Merkwürdige Geräusche aus V6 ABC - Motor

[Grappa]

So Freunde,

da ich leider keine praktischen Erfahrungen mit Motoren und dort auftretenden Geräuschen habe, muss ich also analytisch an die Sache rangehen... Zu irgendwas muss meine tägliche Arbeit als Ing. doch gut sein... Also, wie gesagt, hier folgt ein akademischer Ansatz über den "alte Hasen" sicherlich nur müde lächeln würden...

mit ein paar Handgriffen habe ich mir aus den Kameramikrofonmessungen mal eine Ordnungsanalyse gestrickt. Die Drehzahl musste ich mir dafür etwas zusammenbasteln, da ich die ja nicht gemessen hatte. Das wirkt sich auf die Genauigkeit der Analyse aus, ist aber nicht allzu tragisch. Im Bild (siehe unten) kommen daher auch die etwas fragmentierten Abschnitte zustande.

Das soll uns aber alles mal nicht weiter stören...

Kurzer Exkurs zum Thema "Ordnungsanalyse". Ich denke nicht jeder weiss, was genau das ist. Die Ordnungsanalyse wird benutzt um Frequenzanteile im Gesamtgeräusch speziellen Drehzahlen und damit Bauteilen z.B. im Motor zuzuordnen. Einfaches Beispiel: Welle mit einer Unwucht. Durch das Drehen der Welle entsteht pro Umdrehung genau 1 x ein Geräusch, was durch die Unwucht hervorgerufen ist. Das Geräusch taucht also mit der 1.Ordnung auf. Dreht die Welle z.B. mit 600 1/min, dann muss der Frequenzbereich um 100 Hz = 600 1/min *1/60 *min/s * 1 besonders hervortreten. Bei zwei Unwuchten wären es entsprechend 200 Hz, usw...

Hier im Bild ist das Frequenzspektrum meiner Messung ("Hochlauf") über der Drehzahl dargestellt. Die Ordnungslinien sind Ursprungsgeraden (Diagonale Linien). Die Pegelhöhe wird mit der Farbskala angezeigt.



Beim 4-Zylinder 4-Takter gibt es pro Umdrehung 2 Zündungen, beim 6-Zylinder 4-Takter sind es 3. Daher treten in Motorgeräuschen von 6-Zylinder-motoren (hier mein ABC...) besonders die 3. Ordnung und ganzzahlige Vielfache davon in Erscheinung: 3. Ordnung, 6.Ordnung, 9., 12., ...
Alle anderen Ordnungslinien (siehe Bild) sind entweder der Kurbelwelle (1.Ordnung) oder anderen Komponenten (die mit einer Übersetzung (z.B. Getriebe, Riemen, etc.) zur Kurbelwelle laufen) zuzuordnen.
Drehen sich Komponenten langsamer als die Kurbelwelle, dann sind es Ordnungen kleiner 1, die wichtig sind. Die Nockenwelle z.B. dreht sich halb so schnell wie die Kurbelwelle und trägt zu den Geräuschanteilen in der 0,5. Ordnung bei.

Betrachten wir im obigen Bild die 1. und die 0,5. Ordnung, so fällt an der Farbgebung auf, dass diese Ordnungen nur schwach vertreten sind (im Vergleich zur 3. Ordnung). Ich würde erwarten, dass das Störgeräusch, wenn es so deutlich hervortritt wie im Hörbeispiel auch in der Farbskala ganz gut hervortritt. Pleuellager - ist ja eine der Vermutungen - müssten mit der 1. Ordnung gehen oder (wenn das Geräusch des Pleuellagers nur gleichzeitig mit großer Krafteinwirkung durch z.B. Zündung auftritt) jede 2. Umdrehung = 0,5. Ordnung. Sieht hier aber nicht so aus... natürlich fehlt hier der Vergleich mit einem intakten V6 ABC. Dann könnte man es genau sagen... Nebenbei bemerkt ist die hier gezeigte Ordnungsanalyse eh für kleine Ordnungen ungeeignet, bzw. die Auflösung sinkt zu kleinen Ordnungen hin, da die Drehzahlauflösung und der Dynamikbereich des Kameramikrofons es einfach nicht hergeben...

