошие вибрации становятся плохими.

Когда вы запускаете двигатель на полную мощность, многие связанные компоненты работают одновременно. Стартер-генератор, система управления подачей топлива, а также масляный и продувочный насосы — вот лишь несколько примеров. Эти дополнительные компоненты работают на определенной частоте (об/мин), и каждый из них создает вибрацию. По мере того, как компонент начинает изнашиваться, он несколько разбалансируется при вращении — обороты те же, но увеличивается вибрация. Изношенный компонент, все еще вращающийся на тех же оборотах, интенсивно вибрирует и находится на пути к выходу из строя.

Анализ вибрации двигателя (исследование вибрации двигателя) определяет вибрации, создаваемые каждым компонентом. Периодические обследования, проводимые в рамках одних и тех же рабочих параметров, могут выявить проблему по мере ее развития и позволяют отслеживать и устранять проблему до того, как она станет серьезной.

В будущем В прошлом TBO

Федеральное авиационное управление (FAA) Эксплуатанты, подпадающие под действие части 135, не могут эксплуатировать двигатели после TBO, если они не участвуют в программе, утвержденной FAA. Для King Airs (кроме B100) это программа MORE, которая предусматривает, что анализ вибрации двигателя должен выполняться на каждом двигателе с интервалом в 400 часов.

Многие владельцы самолетов King Air работают в соответствии с положениями Части 91, и поэтому им не требуется проводить капитальный ремонт своих двигателей через 3600 часов, а также они не обязаны переводить свои двигатели на альтернативную программу технического обслуживания, утвержденную FAA. Проверки необходимы (например, проверка горячей секции), но капитальный ремонт становится необязательным.

Решение запустить ваши двигатели после межремонтного пробега — это решение, к которому операторы Части 91 не должны относиться легкомысленно. Одним из вариантов является участие в программе MORE. В нем представлен очень подробный и точный график работ по техническому обслуживанию для каждого двигателя, некоторые из которых выполняются с интервалом в 50 часов.

Большинство владельцев, с которыми я имею дело, являются операторами Части 91, и многие из них эксплуатируют свои двигатели после капитального ремонта. Они просто продолжают пахать, потому что доверяют PT6A на своем King Air. Они знают, что это чрезвычайно надежный двигатель, и что в других странах рекомендации по капитальному ремонту намного превышают 3600 часов, требуемых в США.

Оборудование для обнаружения вибрации

Обнаружение вибрации является неотъемлемой частью технического обслуживания авиации. Я узнал о балансировке пропеллеров очень рано в своей карьере и всегда имел доступ (или владел собственным) балансировщиком Чедвика. Сегодня оборудование, используемое для анализа вибрации авиационных двигателей и компонентов, — это анализатор вибрации Chadwick-Helmuth 192A или анализатор самолета MicroVib II. Оба одобрены для использования с программой MORE и определяют различные вибрации в двигателе, работающем на взлетной мощности. Оба сообщают о частоте (об/мин) и амплитуде обнаруженных вибраций, выраженных в «ips» (дюймах в секунду). Результаты наносятся на график, и обычно обороты в минуту откладываются по горизонтальной оси в нижней части графика, а ips — по вертикальной оси.

Когда я обслуживал King Airs с двигателями по программе MORE, в городе был один парень с Chadwick-Helmuth 192A. Я нанял его, чтобы завершить все мои опросы вибрации двигателя. Анализатор 192A представляет собой аналоговое устройство, в котором используются карты с предварительно напечатанной сеткой RPM и ips. Он имеет перьевое устройство, которое записывает данные блока анализатора на карту, подобно сейсмографу.

Это может звучать архаично в век цифровых технологий, но 192A обладает удивительной чувствительностью и широким диапазоном. Карты записывают обороты от 150 до 9.00 000 и ips от 0 до 10.0. Карта, наиболее применимая к двигателям PT6A, имеет красную рамку с диапазоном оборотов 150–14 000 и числом в секунду от 0 до 3,0.

Чтение G raph

Вертикальная ось на графике (ips) показывает степень вибрации. Чем выше шип, тем сильнее вибрация. Помните, что различные компоненты имеют характерные обороты в минуту, поэтому посмотрите на горизонтальную ось (об/мин), чтобы определить, какой компонент вибрирует.

Я подготовил макет считывания с 192А (показан ниже). Это строго для иллюстрации; это — это , а не реальный график опроса вибраций, хотя он очень похож на те, что я видел на протяжении многих лет.

