Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

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bulli71
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Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von bulli71 »

Hallo zusammen,

Ich hoffe hier hat vielleicht noch jemand eine Idee. Seit längerem habe ich in der Hinterachse sporadisch auftretende sehr heftige Vibrationen. Zunächst passierte das nur bei hohen Geschwindigkeiten (ab ca 150), aber das ist immer weiter abgesunken und inzwischen geht es schon bei 120 los.
Das ganze ist ein tieffrequentes Brummen, so heftig dass das ganze Auto brummt und man sofort langsamer fährt aus Angst dass es den Wagen zerreißt. Frequenz würde ich irgendwo in Bezug zur Raddrehzahl einordnen. Beim Auskuppeln bleibt das Brummen, damit hat es also nichts zu tun.
Ich habe inzwischen getauscht:
Die Gummilager der Schräglenker und der Federschwerter.
Die Radlager
Gleichlaufgelenke
Räder komplett
Getriebe
Motor und Getriebe Aufhängung

In den nächsten Tagen kommen jetzt noch die Achswellen dran. Aber falls es das auch nicht ist, hat noch irgend jemand eine Idee?

Danke und Gruß
Thorsten


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Zuletzt geändert von bulli71 am 08.09.2017 06:51, insgesamt 1-mal geändert.
Thorsten
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Sytronic1987
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von Sytronic1987 »

Hey,

das ist ja mal ein Thema für mich :)

Du bist doch der mit dem selbst eingebauten Audi Getriebe, oder? Geht es um diesen Bus?

Deiner Beschreibung nach würde ich auf eine Resonanz schließen. Je tiefer die Frequenz, umso höher die Masse, die in Resonanz geht. Wenn dem so ist, kannst Du Teile tauschen wie Du willst - das Problem kommt dann aus Deinem eigenen Aufbau. So eine Motor- Getriebe Lagerung in den Gummis ist auf die Masse des Motors + Getriebe abgestimmt.

Eine Resonanz braucht immer eine Quelle, die sie anregt. Wenn das auch ausgekuppelt auftritt und Geschwindigkeitsabhängig ist, bleibt nicht viel. Radunwucht, Antriebswellenunwucht, Gleichlaufgelenke oder Radlager. Das was Du beschreibst, würde ich den Antriebswellen oder den Rädern zuordnen, weil extrem tieffrequent. Auf null bekommst Du die Unwucht sowieso nicht und sobald da eine Resonanz da ist, geht der Pegel durch die Decke.

Mal kurz gerechnet: Wenn Du die Serienreifen 185/75 R14 fährst, hast Du über den dynamischen Abrollumfang von 1,93m und 120km/h eine Raddrehzahl von 64 [1/s] --> 64Hz. Das wäre die Unwuchtfrequenz der Antriebswelle oder des Reifens. Da ein Reifen aus drei Teilen zusammengesetzt wird, hat er noch eine 3. Ordnung -->

Bei 120km/h und 185/75 R14
Reifen / Antriebswellenunwucht: 64Hz
Reifenordnung: 64Hz * 3 = 192Hz
Radlager mit 9 Kugeln: 64Hz * 9 = 576Hz
Gleichlaufgelenke mit 6 Kugeln: 64Hz * 6 = 384Hz

Das könntest Du messen. Lade dir die App --> Advanced Spectrum Analyzer PRO aufs smartphone runter (ist kostenlos). Starte sie und stell erstmal unter den drei Strichen rechts und "Settings" die "Input samples" von 2048 auf 4096. Das erhöht die Frequenzauflösung, um tieffrequent genauer zu sein. Fahre in das Geräusch rein. Sobald es im Bus laut wird, geht eine Frequenznadel hoch und wird von der App mit der genauen Frequenzzahl markiert. Dann drückst Du auf den Pause button (wo unten im Bild jetzt das Play Dreieck ist) und speicherst das Bild.
fft.png
Wenn es wie von mir vermutet die ~64Hz sind, dann versuch mal deine Motorlagerung zu manipulieren, um rauszufinden ob diese die Resonanz verursacht. Dafür brauchst Du nur ans Getriebeende oder den Auspuff ordentlich Gewicht bringen. Damit verstimmst Du die Resonanz zu einer tieferen Frequenz. Wenn dann das Brummen nicht mehr bei 120km/h kommt, sondern bei langsameren Geschwindigkeiten, hast Du die Ursache gefunden :)


