Pada tahun 1990, Toyota meluncurkan Lexus dengan aksi yang masih terasa fleksibel. Sebuah LS 400 duduk di atas treadmill, mencapai kecepatan lebih dari 140 mph. Di kapnya terdapat piramida berisi 15 seruling sampanye. Mesinnya berputar. Kacamatanya tidak bergetar. Itu adalah bukti presisi. Itu juga merupakan bukti bahwa kemewahan berarti keheningan.
Iklan itu berhasil. Pembeli yang pernah memimpikan BMW atau Mercedes melihat mobil Jepang yang tidak bergetar. Namun apakah aksi tersebut benar-benar membuktikan keunggulan teknik? Atau apakah ini hanya membuktikan bahwa orang-orang sangat peduli dengan perasaan sebuah mobil?
Hal ini menunjukkan bahwa pembeli premium mengukur kualitas dengan getaran. Secara khusus, semakin sedikit getaran mesin yang mencapai kabin, semakin baik. Setiap pengemudi yang pernah duduk di econobox murah pasti tahu bedanya. Berjabat tangan. Kelelahan. Tidak nyaman.
Ini termasuk dalam NVH —Kebisingan, Getaran, dan Kekerasan. Ini adalah metrik yang menentukan apakah Anda membeli mobil atau pergi begitu saja. Dan getaran mesin patut mendapat perhatian paling besar. Hal ini berdampak pada kenyamanan. Itu menguras daya tahan. Ini membunuh daya tahan dengan menyebabkan keausan dini.
Mari kita lihat bagaimana para insinyur melawannya. Dimulai dengan lima inovasi.
Potongan Pemasangan Mesin Fleksibel
Engine mount adalah garis pertahanan pertama. Mereka menghentikan getaran agar tidak menyebar ke seluruh kendaraan.
Tapi pertama-tama, mengapa mesin bergetar? Pembakaran internal adalah serangkaian ledakan terkendali. Mereka sangat kuat. Di dalam blok, bagian yang memompa dan berputar memiliki massa. Ketika bergerak, mereka bereaksi terhadap blok mesin dengan gaya yang sama besar dan berlawanan. Lipat gandakan reaksi tersebut dengan ribuan per menit, dan Anda akan mendapatkan getaran.
Itu wajar. Kami hanya tidak ingin merasakannya.
Dudukan adalah flensa logam yang dipasang pada mesin dan dinding rongga. Mereka berisi grommet tebal atau balok poliuretan atau karet. Ini menyerap energi getaran. Jika Anda merasakan getaran baru di kabin Anda, periksa dudukannya. Dudukan yang aus terlihat jelas—karetnya retak. Bahan sobek. Terkadang karet runtuh secara internal tanpa tanda-tanda visual. Teknisi yang berkualifikasi dapat mengenali hal ini.
Periksa juga dudukan transmisi. Mereka melakukan pekerjaan yang sama untuk gearbox. Guncangan tugas berat dari transmisi juga memerlukan insulasi.
Teknik Pengerasan Tubuh
Menjaga getaran tetap terkendali dimulai dengan fondasi yang kokoh. Bingkai. Kerangka.
Rangka yang kaku menolak lentur. Ini menolak lentur. Ini menghentikan getaran yang mengganggu saat bepergian. Menambahkan palang—juga disebut palang penstabil—membantu mengurangi kelenturan tubuh. Hal ini membuat kendaraan menjadi lebih kaku.
Bunyi derit dan kerincingan sering kali berasal dari rangka yang dipasang secara longgar. Toleransi yang luas dalam konstruksi memperburuk keadaan. Dalam bisnis otomotif, ini adalah “fit and finish”. Pertanyaannya: seberapa besar perhatian terhadap kualitas dan presisi yang dicurahkan oleh para pembangun?
Kesesuaian dan hasil akhir yang buruk, dikombinasikan dengan rangka yang melentur, memperkuat getaran mesin. Suaranya terdengar lebih buruk. Rasanya menggelegar.
Untuk memburu getaran, terkadang Anda harus mendatangi sumbernya. Petarung kami berikutnya mungkin akan mendapat pengakuan di kalangan pembalik kunci pas berpengalaman.
