CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

Mercedes Sprinter 1 (Typ T1N, Baumuster W901-W905) & VW LT 2 - ab 1995 bis 2006
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VVouter
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#76 

Beitrag von VVouter »

@Vanagaudi:

Der Grund dafür, dass Sie kein sauberes Linienspektrum erhalten, ist auf "Aliasing" zurückzuführen. Sie erhalten diesen Effekt, weil Sie ein Signal mit unbegrenzter Bandbreite abgetastet haben. In dem praktischen Beispiel, das die Tonaufzeichnungsdaten verwendete, wurde dieses Problem durch ein Tiefpassfilter in der Aufzeichnungsvorrichtung vermieden. Sie haben dies nicht in Ihrem Code. Darüber hinaus sehen Sie möglicherweise "DFT-Leakage", wenn Ihr Signal nicht periodisch über die Analyselänge Ihrer DFT ist. Die Spektrumanalyse erfordert normalerweise etwas mehr als nur eine FFT-Berechnung.

Grüße,
Wouter
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#77 

Beitrag von VVouter »

@Werbin. I have a question for you:

Sie berichten über eine zerstörte Manschette der kurzen Kardanwelle zwischen Getriebe und VTG. Hast du eine Gleichlaufwelle montiert oder hat die Standard-Kardanwelle auch eine Manschette oder Faltenbalg ?? Meiner hat keine und ich würde gerne wissen, ob das normal ist?

Grüße,
Wouter
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#78 

Beitrag von VVouter »

Und ein paar Fragen zu den Tonaufnahmen:

@ Allradjoe:
Können Sie uns etwas genauer erklären, wie Sie die Tonaufnahmen gemacht haben? Welches Gerät hast du benutzt? Und wo genau haben Sie das Gerät positioniert, um nützliche Ergebnisse zu erzielen? Welches Soundformat hast du verwendet?

@Lars72
Die Informationen in den Spektrogrammen beziehen sich alle auf die Abtastfrequenz der Eingangsdaten. Wissen Sie, wie die Software das erhält? Sind diese Informationen in der Sounddatei enthalten? Hat der Einsatz von Vibrationssensoren (G-Sensoren) anstelle von Tonaufnahmen Vorteile?

Danke,
Wouter
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#79 

Beitrag von Vanagaudi »

@VVouter:

Danke für den Hinweis, aber dem ist nicht so:
VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 22:58Der Grund dafür, dass Sie kein sauberes Linienspektrum erhalten, ist auf "Aliasing" zurückzuführen. Sie erhalten diesen Effekt, weil Sie ein Signal mit unbegrenzter Bandbreite abgetastet haben.
Ich habe kein Signal mit unbegrenzter Bandbreite abgetastet, es handelt sich um ein zeitdiskretes, berechnetes Signal, dessen Frequenz weniger als bei 1/1000 der Abtastfrequenz liegt.
VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 22:58In dem praktischen Beispiel, das die Tonaufzeichnungsdaten verwendete, wurde dieses Problem durch ein Tiefpassfilter in der Aufzeichnungsvorrichtung vermieden. Sie haben dies nicht in Ihrem Code.
Auf einen Tiefpassfilter kann ich im Fall des berechneten Signals verzichten, da sich außer dem Spektrum des berechneten Signals nur zusätzliche, unvermeidliche Spektrallinien aus den zeitdiskreten Stützwerten ergeben. Da die Abtastfrequenz um mindestens den Faktor 1000 über der zu analysierenden Schwingung liegt, liegt die Grund-Spektrallinie der Abtastfrequenz ebenfalls bei dem Faktor 1000. Darüber hinaus müsste der Tiefpass vor der Abtastung erfolgen, da die durch die Abtastung entstehenden Spektrallinien und deren Mischprodukte mit dem Nutzsignal später schwerlich herauszufiltern sind. Bei einem berechneten Signal ist die Abtastung jedoch bereits vorgegeben, das Signal wird nicht noch einmal abgetastet. Demnach entstehen auch keine weiteren Spektrallinien und auch keine Mischprodukte daraus.
VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 22:58Darüber hinaus sehen Sie möglicherweise "DFT-Leakage", wenn Ihr Signal nicht periodisch über die Analyselänge Ihrer DFT ist. Die Spektrumanalyse erfordert normalerweise etwas mehr als nur eine FFT-Berechnung.
Das Signal ist sehr wohl periodisch innerhalb der Analyselänge, da das Signal genau für den Zeitbereich berechnet wird, in der auch die Analyse durchgeführt wird.