Обратите внимание на большой скачок скорости до 0,4 дюйма в секунду. Он выровнен с 2000 об / мин, что является частотой винта. Многие пропеллеры King Air работают со скоростью 2000 об/мин. В частности, модели 350 работают со скоростью около 1700 об / мин; другие модели варьируются от 1,900-2200 об/мин. В примере я показываю, как вибрирующий компонент проявляется при анализе вибрации двигателя. Если бы это был осмотр King Air, и они обнаружили бы винт на 0,4, я бы попросил их сбалансировать его и опустить как можно ниже.

Важно отметить, что вибрации, создаваемые компонентами , кроме гребных винтов , не ощущаются в кабине. Изоляторы двигателя снимают их с корпуса. Таким образом, исследование вибрации двигателя — единственный способ узнать, не гремит ли что-то под капотом.

Вибрации, достигающие верхних эшелонов графика, требуют внимания. В этом отношении графики MicroVib II аналогичны. MORE STC классифицирует вибрации менее 0,5 дюйма в секунду как «нормальные». Моим единственным исключением из этого были бы винты, потому что, когда они даже немного не сбалансированы, это чувствуется в кабине. «Высокий нормальный» составляет от 0,5 до 0,75 дюймов в секунду, выше этого у вас есть «внимательно следить», за которым следует «неприемлемо» или «неизбежный сбой».

Здравый смысл подсказывает, что чем сильнее вибрация, тем быстрее компонент будет разваливаться на части. «Внимательно следить» вызывает достаточно тревожных сигналов, чтобы я исследовал этот компонент.

Стартер-генераторы и регуляторы подачи топлива

Стартер-генераторы на большинстве самолетов King Air работают со скоростью около 10 000 об/мин при полной мощности. Это одна из первых вещей, на которые я обращаю внимание при опросе вибрации двигателя. Меня особенно беспокоят -001, используемые в King Air 300 и 350, поскольку эта конкретная модель (номер по каталогу 23085-001) печально известна тем, что не прошла капитальный ремонт через 1000 часов.

Когда они терпят неудачу, они делают это по-крупному. Обычно выходит из строя подшипник, затем якорь крутится внутри корпуса и разрушает все, не оставляя никакой ценности — нужно сразу покупать новый. Многие тысячи долларов можно сэкономить, контролируя вибрации стартер-генератора и обнаруживая проблему на раннем этапе.

Это могло случиться с любым стартовым генератором на любом King Air; however, if you have -001s, I can’t stress this strongly enough – pay close attention to your starter generators . При плановой проверке в магазине может быть обнаружено, что щетки изношены. Они могут подумать: «-001 не подлежит капитальному ремонту через 300 часов, я мог бы просто заменить щетки и сэкономить этому парню немного денег». Но им неизвестно, что один или оба подшипника выходят из строя, и выход из строя неизбежен. Исследование вибрации двигателя показало бы это; Я бы порекомендовал один с отметкой 700 часов.

Блоки управления подачей топлива на большинстве самолетов King Air работают со скоростью около 5800 об/мин. Чрезмерная вибрация регулятора подачи топлива является признаком выхода из строя переднего подшипника. Когда этот подшипник выходит из строя, система управления подачей топлива выходит из строя, и двигатель выходит из-под контроля. Если вы не можете немедленно выключить этот двигатель, у вас возникнет ситуация с чрезмерным крутящим моментом, и силовая часть должна будет выйти.

Сложности оборотов компонентов

Концепция анализа вибрации двигателя довольно проста, но в деталях есть черт (или два). Точная интерпретация графических результатов может быть немного сложной. Есть две сложности, на которые я должен указать. Во-первых, указанные обороты для различных компонентов различаются в зависимости от модели двигателя. Когда я говорю, что блоки управления подачей топлива работают со скоростью около 5800 об/мин, это приблизительная цифра. Точное число оборотов для любого компонента зависит от того, какой PT6A установлен на King Air.

В руководстве по техническому обслуживанию двигателя указаны обороты для этого двигателя при 100% и приведены математические формулы для определения точных оборотов для вспомогательных компонентов. Из-за ограничений движка ваш опрос вибрации будет выполняться на более низкой скорости, скажем, 97%. Теперь обороты для всех компонентов должны быть рассчитаны для этой скорости и соответственно уменьшатся. Наименьшая приемлемая скорость для исследования вибрации двигателя составляет 93%.