Zu Abhilfemaßnahmen komme ich dann, wenn es so weit ist ;)


Viele Grüße
Marvin
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bulli71
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von bulli71 »

Hi, interessante Herangehensweise, gefällt mir:-)
Ich habe ja schon geschrieben dass die Frequenz auf 'irgendwas mit Raddrehzahl' schließen lässt. Sie verändert sich auch leicht mit der Geschwindigkeit, daher muss es irgendwas sein angefangen bei Rad bis hin zum Differential. Letztes ist mit den Getriebe ja neu, das war's also auch nicht.
Motorlager und die komplette Masse von Motor und Getriebe kann ich ausschließen, ist im Zuge des Getriebeumbaus komplett neu entstanden ohne irgend etwas zu verändern.
Ich hoffe es sind die Achswellen, beim Lagertausch habe ich gesehen dass eine Einlaufspuren hat und die kommt jetzt dran. Etwas mehr Spiel im Lager resultiert daraus, und vielleicht vibriertdadurch dass Rad unter ganz bestimmten Umständen wir eben in einem bestimmten Geschwindgkeitsbereich.
Sonst blieben nur noch die Antriebswellen selber (ohne Gelenke), dass die eine Unwucht haben. Würde mich aber sehr wundern, wie sollte das passieren? Und an die habe ich schon mal Tilgergewichte angebracht um die Resonanz zu erhöhen, blieb ohne Ergebnis.

Es gibt Apps die Vibrationen aufzeichnen, ich wollte schon mal ein altes Handy an verschiedenen Stellen festzurren und schauen ob ich es so eingrenzen kann. Aber erst mal die Wellen.

Ich berichte weiter und hoffe auf weitere Ideen.

Die App probiere ich aber auf jeden Fall mal aus, je mehr Daten um so besser bei der Fehlersuche.

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Thorsten
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von bulli71 »

Sytronic1987, habe gerade gelesen, aus Braunschweig und die Halle in der Nähe von Peine? Da werden Erinnerungen wach, ein paar Jahre in Stederdorf und der Arbeitgeber war vermutlich der selbe;-)


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Thorsten
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Sytronic1987
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von Sytronic1987 »

Moin,

ja cool, und wohin hat es Dich jetzt verschlagen? :)

Wird denn das Geräusch mit der Geschwindigkeit linear lauter, oder wird es bei 120km/h extrem stärker?

Für das Verständnis meiner Theorie, muss ich leider noch etwas ausholen :happy: . Ich habe nicht gemeint, dass dein Motor über die Zeit schwerer geworden ist und somit das Problem da ist, sondern dass Du mit dem beschweren des Motors herausfinden kannst, ob die Resonanz von der Motorlagerung kommt.

Du hast ja geschrieben, dass das früher ab 150km/h losging und nun schon bei 120km/h. Also muss sich etwas verändert haben. Wir differenzieren mal fürs bessere Verständnis zwischen Frequenz und Amplitude, also in dem Diagramm X- und Y-Achse. Damit ein Geräusch bei einer anderen Geschwindigkeit kommt, muss sich etwas an der Frequenz ändern. Wenn etwas über die Zeit lauter wird, ändert sich logischerweise die Amplitude.

Die Frequenz entsteht ja zwangsläufig aus der Mechanik, also Raddrehzahl x Anzahl Einzelereignisse wie Kugeln in den Lagern oder Zähnezahl / Übersetzungen im Getriebe. Wenn die Frequenz auf Wanderschaft geht, hat dein defekt werdendes Bauteil also entweder Kugeln verloren, Zähne sind ausgefallen oder aber die Teile sind in Ordnung und Du hast eine Resonanz die wandert :)

Wenn deine Radlager / Antriebswellengelenke oder Achswellen kaputt gehen erhöht sich nur die Amplitude, denn der Impuls kommt weiterhin immer zur selben Zeit --> Frequenz.


