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

#61 

Beitrag von Vanagaudi »

Lars72 hat geschrieben: 23 Nov 2018 12:28Als Beispiel mal die FFT deiner 80km/h-Messung
Schön wie hier Theorie und Praxis zusammenpassen:

Reifenabrollumfang 223,5cm (aus 235/75R15), bei 80km/h sind das 596,57 Radumdrehungen/min, bei i=4,375 ergeben sich 2609,99 Umdrehungen/min bei der Kardanwelle, oder 43,4999 Umdrehungen/sec.
Aus dem FFT lässt sich die dritte Oberwelle zu etwa 170Hz bis 180Hz ablesen, damit ergibt sich bei 175Hz für die Grundwelle 43,75Hz.

Schön, dass die Mathematik soweit stimmt.

Man sieht auch, dass die 1. Oberwelle gegenüber den anderen am stärksten ist. Die Interpretation möchte ich den Mechanikern überlassen, aber der Kardanfehler weist auch seine größte Amplitude in der Frequenz der doppelten Drehzahl auf, da er sich zweimal je Umdrehung wiederholt. Warum dabei die Grundschwingung immer noch so stark ist, vermute ich in dem ungleichmäßigen Verlauf des Kardanfehlers. Allerdings müsste noch eine relativ starke Oberschwingung mit viel höherer Frequenz auftreten, aber die ist in dieser FFT-Ansicht nicht mehr im Bild.
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

#62 

Beitrag von Allradjoe »

 Themenstarter

Nein, ich fahre nicht immer mit Allrad
Das geht auch gar nicht
Der zuschaltbare Allrad hat kein Mittel-diff.
Aber wenn die Welle hinten draußen ist, kann ich das Auto halt mit dem zugeschalteten Allrad bewegen.
Das habe ich mehrfach gemacht und es lief super ruhig.

Ach übrigens, Ketten im VTG gibt es nicht beim 903

Danke soweit, fahre heute abend noch einmal.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#63 

Beitrag von Lars72 »

Vanagaudi hat geschrieben: 23 Nov 2018 13:19 Allerdings müsste noch eine relativ starke Oberschwingung mit viel höherer Frequenz auftreten, aber die ist in dieser FFT-Ansicht nicht mehr im Bild.
Oben kommt nicht mehr viel:
80-2b.JPG
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#64 

Beitrag von Vanagaudi »

Lars72 hat geschrieben: 23 Nov 2018 14:39 Oben kommt nicht mehr viel
Die Linie bei 340Hz könnte es sein. Muss ich mal nachrechnen. Die Funktion des Kardanfehler ist bekannt, für die Fouriertransformation würde ich aber eine Zeitlang brauchen, aber damit wäre es auf theoretischem Weg herleitbar. Oder man schaut sich auf Wiki die geplotete Funktion an, schätzt die Frequenz der schmalen Halbschwingung ab, und dann sollte man auch in etwa dort auskommen.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#65 

Beitrag von Schnafdolin »

Bild

...und dann?
Was macht man mit so einem Bild? Angenommen, alles wird erklärbar, weil bei soundsoviel Herz eine Schwingung auftritt, die die Welle soundsoviel µm auslenkt bei einer Drehzahl von xxxx rpm. Erste und zweite Oberwelle und dergleichen mal alles mit eingerechnet, die Temperatur und wasweißichnochalles...

ABER:

Was macht man damit in der Praxis?
Neue Welle?
Tilgergewicht von GENAU xxx Gramm an GENAU Stelle X anbringen?
Lagerfehler am VTG suchen gehen?
Die Glaskugel fragen?

DAS interessiert mich. Rein praktisch gesehen... Dass das nicht ohne Theorie geht, ist mir klar. Aber ich kann nur praktisch, wenn ihr versteht, was ich meine. Ich verrenne mich ungern NUR in der Theorie, ich fass das Problem gern selbst an.

Gruß aus der Lausitz
Martin
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#66 

Beitrag von Lars72 »

Du musst erstmal wissen, woher das Geräusch kommt, und welches Bauteil das Geräusch überträgt. Hier gab es schon wilde Spekulationen, ob die Welle tordiert, obs die Räder sind, oder was auch immer. Und wenn einer dann fröhlich drauflos schraubt, kann er das sehr lange so durchziehen (weil planlos).