Пример: На PT6A-128 скорость компрессора при 100 % составляет 37 500 об/мин, а стартер-генератор работает при 10,991 об/мин. Однако при 98% скорость компрессора составляет 36 750 об/мин, а стартер-генератор теперь работает со скоростью 10 771 об/мин. Ваш техник по техническому обслуживанию или оператор анализатора проведет необходимые математические расчеты для интерпретации графических результатов, основываясь на информации, содержащейся в руководстве, предоставленном Pratt & Whitney.

Для двигателей, зарегистрированных в программе MORE, предоставляется подробное руководство по конкретному двигателю. Он содержит, среди прочего, таблицы со всеми оборотами компонентов, соответствующими различным скоростям компрессора; математика уже сделана. Цифры оборотов, приведенные выше для двигателя -128 и его стартер-генератора, были предоставлены MORE STC и использованы с разрешения.

Вторая сложность, связанная со скоростью вращения компонентов, заключается в том, что один компонент генерирует несколько частот. Ярким примером является пропеллер: ваш винт может вращаться со скоростью 2200 об/мин, но лопасти создают дополнительные вибрации. Винт с 3 лопастями будет читаться иначе, чем винт с 4 лопастями. Эти дополнительные вибрации будут обнаружены при анализе вибрации двигателя и должны учитываться при интерпретации графических результатов.

An O unce из P revention …

По мере износа движущихся частей они выходят из равновесия и вибрируют сильнее. Анализ вибрации двигателя выявляет эти вибрации. Периодические виброобследования позволяют отслеживать развивающуюся ситуацию и пресекать ее в зародыше до того, как она «перерастет» в дорогостоящий ремонт. Не вижу минусов в их выполнении. Они являются отличным диагностическим инструментом для всех операторов King Air, а не только для тех, кто прошел TBO. Как говорится, унция профилактики стоит фунта лечения.

Примечание. Недавно скончался Барри Бангерт, который разработал программу MORE и основал компанию MORE. На самом деле, готовя эту статью , я связался с компанией и узнал, что дела у нее идут неважно; он ушел через несколько дней. Несмотря на эту потерю для сообществ King Air и PT6, я с облегчением сообщаю, что компания MORE остается в надежных руках и продолжает двигаться вперед во главе с Холли Лепир, где она находится уже 15 лет .

Благодарности: Большое спасибо Холли Лепир и компании MORE за любезную помощь и поддержку в трудную минуту. Карточки для Chadwick-Helmuth 192A любезно предоставлены Риком Лундом из The Proper Prop, (702) 812-0309.

Вибрация двигателя ❤️ Что вам нужно знать

Вибрация двигателя может быть вполне нормальным явлением, когда ваш автомобиль работает. Вибрации могут быть вызваны движением коленчатого вала, шестерен трансмиссии и других важных компонентов двигателя автомобиля. Однако в некоторых ситуациях вибрации двигателя могут превышать нормальный уровень. В этой статье мы углубимся в возможные причины вибрации двигателя и что с этим делать.

Автоматические ремонты дороги

Вибрация двигателя.

Неисправная или загрязненная свеча зажигания, плохие кабели зажигания или изношенные катушки могут способствовать плохой искре. Пропуски зажигания могут быть вызваны неисправной искрой в одном или нескольких цилиндрах. Поскольку цилиндры работают неравномерно, двигатель может работать с перебоями в результате пропусков зажигания.

Чрезмерная вибрация двигателя может быть вызвана целым рядом факторов. Чтобы найти источник проблемы, вам придется проследить систему зажигания двигателя. Проверьте свечи зажигания, чтобы увидеть, изношены ли они и нуждаются ли они в замене, или их нужно только промыть и установить зазор.

С помощью мультиметра следует проверить сопротивление кабелей зажигания, чтобы убедиться, что оно соответствует требованиям. Катушки зажигания также необходимо проверить, чтобы убедиться, что их сопротивление соответствует требованиям производителя.