Was ich nicht berücksichtigt habe, sind die Anfangs- und Endbedingungen. Ich habe hier ein einfaches Rechteck-Windowing verwendet, bestehend aus einem einzigen Fenster, dessen Grenzen auf einem Nulldurchgang der zu analysierenden Funktion liegen. Dies habe ich mir erlaubt, da mir die Anzahl der zu analysierenden Perioden im Analysezeitraum hinreichend hoch erscheint, um die daraus entstehenden Fehler ignorieren zu können. Der Vergleich der Berechnungen von Analysefenstern mit unterschiedlicher Anzahl Signalperioden bestätigen dies.
Für (Folge-) Schäden aller Art übernehme ich keine Haftung. Alle einschlägigen (Sicherheits-) Vorschriften sind zu beachten. Im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#80 

Beitrag von Vanagaudi »

Ein sehr guter Beitrag, aber in einem muss ich widersprechen:
VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 22:44Diese Kräfte sind auch in einer perfekten Z-Anordnung vorhanden. Daher ist es wichtig, auch die einzelnen Winkel klein zu halten.
In einer perfekten Z-Anordnung existieren an den äußeren Wellen keine Drehmomente, die sich direkt aus den Übersetzungänderungen aufgrund der Kardangelenke ergeben. Der Grund ist, dass sich das Übersetzungsverhältnis des ersten Kardangelenks exakt gegenläufig zu dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Kardangelenks verhält. Insgesamt über beide Kardangelenke hinweg ergibt sich daraus auf der gesamten Umdrehung der Welle ein konstantes Übersetzungsverhältnis von 1.

Das Problem ist, dass die Zwischenwelle nicht trägheitslos ist. Die Drehgeschwindigkeit ändert sich zweimal je Umdrehung, und dies bedeutet ein ständiges Beschleunigen und Abbremsen der Zwischenwelle. Die Drehmomente, die hierfür notwendig sind, übertragen sich auf die äußeren Wellen.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#81 

Beitrag von Vanagaudi »

Mir ist inzwischen ein Licht aufgegangen, wo das Problem liegt.
VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 22:58Der Grund dafür, dass Sie kein sauberes Linienspektrum erhalten, ist auf "Aliasing" zurückzuführen.
Den in meinem Beitrag als "Bodensatz" bezeichneten Anteil des Spektrums beruht nicht auf eine Verletzung des Abtasttheorems, sondern in der Rechenvorschrift zum Kardanfehler in dem GNU Octave Skript.

Hier wird nicht der Fehler berechnet, sondern das Übersetzungsverhältnis des Kardangelenks. Dieses Übersetzungsverhältnis ist im allgemeinen 1, schwankt aber während einer Umdrehung um den Wert 1 aufgrund des Kardanfehlers. Das führt dazu, dass der berechnete Wert stets positiv ist.

Beim Windowing zur Spektralanalyse wird angenommen, dass vor und nach dem Analysezeitraum das zu analysierende Signal 0 ist. Da der Funktionswert stets um 1 pendelt, springt er zusammen mit dem Windowing zu Beginn der Analyse zunächst von 0 auf 1, und am Ende der Analyse von 1 auf 0. Auch dieser Gleichanteil wird in dem Spektrum berücksichtigt. Es ist eben dieser "Bodensatz", der zu einem fast gleichmäßig fallendes Spektrum über alle Frequenzen hinweg berechnet wird.