Wenn man aber weiß, aha, das ist die x-te Sowieso-Ordnung, dann kann man die Quelle meist gut eingrenzen. Und wenn man das dann noch etwas professioneller misst, misst man noch den Körperschall an ein paar Stellen und weiß dann schon ziemlich genau, was Sache ist. Geht hier mangels Meßtechnik halt nicht.

"x Gramm an Stelle y": ja, das geht auch, wenn man weiß, es ist Unwucht, und wenn man die Phase und Amplitude getriggert auf eine Markierung misst.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#67 

Beitrag von Allradjoe »

 Themenstarter

Jungs, folgendes hielt ich nicht für wichtig, es tut mir leid.

Als die alte Welle hinten defekt war, wollte der Kardanbauer nur beide Seiten überholen, fast so teuer wie ne neue Welle
Da hab ich ne neue Welle bestellt. War immer noch günstiger als bei MB
Ich hab gefragt, ob ich die Kreuzgelenke auch mit abschmierbaren Gelenken haben könne und die Antwort war : Klar !
Die sind etwas dicker, man kommt nur noch mit dem Maulschlüssel an die Schrauben.
Sonst war die Welle identisch mit der original MB Welle

Diese abschmierbare Welle hat nicht funktioniert. Nur der Teufel weiß, obs am Gewicht oder am gezogenen Rohr gelegen hat oder was immer der Kardanbauer da falsch gemacht hat beim Bau.

Ich habe heute eine normale verpressete Kardanwelle hinten (1540mm) gemäß MB Spezifikation vom Kardanbauer bekommen.
Zum Versuchs- und Vorzugspreis.
Die wollten die alte sogar zurück nehmen
Hoffe sie erinnern sich noch dran nächste Woche.

Die neue verpresste Welle kam heute
Dann habe ich die abschmierbare Welle schnell ausgebaut.
Die ganz neue verpresste Welle ist tatsächlich viel besser.
Das böse Vibrieren ist weg, die tiefe niedrig frequente Unwucht

Diese neue verpresste brummt auch, aktuell niedrig frequentig aber nur bei 25 km/h , das hatte ich noch nie.
Hat jemand ne Idee bitte was das jetzt soll?

Aber nicht oben rum
Sie rollt auch ruhig runter von 130
Werde sie mal drehen in den Flanschen
Oder lasse sie noch mal bei einem anderen Kardanbauer wuchten

Das Auto vibriert noch in den hohen Frequenzen von 80 - 100
Lars hast ja noch Beugewinkelfehler gesehen, die werde ich finden.
Denke es ist hinten.
Das ist nicht schwer
Lasse meine 3° Keile ändern oder neue machen für unter den Blattfedern um das Diff so zu drehen, dass es passen soll.

Bin sehr erleichtert, dass der Tausch der Welle so viel gebracht hat.
Und ich dachte wirklich, abschmierbare Kreuzgelenke wären besser…….

Ich danke Euch allen und besonders Lars für Eure Hilfe !!! Geile Software, hab nicht gewusst, dass es soetwas gibt.
Ich melde mich, wenn ich die Winkel alle im Lot habe.

Die letzte Frage :
Warum vibriert ne Kardan welle bei 25 km/h

Gute Nacht !
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#68 

Beitrag von Vanagaudi »

Nehmen wir mal meine Vermutung zur Ursache: Ich denke, dass der Kardanfehler der Ursprung des Brummens ist. Wir wissen, dass die Grundschwingung des Kardanfehlers der doppelten Drehzahl entspricht. Also müsste an dieser Frequenz der doppelten Drehzahl die höchste Energiedichte stecken. Zweitens ist die Funktion des Kardanfehlers keine Sinus-Schwingung bei einer einzigen Frequenz, sondern kann durch eine Vielzahl von Sinusschwingungen bei mehreren Frequenzen dargestellt werden. Wenn die Energiedichte über die Frequenz aus dem Messergebnis der theoretischen Berechnung der Vielzahl von Sinusschwingungen entspricht, dann ist der Auslöser gefunden. Die Umrechnung zwischen dem Funktionsverlauf über dem Zeitverlauf und der Energiedichte über die Frequenzhöhe wird durch die Fourier-Transformation bewerkstelligt.

