5. Antriebstrang Flashcards Preview

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Flashcards in 5. Antriebstrang Deck (45):
1

Wesentliche Bestandteile + Haupteigenschaft (5)

- Verbrennungsmotor: Energiewandler der benötigten Antriebsleistung für Fahrzeug
- Bremsen: Kinetische Energie wird hier entzogen und in Reibungswärme umgewandelt --> Fahrzeug verzögert
- Getriebe: Anpassung der Leistungsparameter (Drehzahl/Drehmoment)
- Differential: Wichtig bei Schwingungs-/Geräuschkomforts im Innenraum
- Gelenke: Wichtig bei Schwingungs-/Geräuschkomforts im Innenraum

2

2 Arten von Verbrennungsmotoren

- Ottomotoren
- Dieselmotoren

3

Notwendige Hilfseinrichtungen - Verbrennungsmotoren (4)

- Kühler
- Ansaug- und Abgassystem
- Anlasser
- Generator

4

Motorgeräusch resultiert aus: (4)

- Körperschallanregungen
- Verbrennung von Kraftstoff-Luftgemisches
- Bewegung einzelner Motorbauteile
- Strömungspulsation im Ansaug- und Abgassystem des Verbrennungsmotors

5

3 Arten - Verbrennungsgeräusche

- Direkte Verbrennungsgeräusche
- Indirekte Verbrennungsgeräusche
- Strömungsgeräusche

6

Maßnahme zur Verringerung der durch den Verbrennungsvorgang verursachten Geräusche

Frequenzanalyse des Verbrennungsdruckverlaufs (siehe Frequenzspektrum)

7

3 Abbildungen - Direkte Verbrennungsgeräusche (+Beschreibung)

- Gasdruckverlauf: Während der Verbrennungsphase, plötzliche starke Druckänderung sind bei Zündungsbeginn und im Bereich des Maximaldrucks zu erkennen
- Frequenzspektrum: Ermittlung mittels FFT aus Zylinderdruckverlauf während des Zündvorgangs (Fensterfunktion)
- Verbrennungsgeräuschspektrum: Weniger bedeutend bei Luftschallemission

8

3 Verursacher von Motorbauteilen - Indirekte Verbrennungsgeräusche

- Kolbengeräusche
- Kurbelwellengeräusche
- Steuertrieb

9

Definition - Indirekte Verbrennungsgeräusche

Schwingungsanregung verschiedener mechanischer Motorkomponenten & Gehäusestruktur des Motors
--> mittels Druckwellen, welche beim Verbrennungsvorgang entstehen

10

Tieffrequente Schwingungen( Verursacher=?

Verbrennungsvorgang

11

Hochfrequente Schwingungen ( >2 kHz) --> Verursacher=?

Impulsanregung mechanischer Bauteile

12

Hauptlärmquelle bei Verbrennungsmotoren?

Abgasströmung

13

2 Schalldämpfersysteme?

- Reflexionsdämpfer
- Dissipationsdämpfer

14

4 Bauarten - Reflexionsdämpfer

- Expansionskammer
- Reihenresonator
- Pfeifenresonator (λ/4-Resonator)
- Abzweigkammerresonator

15

Funktionsweise - Reflexionsdämpfer

Beeinflussung der Schallleitung durch Reflexion (d.h. Interferenz & Resonanzeffekte)

16

2 Arten - Dissipationsdämpfer

- Absorptionsschalldämpfer
- Drosseldämpfer

17

Was wird bei Dissipationsdämpfern als Schallschluckstoff benutzt?

Mineralische Materialien (z.B. Glas- oder Basaltwolle für Auspuffsysteme)

18

Funktionsweise - Dissipationsdämpfer

Durch Reibung wird die Energie der in das Absorptionsmaterial eintretende Druckwelle in Wärme umgewandelt

19

Geräuschquellen beim Verbrennungsmotor (4)

• Nockenwellenantrieb
• Hilfsaggregate
• Einspritzdüsen
• Ventiltrieb (=größte Schallquelle)

20

Grund (2) und Lösung (1) für Ventiltriebgeräusch

Grund:
- Stoßanregungen
- Kraftanregungen
Lösung:
- "Nocken-Phasing": Spezielle Gestaltung der Nockenwelle --> zeitlicher Versatz der Öffnungs- und Schließvorgänge

21

Verringerung des Ventiltriebgeräusches durch: (3)

- Verkleinerung des Ventilspiels
- Einsatz von Hydrostößeln
- Geringe Ventilfederkraft

22

Konstruktive Maßnahmen bei Motorkühlsystemen (3)

- Vergrößerung des Lüfterradabstandes von Kühlnetz und Motorstirnseite
- Verringerung der Lüfterdrehzahl
- Wirkungsvoll: Übergang auf thermostatisch geregelte Ventilatoren (Elektroantrieb)

23

Konstruktive Maßnahmen bei Generatoren (2)

- Strömungstechnisch: Kombination von Radialverdichter (Lüfterrad) und Axialverdichter (Feldwicklung des Rotors)
- Gestaltung eines strömungsgünstiges Profils der Streben im Gehäusedeckel

24

Aktive Maßnahmen zur Geräuschreduktion - Fokus auf: (2)

- Anregung und Übertragung von Körperschall
- Luftschallabstrahlung von Motoroberfläche

25

Bedeutung - Aktive Maßnahme zur Geräuschreduktion

Durchführung messtechnischer Bauteilanalysen, um gezielt einzelne Bereiche der Motorstruktur und -oberfläche herauszufiltern

26

Dominierende Bereiche der Motoroberfläche bzgl. Schallabstrahlung (3)

