NVH Automobilindustrie

Ein tragbares, flexibles und genaues Messsystem, das für NVH von Fahrzeugen, Antrieben und Komponenten entwickelt wurde

Kfz-Geräusche und Schwingungen sind für alle Beteiligten ein zentrales Thema: Fahrer, Beifahrer und Passanten. Übermäßige Belastung durch Lärm und/oder Vibration (NVH) kann zu einer schlechten Produktwirkung führen und den Verkauf beeinflussen.

 

OROS-Systeme werden zur effektiven Auswertung vibroakustischer Phänomene eingesetzt. Das letztendliche Ziel besteht darin, den Komfort der Fahrzeuge sowie ihre Haltbarkeit und Leistung zu verbessern. OROS bietet eine breite Palette von Analyselösungen an, die Datenerfassung, Strukturdynamik, Akustik und rotierende Anwendungen sowie damit verbundene Serviceleistungen umfassen.

 

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Rotordynamische Analyse

Getriebe-Analyse

Signaturen, die von Getriebeschwingungen ausgehen, haben einen hohen Frequenzbereich. Im ersten Schritt erfolgt die Prüfung mit Hilfe der Standard-FFT-Analyse. Mit Werkzeugen wie Cepstrum, Kurtosis und Obertonmarkern, die vom OROS FFT-Diagnosetool zur Verfügung gestellt werden, lässt sich sogar noch mehr herausfinden.

Die Constant-Band-Tracking-Funktion eignet sich auch besonders für die Betrachtung von Ordnungsprofilen während des Hoch- und Auslaufens des Getriebes.

Torsionsanalyse

Das OROS-Torsionsmodul entspricht einem Frequenz-Spannungswandler, der ein Impulsfolgesignal in einen variierenden Drehzahlwert umwandelt. Dies ist eine häufige Ursache für Vibrationen in Antrieben. Eine typische Darstellung ist das sich in Abhängigkeit von der Zeit verändernde Winkelgeschwindigkeitsprofil. Das Drehzahlwertsignal kann analysiert werden: Torsionsmodi können abgeleitet werden. Die bereitgestellten Signale können auch mit dem Modul Synchrone Ordnungsanalyse (SOA) verarbeitet werden, um Profile zur Ordnungsanalyse zu erstellen.

Hybridgetriebe

Klassische oder Hybridgetriebe gehören zu den Hauptschwingungsquellen im Antriebsstrang. In modernen CVT-Getrieben (Continously Variable Transmission) ist ein flexibler Transmissionsriemen integriert, der eine unendliche Anzahl von Übersetzungsverhältnissen ermöglicht. Zur Durchführung von OrdnungsanalysePhasenreferenz und Drehzahlbestimmung wird das Übersetzungsverhältnis anhand einer mathematischen Formel berechnet, die auf den Eingaben von 2 Tachometern basiert.

Auswuchten

Das Auswuchten ist vor allem bei Kurbelwellen eine gängige Anwendung, die häufig während der Produktion durchgeführt wird. Das Balancing-Modul von OROS ermöglicht ein schnelles und genaues Auswuchten. Die Synchrone Ordnungsanalyse kann von NVDrive zur Integration in automatische Auswuchtmaschinen gesteuert werden.

Analyse von Antrieben

Ziel ist die Optimierung der Antriebsleistung und Fehlererkennung. So können z.B. Einspritzverzögerung und Ventilfehler mit EngineDiag identifiziert werden. Dieses Softwaremodul integriert die mechanischen Eigenschaften der Maschine: Anzahl der Zylinder, Zündreihenfolge und Zeitdiagramm, um sachdienliche Ergebnisse zu liefern.

Zeitsignal, Gesamtmenge, Zylinderphasenausrichtung sowie die Darstellung der Winkelfrequenz im Maschinenzyklus sind effiziente Ergebnisse für F&E und Prototypenvalidierung.