Jetzt gibt es aber das Problem, dass das Brummen nur bei 40, 80, 120 km/h auftritt. Wäre es rein der Kardanfehler, würde sich das Brummen einfach mit der Drehzahl ändern. Tut es aber nicht. Also muss da noch ein Resonanzkörper sein, der einen kleinen Auslöser benötigt, um daraus einen lauten Ton zu erzeugen. So ein Resonanzkörper hat den schönen Effekt, dass er bei ganzzahligen Vielfachen erregen lässt. Also so ähnlich, als wenn man eine Schaukel nur bei jeder 2ten, 3ten oder 4ten Auslenkung anstößt.

Man steht also vor zwei Problemen: Wer ist der Auslöser der Schwingung, und wer verstärkt sie zu hörbarer Stärke?
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#69 

Beitrag von Vanagaudi »

Ich habe da noch etwas Fachliteratur aus Köln:
Besonders die letzte Publikation wird interessant zu lesen sein.

Die Zeitschrift "NKW partner" hat mehrere Fachaufsätze bezüglich Gelenkwellen in Nutzfahrzeugen veröffentlicht. Die Ausgaben lassen sich aus dem Archiv per PDF-Datei herunterladen: Interessant sind folgende Artikel:
  • Heft 2009.02 Seite 24: Wellensalat, Reparatur von Gelenkwellen
  • Heft 2009.02 Seite 26: Die perfekte Welle, Unwuchten und unzulässige Schwingungen
  • Heft 2010.02 Seite 32: Wellenreiter, Bearbeitung von Gelenkwellen
  • Heft 2010.02 Seite 33: Gelenkschmerzen richtig kurieren
  • Heft 2010.02 Seite 34: Auf gleicher Wellenlänge, Gelenkwellenservice
Edit: Hinweise auf Artikel der "NKW partner" hinzugefügt
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#70 

Beitrag von Lars72 »

Auch wenn du dein Problem schon erfolgreich ausgebaut hast, der Vollständigkeit halber mal die Auswertung:
Vgl-Zug-Schub.JPG
Im Zug hast du ein Problem mit den Beugewinkeln (2. Kardanwellenordnung), im Schub ist es ein Problem mit der Unwucht (1. Kardanwellenordnung). So ganz schwach daneben sieht man die 2. Motorordnung.

Zwischen Zug und Schub ändern sich die Beugewinkel also so stark, dass sich alles ändert.
Folgende Benutzer bedankten sich beim Autor Lars72 für den Beitrag (Insgesamt 2):
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#71 

Beitrag von Vanagaudi »

Vanagaudi hat geschrieben: 23 Nov 2018 15:03
Lars72 hat geschrieben: 23 Nov 2018 14:39 Oben kommt nicht mehr viel
Die Linie bei 340Hz könnte es sein. Muss ich mal nachrechnen.
Ich habe mal GNU Octave probiert, die Kardanfehlerfunktion programmiert und die DFT Berechnung hinzugefügt. Die von Lars72 verwendete FFT ist ein Sonderfall der DFT, die eine effizientere Berechnung der Fourier-Transformation erlaubt.

Code: Alles auswählen

## Copyright (C) 2018 Vanagaudi
## 
## This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
## under the terms of the GNU General Public License as published by
## the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
## (at your option) any later version.
## 
## This program is distributed in the hope that it will be useful,
## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
## GNU General Public License for more details.
## 
## You should have received a copy of the GNU General Public License
## along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.

## -*- texinfo -*- 
## @deftypefn {Function File} {@var{y} =} kardanfehler (@var{w}, @var{c}, @var{n})
## Return @var{y}: Time domain vector containing a kardan tone as specified.
##
## Input @var{w}: Kardanwinkel in rad
##
## Input @var{c}: Number of wave cycles to generate. Whole or fractional number.
##
## Input @var{n}: Number of samples or points to generate. Total waveform time = 1/@var{fs} * @var{n} Seconds.
##
## @end deftypefn
##
## Author: Vanagaudi
## Created: November 24, 2018

function [y] = kardanfehler (w, c, n);