Zur Korrektur muss ich also in der Funktionsberechnung diesen Gleichanteil im Signal, also das Übersetzungsverhältnis 1, subtrahieren. Dann ergibt sich auch das erwartete Spektrum.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#82 

Beitrag von Jan1 »

VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 23:06 @Werbin. I have a question for you:

Sie berichten über eine zerstörte Manschette der kurzen Kardanwelle zwischen Getriebe und VTG. Hast du eine Gleichlaufwelle montiert oder hat die Standard-Kardanwelle auch eine Manschette oder Faltenbalg ?? Meiner hat keine und ich würde gerne wissen, ob das normal ist?

Grüße,
Wouter
Ja, ich habe eine Welle mit Gleichlaufgelenken und Manschetten.
Liebe Grüße, Jan
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#83 

Beitrag von VVouter »

Hallo,

Sorry, aber ich konnte nicht früher reagieren.
Vanagaudi hat geschrieben: 01 Dez 2018 01:05 Ein sehr guter Beitrag, aber in einem muss ich widersprechen:
VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 22:44Diese Kräfte sind auch in einer perfekten Z-Anordnung vorhanden. Daher ist es wichtig, auch die einzelnen Winkel klein zu halten.
In einer perfekten Z-Anordnung existieren an den äußeren Wellen keine Drehmomente, die sich direkt aus den Übersetzungänderungen aufgrund der Kardangelenke ergeben. Der Grund ist, dass sich das Übersetzungsverhältnis des ersten Kardangelenks exakt gegenläufig zu dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Kardangelenks verhält. Insgesamt über beide Kardangelenke hinweg ergibt sich daraus auf der gesamten Umdrehung der Welle ein konstantes Übersetzungsverhältnis von 1.
Ich glaube, das ist ein weit verbreitetes Missverständnis.
Obwohl eine perfekte Z-Anordnung einer Antriebswelle mit Kardangelenken die unregelmäßige Drehzahl am Abtriebsflansch aufhebt, gibt es immer noch alternierende Sekundärmomente, die sowohl auf den mittleren Abschnitt als auch auf den Eingangs- und den Ausgangsflansch wirken.
Die auf den mittleren Abschnitt reagierenden Momente biegen die Antriebswelle, während sich die Momente an den Endflanschen als Vibrationen durch die Lager und VTG und das Differential ausbreiten.
Das Biegemoment beansprucht die Gleitschnittstelle der Welle, die an der kurzen Welle zwischen SG und VTG besonders hart ist.
Diese Sekundärmomente sind proportional zum Eingangsdrehmoment und ergänzen die Kräfte, die aufgrund von Trägheitseffekten auftreten. Die Formel, die die Lagerkräfte mit dem Antriebsmoment und den Kupplungswinkeln verbindet, finden Sie im Buch "Universalgelenke und Gelenkwellen", Springer-Verlag, Seite 152. Google für "epdf".

In Bezug auf die Spektralanalyse (dies wird ziemlich spezialisiert und wahrscheinlich außerhalb des Themas):
Indem Sie nur die Werte zu diskreten Zeitpunkten berechnen, haben Sie eine implizite Abtastoperation der Analogfunktion durchgeführt.
Durch die Wahl einer Abtastperiode, die ein ganzzahliger Bruchteil der Signalperiode ist, fallen die resultierenden Aliase genau auf die Signaloberwellen, was zu einer Verzerrung des Spektrums führt.
In diesem Beispiel fällt das Spektrum der analogen Funktion jedoch mit zunehmender Frequenz relativ schnell ab. Daher ist die Wahl einer großen Abtastfrequenz eine gute und einfache Strategie um die Verzerrung auf ein Minimum zu reduzieren. Eine Tiefpassfilterung ist dann nicht erforderlich. Und Sie vermeiden gleichzeitig DFT-Leckagen. In diesem Fall hätte ich dasselbe getan.
Dies funktioniert jedoch nicht mit einem beliebigen Signal. Bei pulsartigen Signalen wäre dies beispielsweise problematisch.
Grüße,
Wouter
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Vanagaudi (08 Dez 2018 11:46)
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#84 

Beitrag von VVouter »

Hallo Jan,
Ja, ich habe eine Welle mit Gleichlaufgelenken und Manschetten.
Liebe Grüße, Jan
Danke für deine Antwort!
Kannst du erklären, wie der GLG in deinem Sprinter landete? Wurde Ihr Sprinter so ursprünglich von Mercedes geliefert? Oder wurde Ihr Sprinter von Oberaigner zu 4WD umgebaut? Oder haben Sie die Kardanwelle als Ersatzteil ersetzt und wenn ja, warum haben Sie sich für die GLG anstelle der OEM-Welle entschieden?

