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KFZ-Akustik > 5. Antriebstrang > Flashcards

5. Antriebstrang Flashcards

1
Q

Wesentliche Bestandteile + Haupteigenschaft (5)

A
  • 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
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2
Q

2 Arten von Verbrennungsmotoren

A
  • Ottomotoren

- Dieselmotoren

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3
Q

Notwendige Hilfseinrichtungen - Verbrennungsmotoren (4)

A
  • Kühler
  • Ansaug- und Abgassystem
  • Anlasser
  • Generator
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4
Q

Motorgeräusch resultiert aus: (4)

A
  • Körperschallanregungen
  • Verbrennung von Kraftstoff-Luftgemisches
  • Bewegung einzelner Motorbauteile
  • Strömungspulsation im Ansaug- und Abgassystem des Verbrennungsmotors
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5
Q

3 Arten - Verbrennungsgeräusche

A
  • Direkte Verbrennungsgeräusche
  • Indirekte Verbrennungsgeräusche
  • Strömungsgeräusche
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6
Q

Maßnahme zur Verringerung der durch den Verbrennungsvorgang verursachten Geräusche

A

Frequenzanalyse des Verbrennungsdruckverlaufs (siehe Frequenzspektrum)

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7
Q

3 Abbildungen - Direkte Verbrennungsgeräusche (+Beschreibung)

A
  • 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
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8
Q

3 Verursacher von Motorbauteilen - Indirekte Verbrennungsgeräusche

A
  • Kolbengeräusche
  • Kurbelwellengeräusche
  • Steuertrieb
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9
Q

Definition - Indirekte Verbrennungsgeräusche

A

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

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10
Q

Tieffrequente Schwingungen( Verursacher=?

A

Verbrennungsvorgang

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11
Q

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

A

Impulsanregung mechanischer Bauteile

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12
Q

Hauptlärmquelle bei Verbrennungsmotoren?

A

Abgasströmung

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13
Q

2 Schalldämpfersysteme?

A
  • Reflexionsdämpfer

- Dissipationsdämpfer

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14
Q

4 Bauarten - Reflexionsdämpfer

A
  • Expansionskammer
  • Reihenresonator
  • Pfeifenresonator (λ/4-Resonator)
  • Abzweigkammerresonator
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15
Q

Funktionsweise - Reflexionsdämpfer

A

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

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16
Q

2 Arten - Dissipationsdämpfer

A
  • Absorptionsschalldämpfer

- Drosseldämpfer

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17
Q

Was wird bei Dissipationsdämpfern als Schallschluckstoff benutzt?

A

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

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18
Q

Funktionsweise - Dissipationsdämpfer

A

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

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19
Q

Geräuschquellen beim Verbrennungsmotor (4)

A
  • Nockenwellenantrieb
  • Hilfsaggregate
  • Einspritzdüsen
  • Ventiltrieb (=größte Schallquelle)
20
Q

Grund (2) und Lösung (1) für Ventiltriebgeräusch

A 
Grund:
- Stoßanregungen
- Kraftanregungen
Lösung:
- "Nocken-Phasing": Spezielle Gestaltung der Nockenwelle  --> zeitlicher Versatz der Öffnungs- und Schließvorgänge
21
Q

Verringerung des Ventiltriebgeräusches durch: (3)

A
  • Verkleinerung des Ventilspiels
  • Einsatz von Hydrostößeln
  • Geringe Ventilfederkraft
22
Q

Konstruktive Maßnahmen bei Motorkühlsystemen (3)

A
  • Vergrößerung des Lüfterradabstandes von Kühlnetz und Motorstirnseite
  • Verringerung der Lüfterdrehzahl
  • Wirkungsvoll: Übergang auf thermostatisch geregelte Ventilatoren (Elektroantrieb)
23
Q

Konstruktive Maßnahmen bei Generatoren (2)

A
  • Strömungstechnisch: Kombination von Radialverdichter (Lüfterrad) und Axialverdichter (Feldwicklung des Rotors)
  • Gestaltung eines strömungsgünstiges Profils der Streben im Gehäusedeckel
24
Q

Aktive Maßnahmen zur Geräuschreduktion - Fokus auf: (2)

A
  • Anregung und Übertragung von Körperschall

- Luftschallabstrahlung von Motoroberfläche

25
Q

Bedeutung - Aktive Maßnahme zur Geräuschreduktion

A

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

26
Q

Dominierende Bereiche der Motoroberfläche bzgl. Schallabstrahlung (3)

A
  • Kurbelgehäuse
  • Ölwanne (Hauptanteil)
  • Zylinderkopf
27
Q

Passive Maßnahmen zur Geräuschreduktion - Fokus & Ziel

A

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
Q

Einsatz von - Passive Maßnahmen (2)

A
  • Motorseitige Teilabdeckung

- Karosserieseitige Kapselung

29
Q

Bauarten - Kennungswandler(2 Zahnradgetriebe) (2)

A
  • Handschaltgetriebe

- Automatikgetriebe

30
Q

Hauptanregungsmechanismus bei Zahnradgetrieben

A

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

31
Q

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

A
  • 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
Q

Geringe Luftschallabstrahlung durch: ?

A

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

33
Q

2 Bauarten - Gelenke

A
  • Tipode-Gelenke

- Kugel-Gelenke

34
Q

2 Wirkmechanismen - Gelenke (+ jeweilige Beschreibung)

A
  • 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
Q

Eigenschaften - Axialkräfte (3)

A
  • 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
Q

Eigenschaften - Verschiebekräfte (3)

A
  • 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
Q

3 Maßnahmen zur Verringerung der Dreh- und Biegeschwingungen des Antriebstranges

A
  • 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
Q

3 Abhilfemaßnahmen (Antriebstrang-Schwingungssystem) + Beschreibung

A
  • 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
Q

Vorteile - Zweimassenschwungrad (2)

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

Nachteil - Zweimassenschwungrad

A

Verhältnismäßig hohe Kosten

41
Q

Vorteil - Drehzahladaptive Drehschwingungsdämpfer

A

System reguliert sich selbst und benötigt keine externe Energiezufuhr

42
Q

Funktionsprinzip - Kontrollierte Schlupferzeugung (2)

A
  • Schlupfende Kupplung kann nur ein definiertes Drehmoment übertragen
  • Keine Übertragung von Drehmomentspitzen, die das maximal übertragbare Kupplungsmoment überschreiten
43
Q

Physikalisches Grundprinzip - Drehzahladaptive Drehschwingungsdämpfer (4)

A
  • 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
Q

NVH-Phänomene (7)

A
  • Shuffle (Ruckeln)
  • Clonk (Lastwechselschlagen)
  • Rattle (Rasseln)
  • Shudder
  • Idle-Boom (Dröhnen)
  • Gear-Whine (Heulen)
  • Growl (Wummern)
45
Q

Geräuschquellen - Elektroantrieb (5)

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

KFZ-Akustik (6 decks)

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