        % w = Kardanbeugewinkel
	% c = Number of rotations to produce (fractional values are OK)
	% n = Number of samples or points to generate

	if (nargin != 3)
		print_usage ();
	endif

	t = linspace(0,1,n);

        y = cos(w) ./ (1 - (cos((2*pi*t) * c).^2 * sin(w).^2 ));

endfunction;
Dabei stellte sich heraus, dass bei den üblichen Knickwinkeln der Kardangelenke bis zu 10° gerade mal die Grundwelle (doppelte Umdrehungszahl) und die 1. Oberwelle dazu als Spitzen im Frequenzdiagramm auftauchen. Erst bei größeren Knickwinkeln bei 60° treten ganze Zaunlatten an Oberschwingungen auf, deren Leistungsspitzen jedoch konstant abfallen. Also ist die 340Hz-Oberwelle aus meinem Beitrag nicht direkt dem Kardanfehler zuzuordnen.

Etwas überrascht war ich, dass die Kardanfehlerfunktion als "Bodensatz" eine gewisse konstante, abfallende Leistung über das gesamte Spektrum zeigt. Ich bin es sonst gewohnt, dass nur einzelne Frequenzen im Spektrum auftauchen, und dazwischen als "Bodensatz" nur Rauschen aus Berechnungsfehlern (bzw. Hintergrundrauschen im echten Leben) existiert. Aufgrund des konstant abfallenden "Bodensatzes" spare ich mir die mathematische Herleitung, die Berechnung der Spektrumsfunktion kann nur grausam sein. Das tue ich mir jetzt nicht an, die DFT sollte reichen.

Die Diagramme aus GNU Octave müsste ich noch etwas anhübschen, bevor sie vorzeigbar werden. Ich reiche sie später nach. Nach Erscheinen des DFT-Programms von Steve Hageman in 2014 ist die FFT mit den Octave FFTPACK Libraries später hinzugefügt worden. Es bleibt also genug Raum zur Verbesserung.
Zuletzt geändert von Vanagaudi am 26 Nov 2018 10:42, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#72 

Beitrag von Vanagaudi »

Lars72 hat geschrieben: 26 Nov 2018 08:15Im Zug hast du ein Problem mit den Beugewinkeln (2. Kardanwellenordnung), im Schub ist es ein Problem mit der Unwucht (1. Kardanwellenordnung).
Ich sehe aber auch noch eine Resonanzstelle bei 45Hz (unten) und 90Hz (oben), die von der Kardanwelle angeregt wird. Leider sind die Diagramme begrenzt, sonst könnte man sie deutlicher erkennen.
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#73 

Beitrag von Mopedfahrer »

Hallo,

mein Beitrag hier ist zwar total "off topic" aber trotzdem:

Das ist ja echt der Wahnsinn, was ihr aus solchen Geräusch-Dateien herauslesen könnt.
Ihr habt meinen höchsten Respekt :!:
Viele Grüße Anton

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

#74 

Beitrag von Vanagaudi »

Mopedfahrer hat geschrieben: 26 Nov 2018 11:14Das ist ja echt der Wahnsinn, was ihr aus solchen Geräusch-Dateien herauslesen könnt.
Das ist kein Hokus-Pokus und recht leicht erklärt.

Vorausschicken muss man, das ein paar Details wichtig zu wissen sind: Drehzahlen aller im Wagen rotierenden Achsen.
Das Frequenz-Leistungsspektrum kann man nun mit den Drehzahlen abgleichen, und man findet heraus, welche Achse für das Geräusch verantwortlich ist. Darüber hinaus können auch ganzzahlige Vielfache einer Drehzahl auftauchen.

Resonanzen liegen fest auf einer Frequenz. Wenn ein Erreger in der von ihm erzeugten Frequenz über diese Resonanzfrequenz hinweg läuft, sieht man, dass in der Resonanzfrequenz die größte Energiedichte steckt, am lautesten ist. Darüber und darunter wird es leiser, oder man hört nichts.

Es gehört viel Erfahrung dazu, herauszufinden, woher ein bemängeltes Geräusch stammt. Denn oft ist es eine Resonanz, die von einem Erreger angestoßen wird, der ansonsten in seinem Geräusch nicht wahrgenommen wird. Resonanzen können vielfältig entstehen, Körper schwingen als Ganzes, oder schwingen an sich (Stimmgabel), die Luft in einem Hohlraum, glatte Flächen schwingen, die Aufzählung kann fast grenzenlos fortgesetzt werden.

