Artikel aus dem Buch "Motor- und Aggregate-Akustik“
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Möglichkeiten zur Dynamik- und Akustik­ optimierung von modernen Steuerkettentrieben in Verbrennungsmotoren Dr. Thomas Fink Basierend auf dem Vortrag welcher am 21.6.2012 von Herr Dr. Fink auf dem 7. Magdeburger Symposium „Motor- und Aggregateakustik“ gehalten wur

Möglichkeiten zur Dynamik- und Akustikoptimierung von modernen Steuerkettentrieben in Verbrennungsmotoren Dr. Thomas Fink Abstract In this article the main influence parameters for the formation of noise in timing chain drives of internal combustion engines are discussed and efficient corrective measures are presented. Furthermore, different chain types will be evaluated regarding their noise characteristics and influencing factors of the design on the formation of noise will be pointed out by case studies. Kurzfassung Dieser Beitrag zeigt die Haupteinflussgrößen für die Entstehung von...

Die Hauptquelle der Geräuschentstehung ist jedoch in der Stoßbelastung der Kette beim Einlauf (bzw. Auslauf) in das Kettenrad mit der geringsten Zähnezahl zu suchen, da hier der Polygoneffekt einen gleichförmigen Eintritt der Kette in die Verzahnung erschwert. Bei der Analyse von Geräuschproblemen, die im Zusammenhang mit Kettentrieben stehen, bietet sich die in Bild 2 dargestellte Vorgehensweise an, die als Leitfaden für den Entwicklungsingenieur dient: Bild 2: Allgemeines Vorgehen Akustik-Messung / Analyse Nachfolgend sind Maßnahmen aufgeführt, die grundsätzliche Möglichkeiten zur...

2. Einfluss der Standardkettentypen auf die Akustik Bei der Bewertung der unterschiedlichen Kettentypen hinsichtlich ihrer Haupteigenschaften ist festzuhalten, dass Zahnketten in den meisten Anwendungsfällen das beste Akustikverhalten zeigen, jedoch mit der Einschränkung ungünstigerer Verschleiß- und Reibungseigenschaften einhergehen. Die folgende Darstellung verdeutlicht die unterschiedlichen Eigenschaften der verschiedenen Steuerkettentypen. Bild 4: Haupteigenschaften unterschiedlicher Kettentypen Bei Verwendung dieser Kettentypen in Verbrennungsmotoren ist generell feststellbar, dass,...

Bild 5: Einfluss von Kettentype und Kettenteilung auf die Akustik Im folgenden Kapitel wird daher auf neu entwickelte Kettentypen eingegangen, die sowohl die heutigen Akustik- als auch die Verschleiß- und Reibungsanforderungen abdecken können. 3. Entwicklung von neuartigen Kettentypen Ausgehend von einer verschleißarmen Hülsenkette wurden Überlegungen angestellt, den Polygoneffekt und die damit verbundenen Stoßbelastungen der Hülsen beim Eingriff in die Kettenradverzahnung zu reduzieren bzw. ganz zu vermeiden. Die in Bild 6 dargestellte Lösung einer �polygoneffektreduzierten Kette“, die...

bei ein ruckartiges Einschlagen der Kettenhülsen in die Kettenradverzahnung und somit den unerwünschten Polygoneffekt. Die verschiedenen Einzelschritte des Ketteneinlaufs in die Verzahnung sind in Bild 7 dargestellt. Bild 7: Eingriffsverhältnisse der �polygoneffektreduzierten Kette“ (iwistar) Im Vergleich zu einer Zahnkette kann mit dieser Kette ein ähnliches Akustikverhalten erreicht werden ohne auf die guten Verschleißeigenschaften einer Hülsenkette verzichten zu müssen. Bild 8 zeigt Ergebnisse einer Luftschallmessung unter Verwendung einer iwistar Kette im Vergleich zu einer Zahnkette,...

Bild 8: Luftschallmessung iwistar-Kette im Vergleich zu einer Zahnkette Ein anderer Ansatz ist die sogenannte Hülsenzahnkette, die mit dem Markennamen �iwisupreme“ bezeichnet wird. Bei dieser Kette konnte durch Einbringen einer Hülse in das Zahnlaschenpaket ein �Bolzen-Hülsen-Gelenk“ realisiert werden, das ebenso verschleißfest ist wie das einer herkömmlichen Hülsenkette. Der prinzipielle Aufbau einer iwisupreme-Kette ist auf Bild 9 dargestellt. Bild 9: Aufbau einer �Hülsenzahnkette“ (iwisupreme) Der wichtige Unterschied zur gewöhnlichen Zahnkette ist die Tatsache, dass unter Verwendung...

liegt bei den bekannten Bolzen-Zahnketten ein geometrisch reduziertes Kettengelenk vor, da lediglich die schmalen Zahnlaschen den Bolzen umfassen und dadurch die wirksame Gelenkfläche erheblich reduziert wird (sh. auch Bild 4). Bild 10 zeigt das Akustikverhalten einer iwisupreme-Kette mit einer Kettenteilung von 3/8“ im Vergleich zu einer serienmäßig eingesetzten Hülsenkette gleicher Teilung. Als Versuchsträger wurde ein 4-Zyl. Dieselmotor verwendet. Man erkennt deutlich das erhebliche akustische Verbesserungspotenzial im Drehzahlbereich zwischen 1500 rpm und 2500 rpm. Weitere...

Bild 11: Akustikverhalten Rollenkette-Hülsenkette (Quelle: Dr. Klumpp, AUDI AG) 4.2 Teilungsabweichungen Ein weiteres Beispiel zeigt den Einfluss der Präzision der Einzelkomponenten von Zahnketten auf die Akustik. Ein Maß für diese Präzision ist die Einzelteilungsabweichung von Ketten im Neuzustand. Daher ist es unumgänglich, als Qualitätssicherungsmaßnahme eine turnusmäßige Ermittlung dieser sogenannten Teilungsabweichung vorzunehmen. In Bild 12 sind solche Abweichungen der Kettenteilungen zu erkennen und mit roten Ellipsen markiert. Diese Abweichungen sind zwar minimal, führen jedoch im...

Kettenlänge (offen) Neuzustand L neu ist: ∆ L neu: Spez. Längung: Spez. Längung: Kettenteilung /Verschleißwerte Kettenlänge (offen) Neuzustand L neu ist: ∆ L neu: Spez. Längung: Spez. Längung: Kettenteilung /Verschleißwerte Teilung Spur 1 Innenglied 8,000 mm Zul. Abweichung: Teilung Spur 2 Innenglied Bild 12: Teilungsabweichungen bei Zahnketten Deutlich sind die Unterschiede in niedrigen Eingriffsordnungen zu erkennen, da die Kette mit den geometrischen Abweichungen zu Anregungen in der 1. bzw. in der 2. Kettenumlaufordnung neigt, die in dem Diagramm in entsprechende Motorordnungen...