Khách vào xưởng nói “xe kêu ù ù từ 60 km/h” hoặc “vô lăng rung ở 80 km/h”. Hai câu đó không chỉ ra bộ phận nào cả, và soi bằng mắt thì gần như không bao giờ tìm ra. Cám dỗ lúc này là tháo bánh đi cân lại, thay bạc đạn, thay láp — làm tới khi hết triệu chứng. Cách đó tốn tiền của xưởng và của khách. Đo ồn rung ô tô NVH tồn tại để thay phỏng đoán bằng số liệu khách quan: ghi lại tiếng ồn khi chạy xe và độ rung vô lăng theo tần số và biên độ, rồi bằng phân tích phổ tần rung quy chúng về đúng chi tiết đang quay.
1. Vì sao mắt thường và máy đọc lỗi đều bó tay
Pico nêu thẳng vấn đề trong tài liệu PicoDiagnostics NVH: cảm nhận của khách về tiếng ồn và độ rung mang tính chủ quan rất cao, không có dữ liệu khách quan thì khó tách khiếu nại chính đáng khỏi đặc tính vận hành bình thường. Thêm nữa, thường không lượng kiểm tra bằng mắt nào chẩn đoán được lỗi NVH, nên phản xạ tự nhiên là tháo chi tiết ra thử.
Chi phí tăng rất nhanh khi đụng tới hộp số, láp dọc hay cụm vi sai. Một ca thật Pico công bố cho thấy rủi ro: chiếc Opel Kadett 1.6S đời 1991 kêu rít cộng hưởng, chỉ hết sau khi thay cả ba gối cao su đỡ động cơ — mà hai trong ba gối nhìn bằng mắt vẫn còn tốt.
Công cụ NVH giải bài toán này theo hướng hoàn toàn không xâm lấn: gắn cảm biến lên xe, chạy thử, đọc số — không phải tháo gì trước khi biết nên tháo cái gì.
2. Bậc rung: khái niệm cốt lõi của phân tích phổ tần rung
Một con số tần số đơn lẻ, ví dụ “rung mạnh ở 24 Hz”, tự nó chưa chỉ đích được bộ phận nào. Thứ biến nó thành chẩn đoán là bậc rung (order).
Ý tưởng rất gọn: mỗi chi tiết quay trên xe quay ở một tốc độ khác nhau — trục khuỷu, láp dọc, bánh xe đều có vòng/phút riêng. Nếu một chi tiết sinh ra một nhiễu loạn mỗi vòng quay, tần số rung nó tạo ra sẽ luôn bằng đúng tốc độ quay của nó, bất kể xe chạy nhanh hay chậm. Đó là rung bậc 1 của chi tiết đó. Tài liệu Pico về cân bằng láp dọc nói rõ: láp dọc mất cân bằng sinh ra rung đặc trưng một nhiễu loạn mỗi vòng quay.
Phần mềm PicoDiagnostics NVH làm đúng việc quy đổi này: khi có cấu hình phù hợp hoặc có giao tiếp với xe, nó tính bậc rung từ tốc độ quay đo được hoặc tính được, nhờ đó gắn tiếng ồn và độ rung với đúng cụm chi tiết đang quay. Vì vậy câu hỏi đúng không phải “rung ở bao nhiêu Hz” mà “rung này là bậc mấy của cái gì”.
Ca Opel Kadett cho thấy cách đọc bậc trong thực tế. Gia tốc kế ba trục bắt ở bu lông nắp máy ghi được gia tốc trên 0,5 g, có lúc tới 1 g quanh tốc độ cộng hưởng khoảng 1000 vòng/phút, với thành phần bậc 2 nổi rõ. Chuyển đầu đo vào ray ghế lái, dữ liệu cho thấy gối cũ để lọt một thành phần bậc 4 đáng kể vào cabin; thay gối xong, bậc 4 biến mất và bậc 2 giảm mạnh. Hai vị trí đặt cảm biến trả lời hai câu hỏi khác nhau: nguồn rung ở đâu, và nó truyền vào người ngồi bao nhiêu.
3. Quy trình đo từng bước
PicoDiagnostics NVH đi kèm PicoScope 7 Automotive và làm việc cùng bộ kit NVH. Trình tự Pico hướng dẫn:
- Khai thác triệu chứng trước khi cắm máy. Ồn hay rung? Theo tốc độ xe hay theo vòng tua máy? Có phụ thuộc tải và số không? Phần mềm có sẵn mục NVH tests by complaint để chọn bài đo theo đúng dạng khiếu nại.
- Nối máy hiện sóng PicoScope Automotive vào máy tính, mở PicoDiagnostics rồi chọn NVH.