Manchmal hört man seltsame Sachen, das Reiben der Oberflächen der Zahnräder aufeinander, eine Achse in einem Gleitlager, die Eigenschwingung einer Fahrgestellfeder. Auch so was will zugeordnet werden.
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VVouter
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Re: CDI 313 4x4 ganz kurze Variante - vibriert trotz aller Anstrengungen

#75 

Beitrag von VVouter »

Hallo,

Schön, dass ein Teil des Problems gelöst werden konnte :-)
Eines Tages möchte ich eine solche Analyse auch mit meinem eigenen Transporter durchführen.

Meine Fragen in meinem vorherigen Beitrag waren nicht nur als Fragen gedacht, sondern auch als Vorschlag, einige Aspekte Ihrer Analyse näher zu untersuchen.

Ich bin zum Beispiel skeptisch, wenn der Differentialflanschwinkel mit einer iPhone-App mit der erforderlichen Genauigkeit gemessen werden kann. Mehrere Referenzen empfehlen, den Differenzwinkel unter 0,5 Grad zu halten. Eine Messauflösung von 0,1 Grad bedeutet einen möglichen Rundungsfehler von + -0,05 Grad. Da Sie jedoch 2 Messungen subtrahieren müssen, steigt der Rundungsfehler auf + -0,1 Grad. Es wird ein zusätzlicher Fehler angezeigt, wenn der Körper Ihres Telefons mit den Flanschen falsch ausgerichtet ist. Nehmen wir an, es gibt einen Versatz von 0,1 mm bei einem Kontaktabstand von 10 cm. Dies ergibt auch einen Fehler von + -0,05 Grad oder 0,1 Grad für den Differentialwinkel. Insgesamt haben wir also + -0,2 Grad. Hinzu kommt der Fehler des Sensors. Hier können wir nur raten. Vielleicht + -0,1 Grad? Das würde einen möglichen Gesamtfehler von + -0,4 Grad ergeben ...
Ich denke, die App kann immer noch nützlich sein, um eine grobe Ausrichtung durchzuführen. Die Feinabstimmung muss jedoch wahrscheinlich durch Versuch und Irrtum erfolgen. Oder eine genauere Messmethode.

Beachten Sie, dass sich die Winkel aufgrund der Biegung der Gummilagerungen ändern können, wenn das Drehmoment aufgebracht wird. Wenn sich Ihre Ausrichtung aufgrund begrenzter Messgenauigkeit bereits am Rand befindet, kann sie unter Fahrbedingungen außerhalb der Spezifikationen liegen.

Idealerweise sollten die Winkel auch in zwei Dimensionen gemessen werden. Also nicht nur auf / ab sondern auch links / rechts. Kannst du das mit einer solchen App?

Ich denke, dass der Kardanfehler zu oszillierenden Kräften führt, die proportional zum Drehmoment sind. Das ist intuitiv einfach zu verstehen. Wir wissen, dass der Kardanfehler auf einer Seite der Kupplung zu unterschiedlichen Drehzahlen führt. Die Kupplung fungiert also als Getriebe mit variabler Übersetzung, die sich meistens von 1 unterscheidet. Jedes Getriebe mit einer anderen Übersetzung als 1 erzeugt eine Reaktionskraft, die durch seine Lagerungen kompensiert werden muss. Diese Reaktionskraft ist proportional zum Drehmoment der Eingangsachse und dem Übersetzungsverhältnis. In unserem Fall wird die oszillierende Reaktionskraft beispielsweise über die Achslager auf die VTG übertragen. Diese Kräfte sind auch in einer perfekten Z-Anordnung vorhanden. Daher ist es wichtig, auch die einzelnen Winkel klein zu halten.
Wenn Teile zu schwingen beginnen, kann die lineare Korrelation mit dem Achsendrehmoment natürlich maskiert werden. Da kleine Kräfte bei der Resonanzfrequenz einen größeren Einfluss haben könnten als große Kräfte bei Nicht-Resonanzfrequenzen.

Grüße,
Wouter
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Vanagaudi (01 Dez 2018 00:41)
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