Die Anforderungen an bestmöglichen Akustik- und Vibrationskomfort werden durch die neuen Aggregate voll erfüllt. Ein bezüglich Struktursteifigkeit optimiertes Alummiumkurbelgehäuse in Verbindung mit den nadelgelagerten in das Zylinderkurbelgehäuse integrierten Ausgleichewellen bietet hierfür die beste Basis. Diese Anordnung der Ausgleichswellen ermöglicht auch einen Einsatz bei Allradfahrzeugen. Eine Reihe von passiven und aktiven Motormaßnahmen wie beispielsweise die Strukturoptimierung der Grundmotorkomponenten und Anbauteile und die Verbrennungsapplikationen mit Doppelpiloteinspritzung tragen zu einem harmonischen Motorgeräusch bei und unterstützen den sehr guten akustischen Eindruck im Fahrzeug. Zur Berechnung der akustischen Abstrahlung werden am Gesamtmodell des Motor-Getriebe-Verbandes die Hauptanregungen aufgebracht. Dies sind z.B. Grundlagerkräfte, Kolbenseitenkräfte, Drücke an den Brennraumrandflächen und die Lagerkräfte der Ausgleichswellen. Mit geeigneter Postprocessing Software werden z.B. integrale Oberflächenschnellepegel in den Oktave 250 Hz bis 2kH ausgewertet. Anhand dieser Ergebnisse kann man schnell jene Zonen erkennen, an denen noch Verbesserungen möglich sind. Bei Anbauteilen und Aggregaten werden in der Simulation Beschleunigungen an ausgezeichneten Stellen berechnet (z.B. Anschraubpunkte von Klimaleitungen oder Ähnliches). Diese können durch Verrippungen am Aggregateträger oder Optimierung von Haltern und Absetzungen minimiert werden. Das Kurbelgehäuse und die Getriebeglocke haben nicht nur eine Bedeutung bei der Optimierung der Grundschwingsformen des gesamten Motor-Getriebe-Verbandes, sondern auch für höherfrequente lokale Schwingungsformen (z.B. Membranschwingungen). Aus diesem Grund wurde speziell die Getriebeglocke modifiziert, aber auch die Anbindung dieser an das Kurbelgehäuse mit zusätzlichen Anschraubpunkten verstärkt. Beim neuen 4-Zylinder Dieselmotor von BMW wurde zusätzlich ein Massenwechselmomentausgleich über die höhenversetzte Anordnung der beiden Ausgleichswellen realisiert. Der Vergleich zwischen einem Ausgleichswellensystem mit und ohne Höhenversatz zeigt die wesentlichen Unterschiede in geringeren Vibrationen und verbesserter Akustik bei Motordrehzahlen oberhalb des Tilgungspunktes. Die Wirkung des neuen Massenausgleichsystems im Fahrzeug ist im gesamten Drehzahl- und Lastbereich spürbar. Mit einer Pegelabsenkung von über 10 dB in der 2. Motorordnung wird der notwendige Ordnungsabstand für ein positives Empfinden im Fahrzeuginnenraum erreicht. Die Wahl der angeführten Ausgleichsgrade bezüglich Massenkraft und Massenmoment ergibt ein sehr gelungenes Ergebnis in Bezug auf Vibrationen, Akustik und Last- feedback.
Akustik der neuen 4-Zylinder Dieselmotorfamilie von BMW
2008
20 Seiten, 12 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen
Conference paper
German
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