Tại sao gạt mưa ô tô tại có tiếng ồn ?

Khách hàng khi trời mưa bật cần gạt nước mưa lên, ở mỗi tốc độ gạt khác nhau đều nghe thấy tiếng ồn. Với nhiều người họ rất khó chịu khi nghe tiếng ồn này, kể cả khi gạt mưa vẫn rất sạch ! Bản thân là người bán gạt mưa trong gần 10 năm, cá nhân tôi cũng nhận được rất nhiều lần phản ánh, videos về tiếng ồn của gạt mưa khi chúng hoạt động. Chúng ta cùng tìm hiểu nguyên nhân.

Bài viết dưới đây được chúng tôi dịch bằng công cụ google dịch nên quý khách đọc xin thông cảm vì cấu trúc ngôn ngữ khi chuyển hệ

Nghiên cứu về nguyên lý hoạt động cơ bản tiếng ồn của hệ thống gạt nước mưa trên xe ô tô - Bài viết này được trình bày tại Hội nghị Kỹ thuật ô tô châu Á-Thái Bình Dương, Bangkok, Thái Lan, ngày 1-4 tháng 4 năm 2019. Tác giả trình bày hôm đó là : Nak Kyoung Kong, Kihong Lee, và Jongmin Park Hyundai Motor Company.

Khó hiểu

Hệ thống gạt nước bao gồm một động cơ, liên kết, cánh tay và lưỡi cao su, cung cấp tầm nhìn phía trước rõ ràng cho người lái xe bằng cách loại bỏ mưa, tuyết và các chất lạ khỏi kính chắn gió. Nó là một thành phần hệ thống đòi hỏi một thiết kế mạnh mẽ để đáp ứng độ cứng của hệ thống, hiệu suất chà, và tiếng ồn vận hành đối với bất kỳ điều kiện bên ngoài nào để giúp người lái xe với một cái nhìn phía trước trong rõ an toàn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, khách hàng khiếu nại về tiếng ồn gạt nước đã tăng lên khi đi trong mưa to mặc dù gạt vẫn rất sạch nước. Dựa trên phân tích của tiếng ồn gạt nước, bài viết này trình bày đánh giá định lượng tiêu chí cho tiếng ồn gạt nước khác nhau. Ngoài ra, chúng tôi dự đoán các thay đổi tiếng ồn của cần gạt nước đối với các yếu tố môi trường thông qua phân tích trường âm thanh và đề xuất giải pháp.

Giới thiệu

Sau khi phân tích các khiếu nại của khách hàng về hệ thống gạt nước, đó là xác nhận rằng khách hàng không hài lòng nhất với tiếng ồn/rung của lưỡi gạt nước. Là kết quả của việc phân tích khiếu nại của khách hàng theo loại xe, nó đã được xác nhận rằng tiếng ồn của chiếc xe sang hơn là phàn nàn xe du lịch cỡ vừa và nhỏ.

Chúng tôi có xác nhận rằng tiêu chí đánh giá của chúng tôi tập trung vào đánh giá cảm xúc mà không đủ để cải thiện các tiếng ồn khác nhau khi vận hành cần gạt nước mà khách hàng không hài lòng. Vì vậy, bài báo này đề xuất một phương pháp phân tích định lượng .