Anatomi Getaran Mesin
NVH terbagi menjadi dua jenis. Lintas Udara dan Struktural. Anda mendengar gangguan di udara. Anda merasakan yang struktural.
Gangguan di udara adalah suara dengan frekuensi lebih tinggi. Mereka berada di kisaran 300 Hz ke atas. Para insinyur menangkalnya dengan menghilangkannya dari sumbernya atau mematikannya dengan bahan peredam suara di rongga pintu dan bodi.
Gangguan struktural terjadi pada frekuensi rendah. Anda merasakannya lebih dari Anda mendengarnya. Mereka melakukan perjalanan melalui kursi, roda kemudi, dan lantai. Insinyur harus mengukur dan mengurangi sensasi tidak menyenangkan ini. Energi getaran disalurkan ke tangan, kaki, dan bahkan bagian dalam celana Anda.
Kekakuan biasanya merupakan penghinaan bagi orang-orang. Untuk kendaraan, ini adalah pujian.
Misfire tetap menjadi penyebab utama ketika mesin bergetar. Sistem pengapian dan injeksi bahan bakar modern, yang dilengkapi busi unggul dan komputer manajemen mesin yang cerdas, jauh lebih andal dibandingkan sistem berbasis distributor di masa lalu.
Namun tetap saja terjadi misfire. Jika terjadi misfire, satu atau lebih busi gagal menyalakan campuran bahan bakar pada momen yang diprogram. Kegagalan pada satu atau lebih ruang bakar ini mengganggu ritme piston. Poros engkol terasa cegukan. Getaran mengikuti. Menyentak adalah hal biasa. Mengulur-ulur waktu mungkin saja terjadi.
Jika Anda tidak dapat membedakan antara getaran spasmodik mesin yang sakit dan kinerja yang lama dan lamban, teknologi mendukung Anda. Silinder yang rusak atau busi yang rusak hampir pasti akan memicu lampu periksa mesin pada kendaraan modern mana pun. Dari sana, Anda dapat menggunakan pembaca diagnostik yang terjangkau untuk mengidentifikasi masalahnya. Alternatifnya, bawa mobil ke toko setempat. Seorang teknisi dapat menunjukkan masalahnya.
Getaran mesin yang tidak diinginkan pada dasarnya adalah ketidakselarasan. Pembakaran internal adalah proses yang penuh kekerasan. Inovasi kami berikutnya berupaya menertibkan kekacauan tersebut.
Peran Penyeimbang Harmonik
Periksa poros engkol mobil dari dekat. Itu berat. Itu sulit. Itu pasti. Ia tahan terhadap ribuan pukulan piston yang eksplosif per menit.
Meskipun tahan lama, poros engkol berputar dan melentur karena hentakan piston dan batang penghubung. Ini mentransmisikan getaran yang tidak diinginkan ke seluruh mesin dan seluruh kendaraan. Pada RPM tertentu, poros engkol dapat mencapai resonansi. Ini adalah keadaan di mana ia bergetar pada frekuensi yang mampu menyebabkan kegagalan besar. Bayangkan iklan di mana seorang penyanyi memecahkan gelas anggur dengan nada tinggi. Itu adalah resonansi.
Pada tahun 1911, Frederick Lanchester menemukan solusinya. Dia merancang perangkat untuk dipasang pada poros engkol yang berputar. Tujuannya adalah untuk menghilangkan atau mengurangi masalah-masalah tersebut. Penyeimbang harmonis telah lahir. Ia juga dikenal sebagai peredam getaran atau katrol poros engkol.
Penyeimbang meredam gaya geser dan puntir yang diberikan oleh piston. Untuk menyerap energi poros engkol yang luar biasa, penyeimbang menyertakan bagian yang terbuat dari karet atau diisi dengan cairan penghilang energi.
Kami telah melihat metode pasif untuk mencegah atau meredam getaran mesin. Inovasi selanjutnya mengambil pendekatan berbeda. Ia terus menyerang untuk mencegah getaran buruk.
Mencukur Berat Badan dan Mempertaruhkan Getaran
Penyeimbang harmonik sangat berat karena kebutuhan. Mereka harus melawan massa poros engkol yang berputar cukup besar. Namun, dalam kustomisasi mobil berperforma tinggi, bobot mematikan tenaga kuda.