Проведя настройку автомобиля в соответствии с рекомендациями производителя и проверив указанные выше точки в системе зажигания, вы уменьшите чрезмерную вибрацию двигателя, вызванную неисправной искрой.
Проблемы с ремнем ГРМ

Другой распространенной причиной вибрации двигателя в автомобилях является проблема с ремнем ГРМ автомобиля или другими аксессуарами с ременным приводом. Ремни ГРМ и другие ремни, которые ослаблены или сломаны, могут привести к тому, что вентиляторы и другие компоненты, приводимые в действие ремнями, не будут вращаться или вращаться с постоянной скоростью, что приведет к необычным звукам и вибрациям двигателя вашего автомобиля.
Чтобы предотвратить эти проблемы, вы можете регулярно проверять все ремни в вашем автомобиле, чтобы убедиться, что они не имеют трещин и ребер, а также что они натянуты и работают должным образом.
Засорение форсунок

Форсунки подают топливо в двигатель, впрыскивая его в камеру сгорания через порт. Когда мусор в системе препятствует распылению, это может привести к пропуску зажигания, из-за чего цилиндры работают неравномерно, что приводит к чрезмерной вибрации двигателя.

Проверьте исправность топливной форсунки, заменив форсунки другими цилиндрами и проверив, переключаются ли пропуски зажигания соответствующим образом. Вы можете уменьшить или избежать этого, регулярно меняя топливный фильтр в соответствии с рекомендациями производителя.
Изношенные опоры двигателя

Крепления двигателя крепят двигатель к шасси/раме автомобиля. Они также сделаны для уменьшения вибрации двигателя, попадающей в автомобиль. Когда опоры двигателя изнашиваются, обычно изнашиваются резиновые или жидкостные секции, и одним из симптомов является повышенная вибрация.

Убедиться в этом можно, поставив автомобиль на подъемник и взглянув на опоры двигателя. Если вы заметили усиление вибрации двигателя в точках контакта с автомобилем, таких как сиденье, рулевое колесо или ручка переключения передач, проверьте опоры двигателя.
Ослабленные или отсоединенные шланги

Многие формы вибрации двигателя могут быть вызваны незакрепленными или отсоединенными шлангами. Ослабленный или отсоединенный воздушный шланг или вакуумный шланг в двигателе вашего автомобиля может вызвать сильную тряску и вибрацию. Просто найдите ослабленные или отсоединенные шланги и при необходимости подсоедините или отремонтируйте их, чтобы устранить проблему.
Негерметичность выхлопной системы

Звук воспламенения топлива в цилиндрах приглушается выхлопной системой автомобиля. Каждое зажигание похоже на взрыв, и в двигателе внутреннего сгорания некоторые из этих взрывов происходят одновременно во время работы двигателя. Глушители в выхлопной системе отвечают за подавление взрывов, вызванных воспламенением бензина.

Если трубы или глушители изношены или повреждены, они больше не смогут выполнять свою работу, и вы услышите больше шума от двигателя. Вибрации от вашего двигателя и выхлопной системы будут отражаться в вашем автомобиле из-за шума изношенной выхлопной системы. Чтобы этого избежать, осмотрите выхлопную систему автомобиля на наличие утечек в патрубках и глушителях, а также дребезжания в глушителях, когда он поднят на подъемнике для обслуживания.
Система впуска топлива неисправна или неправильно отрегулирована

Неправильно отрегулированная система впуска топлива является еще одной распространенной причиной вибрации и неприятной тряски двигателя. Проблемы с холостым ходом, которые вызывают вибрацию двигателя, часто могут быть такими же простыми, как изменение холостого хода карбюратора или очистка компонентов в системе впуска топлива, чтобы позволить большему количеству топлива проходить через двигатель, что приводит к более чистому и более мощному сгоранию в двигателе вашего автомобиля.
Проблемы с колесами

Колесо является одной из наиболее распространенных причин вибрации двигателя. Если вы чувствуете, что вибрация исходит прямо от рулевого колеса, это может быть несоосность колеса или изношенные ступичные подшипники. Еще одним фактором могут быть деформированные шаровые шарниры, которые на высоких скоростях создают решетчатую вибрацию.
Проблемы с шинами

Это самая популярная из всех причин, так как на шины приходится почти 80% всех автомобильных вибраций. Балансировка шин, перестановка шин или замена шин могут помочь снизить вибрацию.
Экстремальные погодные условия

Машины очень часто трясутся в холодную погоду. Когда на улице холодно, двигатель вибрирует больше, чем обычно. Если проблема решается самостоятельно при движении автомобиля в нормальную погоду, никаких дополнительных действий не требуется. Поскольку двигатель не может работать в полную силу в холодную погоду, увеличивается вибрация.
Ось автомобиля

Иногда кажется, что причина тряски двигателя в самом двигателе, когда на самом деле надо лечить оси. Даже при отсутствии видимых признаков травм оси автомобиля могут быть повреждены при аварии. Итак, если вы чувствуете повышенную вибрацию сразу после аварии, вам следует обратиться к механику.
Демпфер коленчатого вала

Вибрации в автомобиле могут быть вызваны проблемами с двигателем. Демпфер коленчатого вала может быть фактором, который следует учитывать при диагностике триггеров вибрации двигателя, если вы чувствуете, что двигатель трясется. Основной функцией этого компонента является снижение вибрации.