Phân tích tiếng ồn khác nhau có thể xảy ra trong hệ thống gạt nước. Hệ thống thính giác của con người bao gồm phần lớn bên ngoài tai, tai giữa và tai trong. Sự truyền âm thanh đường đi gồm sọ -> ống tai ngoài -> màng nhĩ -> Xương con -> ốc tai. Màng đáy của ốc tai được gọi là màng đáy, được tạo thành từ cứng, ngắn sợi, nhưng nó được tạo thành từ các sợi dài và mềm đi đến tận cùng của ốc tai. Do sự khác biệt về cấu trúc này, tầng hầm màng của mỗi phần phản ứng với các tần số khác nhau. Điều đó là vì màng đáy ở các vị trí khác nhau dọc theo tần số của âm thanh bị uốn cong, các tế bào lông được kích hoạt là khác nhau. Âm bổng ở màng đáy gần cộng hưởng tốt trong màng tầng hầm từ xa. Thể chất quan trọng đại lượng của âm là tần số và cường độ. Một người có thể phân biệt âm thanh bằng sự khác biệt giữa tần số và cường độ. Sự khác biệt về tần số có thể được xác định rung động được phát hiện từ loại tế bào lông nào và sự khác biệt về tần số được nhận ra bởi cao độ của âm thanh. Cường độ của âm thanh có thể được xác định bởi độ lớn của tín hiệu được phát hiện bởi tế bào lông và cường độ của âm thanh được chia cho biên độ. trong khác từ, do hình thức cấu trúc của tai người, nó là không thể nhận ra chất lượng âm thanh chỉ dựa trên về độ lớn của âm thanh. Trong khi chúng tôi vẫn quản lý tiếng ồn của cần gạt nước dựa trên tiếng ồn chỉ cấp cho tiếng ồn của cần gạt nước, các đối thủ cạnh tranh khác nhận ra sự cần thiết phải cải thiện chất lượng tiếng ồn quản lý tiếng ồn gạt nước bằng cách giới thiệu các tiêu chuẩn chất lượng tâm lý âm thanh bằng cách sử dụng thông số Zwicker . Tiêu chí đánh giá tiếng ồn của đối thủ cạnh tranh là dựa trên sự đánh giá chất lượng âm thanh về mặt cảm xúc, cũng như tiêu chí đánh giá hiệu suất của lưỡi cao su đáp ứng các tiêu chí khác nhau điều kiện môi trường có ảnh hưởng lớn nhất đến tiếng gạt nước. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất cảm xúc định lượng phân biệt tiếng ồn  và cơ sở của lưỡi gạt nước của phương pháp xác minh có xét đến tác động môi trường.

HÌNH 1  Khiếu nại của khách hàng về hệ thống cần gạt nước

Đo tiếng ồn và đánh giá

Đối với nghiên cứu này, chúng tôi đã ghi lại tiếng ồn hoạt động của cần gạt nước theo phân loại xe lớn / trung bình / nhỏ / nhỏ / nhỏ / RV. Việc đánh giá cảm quan được thực hiện bởi 82 khách hàng sử dụng
dữ liệu được ghi lại trong nội thất của chiếc xe để phân loại xe ưa thích / không ưa thích cho tiếng ồn gạt nước. Dựa trên kết quả trên, chúng tôi đã phân tích tiếng ồn ngoài trời / trong nhà
đặc tính, phân tích ảnh hưởng theo ứng dụng của phim cách âm, độ ồn của động cơ & liên kết và xu hướng tiếng ồn của các lưỡi dao mới / cũ. Kết quả là, có thể phân biệt được những thứ không được ưa thích. nhóm xe trong đó chất lượng của tiếng ồn cần gạt nước là xuống cấp nhanh chóng. Bảng 2 dưới đây cho thấy kết quả và ví dụ về phương tiện nhóm ưu đãi và nhóm không ưu tiên
phân loại. Dựa trên kết quả đánh giá này, chúng tôi đã tiến hành phân tích so sánh với các phương tiện được phân loại là nhóm ưu tiên cho các phương tiện được phân loại là không
ưa thích gạt nước tiếng ồn.

Phân tích tiếng ồn trực quan

Chúng tôi đã so sánh tiếng ồn hoạt động của gạt nước mới và cũ hệ thống cho các loại xe ưa thích và không ưa thích. người già hệ thống gạt nước được sử dụng để đánh giá so sánh sau khi
xác nhận sự hài lòng của áp lực lưỡi, góc tấn công, thông số kỹ thuật vượt mức sau 300.000 chu kỳ hoạt động liên tục theo thông số kỹ thuật đánh giá độ bền mà không cần thay thế lưỡi gạt nước. tiếng ồn trực quan các phép đo được thực hiện trong nhà và ngoài trời.