Grüße,
Wouter
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#85 

Beitrag von Lars72 »

VVouter hat geschrieben: 30 Nov 2018 23:20 @Lars72
Die Informationen in den Spektrogrammen beziehen sich alle auf die Abtastfrequenz der Eingangsdaten. Wissen Sie, wie die Software das erhält? Sind diese Informationen in der Sounddatei enthalten? Hat der Einsatz von Vibrationssensoren (G-Sensoren) anstelle von Tonaufnahmen Vorteile?
Ich habe wav-Dateien importiert, "irgendwie" war da eine Information über die Abtastrate mit drin, da habe ich mich nicht näher gekümmert (es waren glaube ich 44,1 kHz). Jedenfalls hat die Auswertesoftware das ohne Meckern angezeigt und die Ergebnisse passten ja zu den mündlich übermittelten Drehzahlen.

Beschleunigungssensoren braucht man für den Körperschall, Mikrofone für den Luftschall. Über Vor- und Nachteile braucht man da nicht zu reden, das ist wie Suppe-Essen mit der Gabel und Brotschneiden mit dem Löffel, man braucht halt mal dies und mal das :-)
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#86 

Beitrag von wuestenhans »

Guten Morgen Werbin könntest du mal ein Bild einstellen von deiner Welle mit Gleichlaufgelenken und Manschetten.
Danke.
Hans
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Jan1
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#87 

Beitrag von Jan1 »

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Ist vom Oberaigner

LG Jan
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#88 

Beitrag von wuestenhans »

Danke Werbin das du die Bilder eingestellt hast, habe ich so noch nicht gesehen, kann dazu auch keine Hinweise geben. Bei meinem 313 cdi 4x4 mittellang hatte ich auch Resonancen bei 80 bis 90km/h, habe 2 neue Stahlfelgen für vorne gekauft, die alten hatten einen Höhenschlag. Die neuen Felgen habe ich mit Klebe Gewichte auswuchten lassen. Hat aber nichts gebracht. Werde nächsten Sommer die Gummilager des Verteiler Getriebes wechseln. Ist mir im Moment zu Kalt.
Hans
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#89 

Beitrag von wuestenhans »

Noch eine Frage, gibt es beim Sprinter Hardyscheiben, und würden die was bringen, müsste man dann die Kardanwelle kürzen.
Hans
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#90 

Beitrag von VVouter »

Lars72 hat geschrieben: 08 Dez 2018 07:25
Ich habe wav-Dateien importiert, "irgendwie" war da eine Information über die Abtastrate mit drin, da habe ich mich nicht näher gekümmert (es waren glaube ich 44,1 kHz). Jedenfalls hat die Auswertesoftware das ohne Meckern angezeigt und die Ergebnisse passten ja zu den mündlich übermittelten Drehzahlen.

Beschleunigungssensoren braucht man für den Körperschall, Mikrofone für den Luftschall. Über Vor- und Nachteile braucht man da nicht zu reden, das ist wie Suppe-Essen mit der Gabel und Brotschneiden mit dem Löffel, man braucht halt mal dies und mal das :-)
Hallo Lars,

Ich habe ein bisschen über wav-Dateien gelesen und denke auch, dass die Abtastfrequenz in der Datei kodiert ist.
Ich habe mich gefragt, ob ein G-Beschleunigungssensor nicht nützlich wäre, um den Ursprung der Vibrationen besser zu lokalisieren? Sie können den Sensor an verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs montieren und die Ergebnisse vergleichen.

Wouter
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