Strukturdynamik

Kopplungsanalyse

Absorbierende und dämpfende Lager sind die Komponenten, durch die die Schwingungsenergie zwischen dem Antrieb und dem Rest des Fahrzeugs übertragen wird: ihre Eigenschaften, Abmessungen und Positionen sind entscheidend und sollten mit Sorgfalt bestimmt werden. Dabei kommen die Techniken Kreuzspektrum, Übertragungsfunktionen, Dämpfung sowie ODS (Betriebsschwingformanalyse) zur Anwendung.

Modal & Experimentelle Analyse

Die Modalanalyse ist einer der zentralen Schritte beim Testen von Prototypen von Komponenten: Sie bestimmt ihre strukturellen Eigenschaften und legt somit fest, wie sie auf Betriebsanregungen reagieren werden. Zur Erfassung der experimentellen Datensätze können Shaker- oder Impulshammeranregungen verwendet werden: Die letzte Stufe ist die eigentliche OROS Modalanalyse.

Akustik

Bestimmung der Schallleistung

Die Bestimmung der Schallleistung ist ein zu bestimmender akustischer Schlüsselwert für Fahrzeuge und verschiedene Fahrzeugkomponenten wie Lichtmaschinen und Motoren.. Für Qualifizierungs- und Produktionsprüfungen verwendet das gebräuchlichste Verfahren Mikrofone und basiert auf der Erfassung des Schalldruckpegels (ISO 374x) in einem freien oder diffusen Schallfeld. Bei mobilen Anwendungen wird zur Bestimmung der Schallleistung vorzugsweise die Schallintensität verwendet. Sie basiert auf Messungen an Einzelpunkten (ISO 9614-1) oder über eine Oberflächenabtastung (ISO 9614-2). In diesem Fall kommt eine Schallintensitätssonde zur Anwendung.

Lokalisierung von Schallquellen

Während des NVH-Prozesses sind Akustikspezialisten oftmals bestrebt, die Lärmemission ihrer Produkte besser zu verstehen und zu kontrollieren. Die standardmäßige 1/3-Oktav-Analyse kann als erster Schritt verwendet werden. Die Erfassung der Schallintensität an einzelnen Punkten ermöglicht es, einen Schritt weiter zu gehen und eine Geräuschkarte in Farbe und akustische Iso-Linien zu erstellen. Da dies auch mit der Nahfeldholographie erreicht werden könnte, helfen Hot Spots und ihre entsprechenden Frequenzen dem Analytiker, Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, wie die Lärmemission reduziert oder besser kontrolliert werden kann.

Bestimmung der Schallqualität

Das Gefühl, das man beim Hören eines Tons empfindet, ist ein Schlüssel zur Qualitätsbewertung eines Produktes. Insbesondere in der Automobilindustrie wird die Schallqualität eines Fahrzeugs und seiner Teilkomponenten sorgfältig bewertet. In diesem Prozess werden in der Regel sowohl subjektive als auch objektive Ansätze verfolgt. Dazu führt der Analytiker nach der Signalerfassung im Fahrzeug eine Bewertung der psychoakustischen Parameter sowie eine Schallkonzeption mit gefilterter Wiedergabe der Signale durch. In diesem Prozess wird in der Regel ein Jury-Testing organisiert und eine Korrelation mit den objektiven Berechnungen verarbeitet.

Transferpfadanalyse

Bei Anwendungen im Automobil- und Eisenbahnbereich sollten zur Verringerung und Kontrolle der Lärmemission für die Fahrgäste die Quellen und insbesondere ihre Beiträge zu den Transferpfaden bewertet werden. Dieser Prozess erfordert einen experimentellen Ansatz zur Bestimmung der Frequenzübertragungsbeziehung zwischen Quellen, angeschlossenen Strukturen und dem durch den Fahrgast dargestellten Zielpunkt. Dann folgt eine spezifische Transferpfadanalyse, in der Regel als TPA bezeichnet, um schließlich die entsprechenden Beteiligungen anzuzeigen