Gầm xe tắt máy và tình trạng kính chắn gió ướt trong phòng không dội âm cho nhóm được ưu tiên và không được ưu tiên xe cộ. Nhân vật. Hình 2 hiển thị kết quả hiển thị tiếng ồn phân tích cho các phương tiện ưa thích và không ưa thích. Các xe của nhóm ưu tiên không thay đổi vị trí tiếng ồn giữa mới và cũ khi đo ngoài trời và thấp tiếng ồn đảo ngược tần số tăng khi đo trong nhà. Ở nhóm không được ưu tiên, vị trí tiếng ồn của cần gạt cũ là thay đổi so với mới khi đo ngoài trời, thấp tiếng ồn đảo ngược tần số tăng khi đo trong nhà. Tần suất tiếng ồn cao nhất của cần gạt nước xảy ra chủ yếu ở 1,5 ~ 3Khz bên ngoài và 1KHz trở xuống bên trong, bất kể sự phân chia giữa các loại xe và độ bền của cần gạt nước hệ thống. Ngoài ra, tiếng ồn của cần gạt nước lớn hơn ở phía trên và các vị trí đảo ngược thấp hơn phạm vi di chuyển và lớn hơn ở đảo chiều trên so với đảo chiều dưới. như cái gạt nước tuổi của hệ thống, cường độ của tiếng ồn truyền đi bị ảnh hưởng đáng kể ở các tần số dưới 500 Hz. Cân nhắc việc các yếu tố ảnh hưởng của tiếng ồn khác nhau, không thể biết vị trí tiếng ồn và nguyên nhân của tiếng ồn chỉ thay đổi bởi kết quả trên. Do đó, cần phải phân tích các đặc tính của tiếng ồn gạt nước bằng cách phân tích đường truyền của gạt nước tiếng ồn và hoạt động lau.

Phân tích đặc điểm tiếng ồn Các đặc điểm của tiếng ồn ngoài trời và tiếng ồn trong nhà trong quá trình hoạt động của cần gạt nước là phân tích. Nhân vật. 3 hiển thị tiếng ồn của cần gạt nước ngoài trời và trong nhà quang phổ khi tốc độ gạt nước thấp ở trạng thái ướt kính khi động cơ đã tắt. Tiếng ồn ngoài trời có phổ khác nhau.