- Kurbelgehäuse
- Ölwanne (Hauptanteil)
- Zylinderkopf

27

Passive Maßnahmen zur Geräuschreduktion - Fokus & Ziel

Fokus:
- Verhinderung der Ausbreitung der vom Motor emittierenden Luftschall außerhalb des Motorraums (Kapseln)

Ziel:
- Die vom Antriebsaggregat inklusive Nebenaggregate emittierten Geräusche soweit wie möglich im Motorraum eindämmen

28

Einsatz von - Passive Maßnahmen (2)

- Motorseitige Teilabdeckung
- Karosserieseitige Kapselung

29

Bauarten - Kennungswandler(2 Zahnradgetriebe) (2)

- Handschaltgetriebe
- Automatikgetriebe

30

Hauptanregungsmechanismus bei Zahnradgetrieben

Stoßimpuls beim Eingriffsbeginn, d.h. das Aufeinanderprallen von zwei Zahnflanken sowie die periodische Veränderung der Federsteifigkeit beim Durchwälzen der tragenden Zahnpaare

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Maßnahmen zur Verminderung der Körperschallerzeugung (bzgl. Zahnradgetriebe) (4)

- Stoßimpuls und Federsteifigkeitsschwankungen im Zahneingriffbereich gering halten
--> Schrägverzahnung (statt Geradverzahnung)
--> Hochverzahnung (statt Standardverzahnung)
- Lagerung von Gangrädern und Wellen im Getriebe
- Geringe Fertigungs- und Montage-Ungenauigkeiten
- Gute Ölschmierung im Zahneingriff

32

Geringe Luftschallabstrahlung durch: ?

Äußere Dämmkapsel (wenn Änderungen am Getriebe selbst nicht mehr möglich sind)

33

2 Bauarten - Gelenke

- Tipode-Gelenke
- Kugel-Gelenke

34

2 Wirkmechanismen - Gelenke (+ jeweilige Beschreibung)

- Axialkräfte: Erzeugung einer zyklisch variierenden Kraft in axialer Wellenrichtung
- Verschiebekräfte: Entkopplung bzw. Isolation von Motor und Radaufhängung bzw. Karosserie um Schwingung im Innenraum gering zu halten

35

Eigenschaften - Axialkräfte (3)

- Steigen mit zunehmendem Beugewinkel und Drehmoment
- Sind bei Tripodegelenken höher als bei Kugelgelenken
- Beeinflussung durch die Gestaltung des Gelenkes und durch da verwendete Schmiermittel

36

Eigenschaften - Verschiebekräfte (3)

- Steigen mit zunehmenden Beugewinkel und Drehmomenten an
- Sind bei Kugelgelenken höher als bei Tripodegelenken
- Beeinflussung durch die Gestaltung des Gelenkes und durch da verwendete Schmiermittel

37

3 Maßnahmen zur Verringerung der Dreh- und Biegeschwingungen des Antriebstranges

- Im Bereich der Schwingungsanregung (primäre Maßnahmen: Frühes Entwicklungsstadium z.B. Motor, Getriebe)
- Eigenfrequenzen der miteinander gekoppelten Einzelschwinger so beeinflussen, dass ungünstige Resonanzüberhöhungen im Antriebstrang vermieden werden
- Einbau zusätzlicher Elemente (sekundäre Maßnahmen: z.B. Dämpfer entzieht dem Schwingungssystem Torsionsenergie

38

3 Abhilfemaßnahmen (Antriebstrang-Schwingungssystem) + Beschreibung

- Zweimassenschwungrad (ZMS):
Aufteilung des Trägheitsmoments des Motorschwungrades in Primär- und Sekundärmasse
- Drehzahladaptive Drehschwingungsdämpfer (DAT): Form von Fliehkraftpendeln
- Kontrollierte Schlupferzeugung: Reduziert die vom Verbrennungsmotor verursachte Drehschwingung im Antriebstrang

39

Vorteile - Zweimassenschwungrad (2)

- Verringerung (Eigenfrequenz) durch Neuverteilung der Rotationsmassen --> von 40-80 Hz auf ca. 15 Hz
- Starke Reduktion der Drehschwingung --> vollständiger Abbau der Rasselgeräusche

40

Nachteil - Zweimassenschwungrad

Verhältnismäßig hohe Kosten

41

Vorteil - Drehzahladaptive Drehschwingungsdämpfer

System reguliert sich selbst und benötigt keine externe Energiezufuhr

42

Funktionsprinzip - Kontrollierte Schlupferzeugung (2)

- Schlupfende Kupplung kann nur ein definiertes Drehmoment übertragen
- Keine Übertragung von Drehmomentspitzen, die das maximal übertragbare Kupplungsmoment überschreiten

43

Physikalisches Grundprinzip - Drehzahladaptive Drehschwingungsdämpfer (4)

- Schwingendes Pendel, das mit der sich drehenden Welle rotiert --> Änderung der eigenen Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl
- Nutzung der Trägheit des Pendels
- Mit steigender Drehzahl erfolgt Auslenkung der Pendelmasse
- Je weiter der Massenschwerpunkt in radialer Richtung nach außen verlagert wird, umso größer ist die Trägheit des Systems
--> Absenkung der Drehbeschleunigung

44

NVH-Phänomene (7)

- Shuffle (Ruckeln)
- Clonk (Lastwechselschlagen)
- Rattle (Rasseln)
- Shudder
- Idle-Boom (Dröhnen)
- Gear-Whine (Heulen)
- Growl (Wummern)

45

Geräuschquellen - Elektroantrieb (5)

- Kühlsysteme(Batterie)
- Kompressoren
- Pumpen
- Verbrennungsmotor/Generatoreinheit(Range-Extender)
- Nebenaggregate(Servolenkung und Klimaanlage) müssen nun elektrisch angetrieben werden