EV/HEV

e-NVH Anregungen durch elektrische Markierungen (PWM, Slotting …) sind sofort erkennbar.
Das Spatiogramm ein einzigartiges Werkzeug zur schnellen Quantifizierung des Beitrags verschiedener e-NVH-Anregungswellen zu den Schwingungen.
Schallkonzeption: zum Anhören und Abspielen des Motorgeräuschs, um die verschiedenen Quellen zu trennen und zu konzipieren

Datenerfassung

Aufzeichnungen im Fahrzeug

Die verschiedenen in ein Fahrzeug eingebauten Komponenten werden auf der Straße getestet, um ihre Integration in das Fahrzeug zu validieren (Bremsen, Reifen, Turbolader usw. …). Hierfür wird ein tragbares, robustes und einfaches Aufzeichnungssystem mit einer CAN-Bus-Schnittstelle benötigt. Die Aufzeichnung ohne PC eignet sich besonders für den Einsatz unter erschwerten Bedingungen (D-rec, Direct Recording)

Ermüdungstest

Antriebsstrang- und Getriebekomponenten sind hohen statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt, die langfristig zu Ermüdung führen. Während des Entwicklungs- und Validierungsprozesses von Prototypen werden Dehnungsmessstreifen eingesetzt, um diese Parameter zu bestimmen. Sie werden auch in Kombination mit anderen Parametern wie Beschleunigung oder Rotationsgeschwindigkeit bestimmt. XPods und die Signalaufbereitung mit Plug-and-Play sollten vorhanden sein.

Labor

  • Komponenten-Spezifikation
  • F&E für Antriebe
  • NVH-Teilsysteme
  • Bestimmung der Schallleistung
  • Continuously Variable Transmission (CVT)
  • Strukturen von Fahrzeugen

Test im Fahrzeug

  • Prototyp-Validierung
  • Integration von Komponenten im Fahrzeug
  • Geräusche und akustischer Komfort im Innenraum von Fahrzeugen
  • NVH im Innenraum

Produktionstests

Fahrzeuge

  • Automobilindustrie
  • Motorräder
  • LKW & Busse
  • Nutzfahrzeuge
  • Privatfahrzeuge
  • Erdbewegungsmaschinen
  • Schienenfahrzeuge

Antriebe

  • Downsizing
  • Hybrid
  • Steuerzeiten
  • Kurbelwelle
  • Diesel
  • EV/HEV

Komponenten

  • Hybrid-Antriebsstrang
  • Turbolader
  • Übersetzungsgetriebe
  • Steuerungen
  • Bremsen
  • Getriebe
  • Lichtmaschinen
  • Kompressoren
  • Elektromotoren
  • Auspuffanlagen
  • Reifen
  • Komponenten aus Gummi
  • Stetige Variable
  • Getriebe (CVT)

EV / HEV NVH Lösung

NVH-Bewertung und -Optimierung von EVs und HEVs

Die Entwicklung von Elektro- und Hybridfahrzeugen eröffnet völlig neue Herausforderungen in Bezug auf Geräusch- und Schwingungsemissionen. Einerseits ließ eine leisere Fahrerhausumgebung, die von Lärmemissionen entlastet wurde, neue Schallquellen entstehen. Diese Schallquellen erzeugen oft niedrige Geräuschpegel, jedoch mit einer unausgereiften Schallkonzeption, was zu einem unzureichenden Klangerlebnis für den Fahrgast führt. Der Hauptantriebsmotor spielt seinerseits eine wichtige Rolle für den Geräuschpegel: Sein vibroakustisches Verhalten kann mit der entsprechenden Technik bewertet und verbessert werden. Auf globaler Ebene erfordert E-NVH ein breites Spektrum an speziellen Fähigkeiten und High-End-Werkzeugen: von der Simulation bis zum Testbetrieb. Erfahren Sie mehr über EV / HEV-Lösungen.

Gemeinsam mit unseren Kunden schaffen wir innovative und branchenorientierte Lösungen

Torsional vibrations measurements on engine timing (camshaft)
Modal testing of a roll over protection structure
Sound Power Measurements on Construction Equipment