Từ 2.000 đến 8.000 Hz, nhưng tiếng ồn nghe được chủ yếu ở room chủ yếu ở dải tần dưới 1.500Hz. Như một kết quả của phân tích trực quan các đặc tính tiếng ồn, xóa tiếng ồn được phân phối ngoài trời trong dải tần hơn 3000Hz. Mặt khác, việc loại bỏ tiếng ồn truyền qua bên trong xe chủ yếu hiện diện ở tần số dưới 500 Hz. Như thể hiện trong hình. 4, tiếng ồn khi gạt nước đi qua phòng từ bên ngoài cho thấy sự suy giảm của dải tần số cao và đặc tính tăng của dải tần số thấp nói chung. Có thể thấy rằng các Phim cách âm PVB kính chắn gió chắn gió tiếng ồn ở dải tần số cao áp dụng cho xe hơi sang trọng
không thể có ảnh hưởng lớn đến tiếng ồn khi lau. Khi tiếng ồn của cần gạt nước được truyền đến phòng và truyền đến tiếng ồn tần số thấp, tiếng ồn có thể phần lớn chia thành hai. Đầu tiên là tiếng ồn ma sát của cần gạt nước lưỡi dao và kính, và thứ hai là tiếng ồn truyền đi do hoạt động của động cơ & liên kết. Bảng 3 cho thấy kết quả phân tích tiếng ồn truyền của động cơ và liên kết ở trạng thái tắt của lưỡi gạt nước khi động cơ tắt. Do đó, tiếng ồn truyền của mô tơ gạt nước và liên kết có thể được chia thành hai loại. Nó có thể được chia thành tiếng ồn cấu trúc tần số thấp dưới 300Hz và khoảng 500Hz, tương ứng với tiếng ồn được tạo ra bằng động cơ. Đặc biệt #8 và #2 thiết kế na ná nhau khác. Tuy nhiên, số 8 được truyền tải tốt với hoạt động của động cơ tiếng ồn, trong khi #2 được đặc trưng bởi việc truyền âm thanh cấu trúc. #2 là xe thuộc nhóm ưu tiên do đánh giá cảm tính của khách hàng, còn #8 là xe phương tiện thuộc nhóm không được ưu tiên do hậu quả của
đánh giá tiếng ồn của khách hàng. Điều này cho phép chúng ta suy ra loại tiếng ồn nào nhạy cảm và khó chịu với khách hàng. Độ ồn hoạt động của động cơ gạt nước & liên kết #4 được ưa chuộng nhóm cho thấy cực đại ở khoảng 300 và 500 Hz trong phòng, cho thấy mức cao nhất giống như tiếng ồn của động cơ số 4 trong bảng 4. Nó có thể được thấy rằng hiệu ứng che tiếng ồn này thực sự gây ra cần gạt nước tiếng ồn của động cơ & liên kết nhỏ hơn tiếng ồn của phương tiện khác. Nói cách khác, người ta đã xác nhận rằng việc truyền đặc tính của động cơ gạt nước & tiếng ồn liên kết bị ảnh hưởng bởi các đặc điểm của tiếng ồn động cơ, cấu trúc cơ thể, và hiệu suất cách âm. Phân loại tiếng ồn của cần gạt nước Ảnh hưởng của sự xuống cấp của lưỡi gạt nước ảnh hưởng đến lưỡi gạt, hệ số ma sát của kính và lực ma sát, và gây ra tiếng ồn truyền trực tiếp. Phân tích này đã phân tích tiếng ồn của lưỡi dao mới và các bộ phận bên trong trong điều kiện cần gạt nước ở mức thấp và kính ướt điều kiện với động cơ tắt. Như thể hiện trong Bảng 5, tiếng ồn của lưỡi lão hóa lớn hơn của lưỡi dao mới. Tuy nhiên, dải tần trong đó tiếng ồn của xe được tăng lên là khác nhau. Tiếng ồn cần gạt ưa thích của khách hàng nằm ở tần số phạm vi 20 ~ 500Hz ở phần đảo ngược gạt nước và âm thanh tần số thấp có xu hướng tăng lên. Tuy nhiên, tiếng ồn gạt nước, không được khách hàng ưa thích, cho thấy xu hướng tăng tiếng rít trong dải tần số cao từ 1.500 đến 2.500 Hz. Mặc dù kích thước của âm thanh không lớn, nhưng nó có thể được xác nhận rằng tiếng rít trong dải tần số cao gây ra sự không hài lòng với cảm giác lắng nghe khách hàng. Là kết quả của việc phân tích các đặc tính tiếng ồn gạt nước của nhóm ưu tiên và nhóm không ưu tiên dựa trên kết quả đánh giá thính giác của khách hàng, các đặc tính của tiếng ồn có thể được phân tích theo tần số như vậy.