Meine Theorie ist weiterhin eine Resonanz des Motor- Getriebeverbandes. Vereinfachen wir mal die Hoch-, Quer- und Taumelresonanzen zu einer einfachen Resonanz, idalisieren das als Einmassenschwinger und sind somit nur noch abhängig von der Masse, der Steifigkeit der Lagerung sowie der Dämpfung. Ich bin mal so frei die Dämpfung auch auf 0 zu setzen (es sei denn Du hast Hydrolager genommen), bleibt:

Masse Rauf --> Frequenz runter
Steifigkeit runter --> Frequenz runter (resultierend auch die km/h)


Da sich an deiner Masse vom Motor nichts geändert hat, ist bei Dir irgendwas weicher geworden. Ich arbeite mich aml vor zu deiner Lagerung :jump: Wenn also wie bei Motorlagerungen üblich die Lager mit dem Alter weicher geworden sind, weil das Gummi ermüdet oder alte Lager Risse bekommen, dann sinkt die Resonanz und somit das Brummen zu einer niedrigeren Geschwindigkeit. Dann hast Du ja geschrieben, dass Du die Motor- Getriebelager bereits getauscht hast. Da gibt es dann noch den Einfluss des verspannt einbauens und Du müsstest, um das Problem wieder auf 150km/h zu bekommen die gleiche Verspannung (versteifung der Lager) und Shorehärte der alten Lager bekommen. Dafür braucht es nicht viel. 5Hz steifer gelagert sind schon 130km/h.

Kurzum, mach mal bitte ne Messung mit der App, schick mir deine genaue Reifengröße, damit ich die genauen Frequenzen rechnen kann und pack nach der Messung ordentlich Gewicht auf den Motor, um zu prüfen ob sich das zu ner anderen Geschwindigkeit verschiebt :bier:

So sollte das dann aussehen :)
InkedScreenshot_20170908-190627_LI.jpg

Viele Grüße
Marvin
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bulli71
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von bulli71 »

Mich hat's wieder in die Heimat verschlagen, in die Nähe von Offenbach. Im Peine hätte ich nur ein knapp 4 jähriges Gastspiel als ich bei der VW bank war.
Schwingungen sind dein Ding, oder? ;-) aber Motor kann man glaube ich wirklich ausschließen weil es vollkommen unabhängig von Drehzahl und Lastzustand ist. Auch ausgekuppelt bleibt es, die ganze Aufhängung ist umgebaut und andere Lager drin oder dass sich etwas geändert hat. Daher hoffe ich mal wirklich auf die Achswellen. Radlagerspiel bzw spiel auf der Welle erlaubt Schwingungen des Rades. Ich mache mal eine Messung und schicke sie dir zu, tausche die Welle und vielleicht wäre auch etwas mehr Vorspur mal ein Versuch wert.

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Thorsten
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von bullijochen »

Hallo Bulli71,
ich hab mal auf einem meiner Busse runderneuerte Reifen gehabt. Da ging das irgendwann los mit einem vibrieren von der Hinterachse bei einer bestimmten Geschwindigkeit. Das wurde dann immer lauter und stärker mit der Zeit. Zuerst hab ich auch auf Antriebswelle getippt aber es war dann eine Reifen an dem sich die Lauffläche angefangen hat abzulösen und eine Beule in der Lauffläche erzeugt hat. Die wurde dann immer stärker und da Geräusch immer luter und natürlich dann auch bei niedrigerer Geschwindigkeit schon zu hören. Hab die Beule dann noch rechtzeitig gesehen bevor der Reifen geplatzt ist.. Das ganz hat sich dann an einem anderen Reifen wiederholt! dann hab ich sie aller runter gemacht und aufn Müll!!
Gruß Jochen
Gruß Jochen :bier:

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boggsermodoa
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von boggsermodoa »

bulli71 hat geschrieben: 08.09.2017 14:11
Motorlager und die komplette Masse von Motor und Getriebe kann ich ausschließen, ist im Zuge des Getriebeumbaus komplett neu entstanden ohne irgend etwas zu verändern.
Mal sachte!
Also zunächst mal habe ich bei den geschilderten Symptomen an steife Gleichlaufgelenke gedacht, aber die sind ja nun neu. Wie ist denn deren Knickwinkel und können die das ab? Ich habe da schon erhöhten Verschleiß festgestellt, nachdem ich den ansonsten völlig serienmäßigen Bus über Verstellung der Torsionsfeder etwas höher gelegt habe.

Was mich aber am meisten umtreibt bei deinem Umbau: Ich finde keine Aufhängung mehr an der Getriebeglocke. Gibt's die wirklich nicht mehr? Falls du die entsorgt haben solltest, ist dein Motor-Getriebe-Aggregat nun nicht mehr zentrisch um die Kurbelwelle gelagert und schaukelt stattdessen auf der Motortraverse rum. Hinzu kommen die hochliegenden Antriebswellenflansche, deretwegen dieses Geschaukel eine vergleichsweise heftige Längenänderung der Antriebswellen zur Folge hat. Guck mal, ob die dabei nicht sogar anschlagen/ auf Block gehen.