- Chọn “Start a new test” để mở trình hướng dẫn thiết lập, đi qua các bước nối gia tốc kế ba trục. Cũng có thể nạp lại cấu hình của phiên trước hoặc của một bài đo đã lưu.
- Đặt cảm biến đúng chỗ. Gia tốc kế bắt lên điểm cứng gần cụm nghi ngờ; micro đặt ở chỗ nghe rõ tiếng ồn.
- Chạy thử và ghi dữ liệu ở đúng điều kiện khách mô tả — đúng dải tốc độ, đúng số, đúng mức tải.
- Đọc phổ tần và quy về bậc, rồi lưu lại. Dữ liệu có thể phát lại để phân tích tiếp hoặc xuất sang định dạng khác.
Một chi tiết đáng giá cho khâu nghiệm thu: dùng dạng sóng tham chiếu để đặt phổ tần trước và sau sửa chồng lên nhau. Ca Opel đo lại ở cùng vòng tua và sau khi hiệu chuẩn lại gia tốc kế, nên so sánh là công bằng — bằng chứng khách quan để đưa cho khách.
4. Thấy dạng phổ này thì nghi bộ phận kia
Cây quyết định dưới đây bám vào một câu hỏi duy nhất: rung bám theo cái gì.
| Rung/ồn bám theo | Hướng nghi | Bước xác nhận |
|---|---|---|
| Tốc độ xe, mất khi về số 0 và trôi dốc cùng vận tốc | Nhóm chi tiết quay theo bánh: bánh xe, lốp, bạc đạn, láp | Đối chiếu tần số với vòng quay bánh — bậc 1 theo bánh |
| Tốc độ xe, một nhiễu loạn mỗi vòng láp dọc | Láp dọc mất cân bằng | Chạy bài cân bằng láp dọc trong PicoDiagnostics |
| Vòng tua máy, không phụ thuộc số hay tải | Cộng hưởng theo động cơ: gối đỡ, chi tiết phụ trợ | Đo bậc 2 và bậc 4 tại nắp máy và trong cabin |
| Chỉ ở một dải tốc độ hẹp rồi hết khi vượt qua | Cộng hưởng — một kết cấu bị kích thích đúng tần số riêng | Quét dải tốc độ, khoanh đúng vùng cộng hưởng |
| Ồn nghe rõ nhưng gia tốc kế gần như không thấy gì | Đường truyền âm thanh, không phải đường truyền rung | Chuyển sang micro, dò theo dải tần |
Trong ca Opel, khi đặt đầu đo ba trục lên cần kick-down của hộp số, phổ tần lộ ra đặc điểm không hề thấy ở bu lông nắp máy: rung mạnh trải trên dải liên tục từ 120 Hz đến 200 Hz, và dải này gần như biến mất sau khi thay gối. Đổi vị trí cảm biến làm lộ ra thứ vị trí kia giấu mất — một điểm đo duy nhất thường không đủ.
5. Cần gì để đo
Toàn bộ dòng kit NVH của Pico chạy trên cùng phần mềm PicoDiagnostics NVH và yêu cầu một máy PicoScope chuẩn PicoBNC+ — cụ thể là 4225A hoặc 4425A. Khác nhau nằm ở số điểm đo được cùng lúc; phần mềm nhận tối đa bốn đầu ra, kết hợp tuỳ ý giữa gia tốc kế (một trục hoặc ba trục) và micro.
- Pico NVH Starter Kit — 1 điểm đo / 3 trục, gồm một micro TA572, một gia tốc kế ba trục TA573 và một cáp nối dài TA574. Đủ để xác nhận một nguồn rung đã nghi sẵn tại một vị trí.
- Pico NVH Standard Kit — 2 điểm đo / 6 trục, hai bộ micro và gia tốc kế. Cho phép so trực tiếp hai vị trí trước/sau hoặc trái/phải trong cùng một lần lái thử, kèm vali đựng.
- Pico NVH Advanced Kit — 4 điểm đo / 12 trục, phủ bốn góc xe trong một lần chạy, tức dùng hết bốn đầu ra phần mềm hỗ trợ.
Chọn cấu hình nào tuỳ vào câu hỏi xưởng hay phải trả lời. Xác nhận một nghi ngờ đã khá rõ thì một điểm đo là đủ; gặp nhiều khiếu nại kiểu “rung mà không biết từ đâu” thì đo nhiều vị trí cùng lúc mới rút ngắn thời gian. Xem thêm danh mục cảm biến áp suất và NVH cùng nhóm chẩn đoán ô tô PicoScope tại Techmaster.
Giá trị thật của một lượt đo NVH không nằm ở chỗ nó chỉ ngay ra chi tiết hỏng — nhiều khi vẫn phải suy luận. Nó nằm ở chỗ bạn có một con số trước khi sửa và một con số sau khi sửa, trên cùng một xe, cùng một điều kiện.