 Ngoài ra, chúng tôi có thể phân biệt các khách hàng nhạy cảm với tiếng ồn của từng dải tần số. khách hàng phản ứng nhạy cảm với tiếng rít cao su tần số cao và tiếng ồn truyền động cơ. Mô phỏng tiếng ồn của cần gạt nước Về mặt lý thuyết, các yếu tố ảnh hưởng đến tiếng ồn của cần gạt nước là tiết diện cao su và đặc tính vật lý, sự thay đổi của hệ số ma sát, lực ép và góc tiếp xúc như trong Hình 6. Để xác định ảnh hưởng của các lý thuyết này các tham số, các yếu tố thời lượng cơ bản ảnh hưởng đến tiếng ồn gạt nước đã được xác định và phân loại như thể hiện trong Bảng 6 dưới đây. Các yếu tố độ bền điển hình có thể gây ra tiếng ồn là lực đẩy thay đổi áp suất, thay đổi tốc độ vận hành, đặc tính cao su thay đổi, thay đổi hệ số ma sát, mài mòn lưỡi, kính ô nhiễm, nhiệt độ thấp / nhiệt độ cao thay đổi môi trường.
Các hình a, b, c trong bảng 6 thể hiện các mặt cắt ngang của các lưỡi dao được sử dụng trong công ty chúng tôi. a, b, c khác nhau hình dạng, hệ số ma sát và tính chất cao su. Vì vậy, trong bài báo này, các tham số Mooney-Rivlin đã thu được thông qua đánh giá độ cứng cao su, kiểm tra độ bền kéo và cắt kiểm tra từng a, b và c, và phân tích tiếng ồn đã được tiến hành cho a, b và c. Một kỹ thuật phân tích trường âm thanh được áp dụng để thực hiện các yếu tố tiếng ồn được phân loại. Phương pháp phân tích trường âm thanh là một phương pháp chuyển đổi tốc độ bề mặt của gạt nước trên kính được đo bằng phân tích cấu trúc của cần gạt nước hệ thống thành áp suất âm thanh bằng cách sử dụng định luật âm học Ohm. Cái này làm cho nó có thể xây dựng các điều kiện môi trường gạt nước với các điều kiện khác nhau và để dự đoán tiếng ồn của cần gạt nước thông qua phân tích trường âm thanh thực tế. Mô hình trường âm thanh được xây dựng bằng cách sử dụng bề mặt vận tốc thu được từ phân tích độ bền và tiếng ồn phân tích theo sự thay đổi độ bền đã được thực hiện. Kết quả phân tích này được so sánh và phân tích cho tần số - tiếng ồn cụ thể thông qua phân tích độ bền và đặc tính động học của lưỡi gạt nước.
Là kết quả của việc so sánh giá trị áp suất âm thanh (SPL), độ to, độ chói, độ nhám và cường độ dao động của lưỡi gạt nước sử dụng tham số phân tích chất lượng âm thanh của Zwicker, Hình. 7 cho thấy kết quả phân tích độ nhạy. Các trục ngang của biểu đồ biểu thị các khuyết tật của cánh quạt có thể xảy ra theo những thay đổi trong môi trường điều kiện. Phân tích trường âm thanh được thực hiện để xác định giá trị áp suất âm thanh (SPL), độ to, độ sắc nét, độ nhám và cường độ dao động thay đổi khi lưỡi cắt khiếm khuyết xảy ra. Độ dốc trên đồ thị càng cao thì càng lớn sự thay đổi tiếng ồn giữa các lưỡi dao mới và cũ. Các phân tích cho thấy các lưỡi 'a' và 'c' có độ dốc lớn đồ thị dưới cả xấu đi và biến dạng lạnh điều kiện, điều này có thể chỉ ra rằng tiếng ồn kém đối với điều kiện phân hủy và biến dạng ở nhiệt độ thấp.