Banyak penggemar kecepatan mengganti penyeimbang harmonik pabrik dengan versi aftermarket yang lebih ringan. Beberapa menghapus unit seluruhnya. Tujuannya adalah untuk melaju lebih cepat.
Pertukarannya sangat keras. Anda mendapatkan perjalanan yang lebih goyah. Anda berpotensi memperpendek umur mesin Anda.
Kontrol Getaran Aktif
Bayangkan headphone peredam bising mahal yang Anda lihat di setiap katalog gadget. Mereka tidak hanya memblokir suara; mereka melawannya. Mikrofon kecil menangkap dengungan latar belakang, menciptakan gelombang suara yang identik, namun membalikkan fase 180 derajat. Ketika gelombang terbalik itu mengenai saluran telinga Anda, suara aslinya akan hilang. Hasilnya adalah audio sejernih kristal atau sekadar keheningan yang murni dan senyap.
Mobil menggunakan prinsip yang tepat ini untuk kontrol getaran aktif.
Ini bukan sihir. Fisika diterapkan pada sasis. Sebuah perusahaan bernama Trelleborg Automotive membangun sistem di mana mikrofon mendengarkan frekuensi getaran tertentu di dalam kabin. Saat mendeteksi suara gemuruh, komputer mobil menghasilkan getaran balasan yang sama namun berlawanan. Aktuator elektromagnetik, yang secara teknis dikenal sebagai “pengocok”, menembakkan gelombang balik ini pada titik pemasangan yang strategis. Biasanya yang dimaksud adalah setir atau footwell.
“Aktuator elektromagnetik, yang disebut ‘pengocok’, mentransmisikan getaran balasan pada titik pemasangan tertentu, misalnya, roda kemudi atau bagian kaki alas lantai.”
Tujuannya sederhana: mengurangi suara dentingan, derak, dan gemuruh yang merembes ke dalam kokpit dari mesin.
Apakah Kontrol Getaran Aktif Aman?
Ada satu kelemahan yang perlu dipertimbangkan. Jika sistem bekerja terlalu baik, hal ini mungkin menutupi gejala kegagalan mekanis yang sebenarnya. Anda tidak akan merasakan getaran halus yang biasanya memperingatkan Anda tentang kegagalan pemasangan atau silinder yang salah tembak.
Tapi inilah masalahnya. Mobil itu tidak buta. Anda masih akan mendapatkan lampu periksa mesin atau peringatan dasbor lainnya jika keadaan tidak berjalan baik. Kontrol getaran tidak menyembunyikan masalah internal mesin; itu hanya memperlancar perjalanan Anda.
Getaran mesin terjadi karena banyak alasan. Beruntung bagi kami, inovasi ini memberi kami cara efektif untuk melawan kebisingan dan guncangan yang tidak diinginkan.
FAQ Getaran Mesin
Bagaimana cara menghentikan getaran mesin saya?
Salah satu caranya adalah pengendalian getaran aktif. Sistem merespons dengan getaran balasan yang sama namun berlawanan. Aktuator elektromagnetik, yang disebut “pengocok”, mentransmisikan getaran balasan pada titik pemasangan tertentu, misalnya, roda kemudi atau bagian bawah alas lantai.
Apakah normal jika mesin bergetar?
Ya, wajar jika mesin bergetar saat digunakan. Namun jika getaran mesin melebihi batas normal atau disertai dengan suara berderak, bisa jadi itu pertanda ada yang tidak beres pada mesin.
Apa yang menyebabkan getaran pada mesin?
Lima penyebab mesin Anda bergetar termasuk busi yang aus, selang kendor atau terputus, dudukan motor rusak, sistem pemasukan bahan bakar yang tidak disetel, atau timing belt yang rusak.
Apakah oli mesin rendah dapat menyebabkan getaran?
Ya. Oli mesin yang rendah tidak hanya dapat menyebabkan getaran, tetapi oli mesin berkualitas rendah juga dapat menyebabkannya.
Bagaimana pengaruh getaran mesin terhadap pengemudi?
Dari semua penyebab kendaraan bergetar dan bergetar ketika sedang melaju, getaran mesin patut mendapat perhatian khusus karena dapat berdampak pada kenyamanan pengemudi dan penumpang, ketahanan pengemudi dan daya tahan kendaraan — karena getaran menyebabkan keausan dini.