Более широко используется в дизельных двигателях. Ваш двигатель будет трястись еще сильнее, если есть риск, что он неисправен или полностью перестал работать. При возникновении такой проблемы следует вызвать механика.
Вибрация двигателя на холостом ходу (дизель)

По сравнению с бензиновыми двигателями, дизельные двигатели работают на холостом ходу при низких оборотах. Чем медленнее вращается двигатель, тем заметнее становится тряска, подобно тому, как Земля вращается так быстро, что мы этого не замечаем. Мы бы заметили, если бы Земля замедлила скорость, как дизельный двигатель по сравнению с бензиновым. Кроме того, поскольку многие дизельные двигатели огромны, постепенно становится очевидным значительное смещение веса.

Вибрация двигателя при ускорении

Если внутренний ШРУС ослаблен или выходит из строя, автомобиль может вибрировать при резком ускорении. Легкие движения могут перейти в сильную дрожь, поскольку они усиливаются под нагрузкой. Наиболее распространенной причиной повреждения ШРУСа является разрыв чехла шарнира. И единственный выход — полностью заменить ШРУС.

Другие причины включают поломку опор двигателя. При работе двигателя на холостом ходу вы сможете почувствовать неисправность опоры двигателя, но тряска станет более заметной по мере того, как двигатель будет работать сильнее при разгоне. Если заменить неисправную опору двигателя, вибрации должны улучшиться. Имейте в виду, что если одно из креплений двигателя выйдет из строя, другим креплениям придется взять на себя большую нагрузку, и, скорее всего, они тоже выйдут из строя.

Несбалансированные шины также могут вызывать вибрацию двигателя. Когда шины вращаются, любой дисбаланс веса, каким бы незначительным он ни был, превратится в небольшую вибрацию. Тряска будет более заметна на более высоких скоростях, так как колесо будет вращаться еще быстрее, и рулевое колесо действительно будет трястись. У вас может быть несбалансированная шина, если ваш автомобиль вибрирует на постоянной скорости и становится хуже на более высоких скоростях.

Также проверьте гайки крепления колес. Если они не были затянуты на ступице должным образом, со временем она ослабнет. Если это произойдет, колесо будет слегка раскачиваться, и это приведет к тряске вашего автомобиля. Проушины могут полностью ослабнуть, если их не затянуть, и колесо может упасть во время движения. Вы не хотите, чтобы это произошло.

Также, если тормозной суппорт на колесе выйдет из строя, он заклинит, вызывая вибрации автомобиля. В этой ситуации руль будет вибрировать при приближении к скорости 40-50 миль в час. Если вы ускоряетесь на более высоких скоростях, вибрации могут стать более интенсивными. Вы, вероятно, почувствуете запах гари, исходящий из машины, когда остановитесь.

Если вы подозреваете, что тормозной суппорт застрял, вы должны определить носом, на каком колесе он находится, по запаху. Детали тормозной системы следует осмотреть с особым вниманием (болты суппорта, направляющие и поршень). В некоторых случаях может помочь очистка и повторная смазка деталей, но неисправные тормозные компоненты требуют замены.
Вибрация двигателя при включенном кондиционере

Когда кондиционер включен, большинство людей жалуются на вибрацию двигателя. Может быть множество объяснений, почему это происходит в вашем автомобиле. Вам не нужно беспокоиться, потому что это может произойти в любое время и в любом месте.