Lưỡi 'b' cũng thể hiện dao động tiếng ồn cao trong kính ô nhiễm và điều kiện nhiệt độ thấp. Ngoài ra, như trong Hình 8, là kết quả của việc phân tích trường âm thanh, nó đã được xác nhận rằng lưỡi kiếm 'a' tạo ra tiếng kêu và tiếng rít ở điều kiện nhiệt độ thấp và xuống cấp, và lưỡi 'b' cho thấy rằng có thể đảo ngược tiếng ồn tăng lên trong điều kiện ô nhiễm thủy tinh trong đó hệ số ma sát thủy tinh không phải là hằng số. Ngoài ra, lưỡi kiếm 'c' được phát hiện có độ đảo ngược lớn tiếng ồn và tiếng ồn huyên thuyên dưới điều kiện xuống cấp và thấp điều kiện nhiệt độ. Hình 8 cho thấy mức độ tiếng ồn đối với năm yếu tố môi trường điều kiện của lưỡi 'a', 'b' và 'c'. Trong cuộc trò chuyện, đảo ngược, và các vùng tần số tiếng ồn, cường độ tiếng ồn của lưỡi dao được phân tích bởi các điều kiện môi trường. Kết quả là, lưỡi 'a' và 'c' thể hiện mức độ tiếng ồn cao hơn dưới biến dạng lưỡi và điều kiện lạnh. Tuy nhiên, các Lưỡi kiếm 'a' cho thấy tiếng ồn lớn trong khi lưỡi kiếm 'c' cho thấy một xu hướng để hiển thị một tiếng ồn đảo ngược lớn. Lưỡi kiếm 'b' có một tiếng ồn đảo ngược lớn trong điều kiện ô nhiễm thủy tinh. Trong nói cách khác, người ta đã xác nhận rằng loại tiếng ồn có thể được thay đổi theo các đặc tính của lưỡi dao ngay cả dưới cùng điều kiện môi trường. Để xác minh các kết quả trên, phân tích đặc tính động và hành vi của lưỡi gạt nước trên xe thực tế được so sánh và phân tích. Lưỡi kiếm cũ được gắn vào kính của thực tế xe và kính bị nhiễm bẩn làm thay đổi hệ số ma sát. Các điều kiện phân tích được mô phỏng tương tự như điều kiện thực tế bằng cách thay đổi hệ số ma sát của thủy tinh và phân phối áp lực ép lưỡi dao không đều. Kết quả là, các lưỡi 'a' và 'c' thể hiện SLIP-STICK và hiện tượng kêu sau khi đảo chiều. Hình 9 cho thấy kết quả đánh giá xe thật và kết quả chạy tốc độ cao chụp ảnh camera và đo độ rung dọc của lưỡi. Theo kết quả phân tích, vị trí rung động và rung động hiện tượng của lưỡi dao trên kính đã được xác nhận là giống như kết quả phân tích. Điều này có thể được ngăn chặn bằng cách mô phỏng trước các vấn đề tiếng ồn có thể xảy ra trong cần gạt nước, sử dụng phân tích trường âm thanh phản ánh các tính chất vật lý và điều kiện môi trường của hệ thống gạt nước.

Tóm tắt/Kết luận

Bài báo này là để điều tra điểm yếu của tiếng ồn gạt nước của chúng tôi tiêu chí thông qua nghiên cứu cơ bản về tiếng ồn của gạt nước và nghiên cứu hướng cải tiến của nó. Các kết luận sau đây đã thu được thông qua nghiên cứu này. :
1. Tiêu chí định tính đối với tiếng ồn xuyên qua cần gạt nước được được thiết lập phù hợp với các tiêu chuẩn của khách hàng. Dải tần số và đặc điểm tiếng ồn cho cuộc trò chuyện, đảo ngược và tiếng ồn quét của cần gạt nước được trình bày.
2. Chúng tôi đã phân tích các yếu tố ảnh hưởng của tiếng ồn cần gạt nước và phân tích tần số - tiếng ồn cụ thể của hệ thống gạt nước thông qua kỹ thuật phân tích trường âm thanh
và đánh giá độ nhạy tiếng ồn của Zwicker.
3. Chúng tôi đề xuất giới thiệu phân tích trường âm thanh kỹ thuật phản ánh sự xuống cấp của gạt nước, mòn điều kiện, nhiệt độ cao/nhiệt độ thấp điều kiện, và điều kiện ô nhiễm thủy tinh như của chúng tôi
kỹ thuật phòng ngừa vấn đề sơ bộ.
4. Ngoài ra, chúng tôi đã giới thiệu một phương pháp để xây dựng một quy trình kiểm soát chất lượng đối với vấn đề tiếng ồn của cần gạt nước bằng giới thiệu tiêu chuẩn đánh giá độ tin cậy của chúng tôi
xem xét tình trạng hư hỏng lưỡi tương tự như các cân nhắc phân tích ở trên