Zur Untersuchung der Interaktion von Motor und Getriebe wird ein Simulationsmodell erstellt, das die gesamte Geräuschentstehungskette (Anregung, Körperschallübertragung, Geräuschabstrahlung) abbildet. Grundlage der Untersuchungen bildet ein 4-Zylinder Pkw-Motor mit angeflanschtem 5-Gang Handschaltgetriebe. Aus Nahfeldintensitätsuntersuchungen geht hervor, daß 70% der Gesamtschallleistung auf den Motor und nur 30% auf das Getriebe zurückzuführen sind. Ferner zeigt die Auswertung der einzelnen Aggregatflächen, daß die Verzahnungsstufe des Konstantgangs sowie die Anregung durch den Zahneingriff der Steuerkette die dominierenden Einzelfrequenzen in den Nahfeldintensitäten darstellen. Diese Interaktionen können ebenfalls in den durchgeführten Berechnungen nachgewiesen werden. Herauszustellen ist, daß die Weiterleitung dieser Resonanzen nicht über das Laufzeug, sondern primär über die Gehäusestrukturen erfolgt. Dies kann durch Berechnungen am Antriebsstrang verifiziert werden. Es zeigt sich, daß über das Laufzeug weder Einflüsse aus dem Steuertrieb auf das Getriebe noch Zahneingriffsordnungen des Getriebes auf den Motor übertragen werden. Das serienmäßig eingesetzte Zwei-Massen-Schwungrad wirkt hier also als Filter. Im direkten Vergleich von Zwei- und Ein-Massen-Schwungrad zeigt das Zwei-Massen-Schwungrad eine höhere Drehungleichförmigkeit auf der Primärseite, während auf der Sekundärseite eine gegenüber dem Ein-Massen-Schwungrad deutlich verminderte Drehungleichförmigkeit auftritt. Dies führt im Luftschall zu bis zu 2 dBA höheren Pegeln bei Verwendung des Ein-Massen-Schwungrades. Zur Erfassung der Biegedynamik im Antriebsstrang wird ein MKS-Modell erstellt. Dabei zeigt sich, daß die Kurbelwellenbiegedynamik keinen signifikanten Einfluss auf die Wellenlagerreaktionskräfte im Getriebe hat, somit also die Anregung im Getriebe nicht wesentlich beeinflusst. FE-Berechnungen führen zu dem Ergebnis, daß das Körperschallverhalten des Gesamtaggregates primär von der motorischen Anregung dominiert wird. Lediglich im Bereich der Zahneingriffsordnungen dominiert die getriebeseitige Anregung. Die Berechnung der Luftschallcharakteristik erfolgt mit Hilfe der Statistischen Energieanalyse SEA, die jedoch nur mit Einschränkungen einsetzbar ist. Dennoch konnte im höheren Frequenzbereich der prinzipielle Verlauf des berechneten und gemessenen Schalldruckes gut wiedergegeben werden.

    In the development of more refined products, the fact must be taken into account that excitation, structure-borne and airborne noise are not independent characteristics of each component, but depend on how they interact in the powertrain. The aim of this research is the complete acoustical analysis of the engine-transmission assembly, and the description of its acoustic behavior by CAE Simulation. Thereby the entire noise generation path (excitation, structural transfer behavior, radiation) has to be considered. Investigations were based on a passenger engine with a 5-gear manual transmission. Nearfield intensity investigations indicated that 70% of the total noise could be attributed to the engine and only 30% to transmission. Furthermore, analysis of the individual powertrain components showed that the toothing of the constant gear as well as the excitation due to gear meshing of the timing chain were the dominant single frequencies in the nearfield intensities. These interactions were also verified by calculations. It should be noted that these resonances were not transmitted through the shafts and gears but primarily through housing structure. This was verified by calculations at the powertrain. It could be demonstrated that influences due to timing drive or due to gear meshing orders are not transmitted to the engine through the shafts and gears. In this case, the origin dual-mass flywheel acted like a filter. Direct comparison between dual-mass and single-mass flywheel showed that the dual-mass flywheel had a higher speed fluctuation on the primary side, whereas speed fluctuation on the secondary side was significantly reduced. Using a single-mass flywheel lead to an increase of airborne noise by up to 2dBA. In order to measure powertrain bending dynamics, a Multi-Body Analysis model of the engine-transmission assembly was built using ADAMS Engine Software. Results indicated that crankshaft dynamics (especially bending) had no significant influence on shaft bearing reaction forces in the transmission, thus gear excitation was not significantly affected. Finite Element calculations show that the structure-borne noise behavior of the powertrain was mainly dominated by engine excitation. Only in the gear meshing Orders, gear excitation dominated. The airborne noise character was calculated by Statistical Energy Analysis (with some reservations).In the higher frequency range, calculated and measured sound pressure curve could be outlined with sufficient accuracy.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library


    Export, share and cite



    Title :

    Akustische Untersuchungen im Gesamtsystem Verbrennungsmotor-Getriebe II


    Additional title:

    Acoustical investigation on the engine-transmission interaction II


    Contributors:
    Pischinger, S. (author) / Steffens, C. (author) / Lahey, H.P. (author) / Platen, S. (author) / Gold, P.W. (author) / Schelenz, R. (author) / Fechler, J. (author)


    Publication date :

    2002


    Size :

    23 Seiten, 18 Bilder, 5 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




    Akustische Untersuchungen im Gesamtsystem Verbrennungsmotor Getriebe

    Gold,P. / Schelenz,R. / Fechler,J. et al. | Automotive engineering | 2003


    Akustische Untersuchungen im Gesamtsystem Verbrennungsmotor - Getriebe

    Lahey,H.P. / Wagner,T. / Schilling,S. et al. | Automotive engineering | 1997


    Akustische Untersuchungen im Gesamtsystem Verbrennungsmotor Getriebe II

    Pischinger,S. / Steffens,C. / Lahey,H.P. et al. | Automotive engineering | 2002


    Motor - Getriebe - Akustik, Akustische Untersuchungen im Gesamtsystem Verbrennungsmotor - Getriebe

    Gold, P.W. / Lahey, H.P. / Steffens, C. et al. | Tema Archive | 1999


    Akustische Untersuchung im Gesamtsystem Verbrennungsmotor Getriebe

    Gold,P.W. / Schelenz,R. / Fechler,J. et al. | Automotive engineering | 1999