Um dieses Thema zu verstehen, hilft ein Blick auf den T2a. Dort gab's auch keine Aufhängung an der Getriebeglocke, dafür aber hochliegende hintere Motorlager. Eine gedachte Linie zwischen beiden schneidet ziemlich genau die Hauptlagergasse. Diese Lager mußten für den T2b da weg, um Platz für den Typ4-Motor zu schaffen. Sie wanderten nach unten und deshalb wurde die dritte Aufhängung am Getriebe oben notwendig. Die Summe der Lagersteifheiten multipliziert mit ihrem Wirkradius (zur Kurbelwelle gemessen) dürfte ziemlich genau Null ergeben, weswegen der Motor um die Kurbelwellenachse schwingt.

Wie sieht denn deine Motorlagerung hinten überhaupt aus und was für eine Traverse hast du drin? Die für einen Typ4 (außen starr am Rahmen befestigt) oder für einen Typ1 (am Rahmen weich aufgehängt)?

Wie auch immer: Die Anregungsfrequenz scheint ziemlich sicher von den Antriebswellengelenken zu kommen, weil die eben Kummer mit dem Knickwinkel haben. (Wie paßt's eigentlich in Längsrichtung? Sind sie auch noch nennenswert gepfeilt?) Weswegen sich die Chose so aufschwingt, da würde ich bei der Motorlagerung suchen.
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bulli71
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von bulli71 »

Knickwinkel ist jetzt mit den neuen Getriebe zwar wieder höher als zuvor ( da war es wegen der Tieferlegung sehr gering) und auch gepfeilt, aber das Problem ist ja wie gesagt unverändert vorhanden und war auch schon beim Busgetriebe absolut genau so. Die Traverse für die Getriebeaufhängung hatte mein Bulli nie, das IST ein T2a;-)
Weil ich das aber auch schon ausschließen wollte hatte ich mal versuchsweise eine weitere Traverse zwischen Motor und Getriebe, welche hoch am Rahmen gelagert war. Das hat genau gar keinen Unterschied gemacht. Original hing die Motor/Getriebeeinheit ganz vorne auf einem Lager und ganz hinten auf der Traverse. Jetzt sitzen die Motorlager wie Original beim Audi mittig neben den Motor.
Wie gesagt, im Bereich des Motors bin ich recht sicher dass das Problem hier nicht liegt. Dann wäre zumindest eine Abhängigkeit von der Drehzahl vorhanden. Das ist absolut nicht der Fall.
Der Tipp mit den Reifen war mein allererster Gedanke, daher Prüfung, wuchten und später komplett Räder und Reifen tauschen probiert aber ohne Erfolg.
Ich probier mal die Frequenz raus zu finden wie oben geraten, vielleicht gibt das ja Aufschluss.

Die schleichende Absenkung der Geschwindigkeit bei der das Problem Auftritt könnte auch durchaus (so meine Hoffnung) davon kommen dass die Wellen mit der Zeit nicht besser wurden....

Aber Danke für die Gedanken und Ideen, da sind schon neue Ansätze dabei. Daumen hoch!

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Thorsten
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Sytronic1987
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Re: Hilfe: heftige Vibrationen in der Hinterachse

Beitrag von Sytronic1987 »

Moin Thorsten,

eine Frage vorweg. Das Brummen bei 150km/h war mit dem 4 Gang Getriebe und das Brummen bei 120km/h mit dem letzte Woche eingebauten 5 Gang?

Ich versuche das Phänomen mal mit nem youtube Video zu erklären. Schau es bis zum Ende :D

Das Rad oben im Video steht für dein Rad am Bus, die Antriebswelle oder dein Gleichlaufgelenk. Jedes davon schubst über die Antriebswelle deinen Motor pro Radumdrehung einmal, sechs mal oder neun mal an. Darunter ist im Video eine Feder, das symbolisiert deine Motorlager. Unten an der Feder hängt eine Kugel (Masse) - das symbolisiert deinen Motor. Und zwar egal ob ausgekuppelt oder eingekuppelt. Der Motor ist ja nicht weg, wenn Du die Kupplung trittst. Er ist weiterhin über die Antriebswellen verbunden und hängt in seinen "Federn" :)

https://youtu.be/ED7iOqY-w7k


Viele Grüße
Marvin
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