Однако желательно, чтобы вы понимали причины этого затруднительного положения, чтобы механики не могли воспользоваться вами. Вот некоторые распространенные причины вибрации двигателя при включении кондиционера.
Нагрузка двигателя

Компрессор кондиционера создает нагрузку на двигатель, и когда нагрузка превышает определенный предел, возникает вибрация. Если нагрузка продолжает увеличиваться, некоторые компоненты двигателя со временем изнашиваются. Другие причины могут включать проблему с охлаждающим вентилятором или засорение системы кондиционирования воздуха. Если вы оказались в такой ситуации, как можно скорее доставьте свой автомобиль к ближайшему специалисту по кондиционерам.
Крепления двигателя/фундамент

Двигатель и подвеска удерживаются опорами двигателя. Каждое крепление выполняет определенную функцию по поддержанию надлежащего угла подвески, удерживая трансмиссию и двигатель на месте. Крепления испытывают большие нагрузки.

При включении кондиционера крепления подвергаются дополнительным нагрузкам из-за высокой пусковой нагрузки. Как следствие, любая проблема с креплениями может вызвать вибрации или тряску. Поскольку компрессор кондиционера оказывает давление на двигатель, сломанное крепление может вызвать повышенную вибрацию и шум. В результате перепроверьте свои крепления, чтобы решить проблему. Крепление может выглядеть в хорошем состоянии, но на самом деле оно изношено или треснуло.
Неисправность датчика положения дроссельной заслонки

Поскольку неисправный датчик TP не может регулировать обороты, при включении кондиционера обороты не остаются стабильными, вызывая тряску автомобиля и нестабильность оборотов. Чтобы устранить проблему, датчик необходимо очистить или заменить.
Компрессор кондиционера

Неисправный компрессор кондиционера также может вызывать вибрации при включении кондиционера.

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

	клиент@scirp.org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

Вибрация от двигателя: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Вибрации в моторе: 5+ причин для беспокойства — журнал За рулем

Уравновешиваем!

У вас массы неисправны

Откуда вибрации?

Кто испортил цилиндр

Симметрия нужна!

Двигатель вибрирует либо потому, что его таким спроектировали, либо вследствие неисправности. Эксперты «За рулем» отделили одно от другого.

Вибрация двигателя на низких оборотах причины

Вибрация на холостых — причины

Троение двигателя

Вибрации после замены ремня ГРМ

Проблемы с креплением двигателя и подушками

Разбалансировка поршневой группы и коленвала

Другие причины

Что делать, если двигатель завибрировал

Вибрация двигателя на холостых оборотах, причины сильной вибрации двигателя

Вибрация: причины, способы проверки

Причины вибрации кузова машины: от двигателя на холостых, при разгоне, движении на скорости

При движении

Колеса — вне баланса

Вибрация двигателя на холостых ходах – что можно отрегулировать?

Нарушения в системе питания

Вибрации кузова

Во время холостого хода

Во время движения

Диагностика крепления двигателя

Другие причины

Способы устранения

Способы устранения

Способы устранения

На определенной скорости

Вибрация из-за проблемы с шинами

Балансировка коленвала

Вибрация дизеля на холостых оборотах

Двигатель вибрирует при запуске на холодную – причины вибрации при запуске холодного двигателя

Сомневаетесь, что мы сможем вам помочь?

Отзывы

Сомневаетесь, что мы сможем вам помочь?

Контакты

Почему идет вибрация от двигателя

Причины появления вибраций

Двигатель троит

Крепление двигателя

Топливная система

Иные причины

Опасность вибраций

Правильная последовательность действий

Вибрация на холостых – причины

Троение двигателя

Вибрации после замены ремня ГРМ

Проблемы с креплением двигателя и подушками

Разбалансировка поршневой группы и коленвала

Другие причины

Что делать, если двигатель завибрировал

Основные причины

Сбой фаз газораспределения

Неполадки системы зажигания

Проверка свечей

Проверка высоковольтного провода

Проверка трамблера

Неисправности системы питания

Поломка вакуумного усилителя тормозов

Диагностика вакуумного усилителя тормозов

Неисправности датчиков контроля ЭБУ

Неисправность подвески мотора

Вибрация в дизельном моторе

Заключение

Вибрация двигателя на холостых: диагностика и ремонт

Причины возникновения вибрации

Способы устранения причин, вызывающих вибрацию

Вибрация дизельного двигателя на холостом ходу причины

Почему появляются вибрации двигателя на холостых оборотах

Причина №1 — Неисправность опорных подушек двигателя

Причина №2 — Разбалансировка

Причина №3 — Троение двигателя

Видео: Форд Фокус 2 Промывка форсунок / Вибрация на холостых

По каким причинам ещё мотор может вибрировать на холостых оборотах

Вибрации у дизельных моторов

Видео: Вибрация,еще одна причина