Dann habe ich mich mal an die zeitliche Auflösung des Geräuschs gemacht, welches regelmäßig auftritt, aber klanglich durchaus etwas variiert. Ich nehme mir dazu eine FFT über Zeit zur Hilfe (kleine Nebenbemerkung: zwischenzeitlich hatte ich die Gelegenheit die Beschleunigung auf dem Motorblock zu messen, die Messungen zeigen also Körperschall und keinen Luftschall, wie oben...):



und siehe da: das Geräusch tritt mit einem Abstand von 0,28s auf. Bitte nicht daran stören, dass das Geräusch nicht regelmäßig wiederkehrend aussieht, dies liegt an der gewählten fft, die erst ab ca. 350 Hz anzeigt. Schraube ich die Zeitauflösung runter, finde ich die Geräusche deutlich auf Höhe von etwa 150 Hz und dann durchgängig und regelmäßig. Die hier gezeigte fft hilft aber, die Zeit besser messen zu können...
Nun ja, was lernt man daraus: Das Geräusch tritt ca. alle 3,3 - 3,5 Umdrehungen auf. Also weder mit 0,5., noch mit 1. Ordnung --> Pleuellager würden damit entfallen.

Ein anderes Drehendes Teil im Zahnriemenbereich fällt damit zunächst auch flach, denn dessen Rad müsste ja mindestens so groß sein wie ein Nockenwellenrad (Faktor 2 = Nockenwelle) und die Nockenwellenräder sind nachweislich die größten Scheiben im Zahnriementrieb.

siehe dazu auch: Link zu MeckisFAQ

Nehmen wir uns mal ein Kugellager vor. Wenn der Aussenring eines Kugellagers einmal den Innenring überrundet, dreht sich der Käfig mit den Wälzkörpern um weniger als 360°. Dies kann sich jeder mit einem ausgebauten Kugellager anschauen oder er greift auf die Geschwindigkeitsbeziehungen bei Planetengetrieben zurück, da ist das nämlich quasi genau so. Wie langsam sich der Käfig gegenüber dem Aussenring dreht ist dabei vom Durchmesser der Wälzkörper abhängig. Dadurch lässt sich also eine beliebige Untersetzung realisieren, eben auch 0,3. Das Geräusch könnte - dies ist die Schlussfolgerung - durch eine defekte Stelle im Bereich eines Wälzkörperlagerkäfigs, bzw. eines defekten Wälzkörpers immer dann ausgelöst werden, wenn diese an einer bestimmten Position steht, bzw. durch die Riemenspannkraft belastet wird...

So, nach dieser theoretischen Auseinandersetzung bin ich jetzt gespannt auf das, was die "alten Hasen" sagen und was bei der Reparatur am Ende rauskommt. Vielleicht habe ich auch einen Denkfehler drin und ich werde eines Besseren belehrt... Wir werden sehen.

Ich hoffe, es war unterhaltsam...
Über weitere Antworten würde ich mich natürlich weiterhin freuen...

Gruß,
Lorenz



Urheberrechtshinweis: Der Inhalt dieses Beitrags sowie die enthaltenen Fotos und die verlinkten Medien unterstehen der GNU FDL/Copyleft!

[Uwes]

Gehört zwar nicht hierher, aber was machst Du beruflich ?

Entwickler in der Akustikabteilung eines Fzg.herstellers ?

Viel Erfolg bei der Fehlersuche.

Uwe

[V-Six]

Nabend!

Puhhh...dachte eigentlich das ich nach meinem Studium solche Sachen nie wieder sehen muss/kann
Von der theoretischen Betrachtung daher meinen Respekt
Hab sowas ähnliches mal an nem VR6 gemacht...da war es aber die Nockenwelle (1/2-KW Drehzahl) und somit relativ leicht zu lokalisieren. Zusätzlich war das Geräusch etwas dominanter als bei dir(kommt vielleicht auch nur auf den Soundfiles so rüber).
Vom reinen Geräusch erinnert es mich in der Tat an ein Kugel-/Wälzlager also nicht aus Richtung eigentlicher Kurbeltrieb sondern Peripherie.
Als Praktiker bevorzuge ich aber eher die Methode mit dem Schraubenzieher o.ä. ...das sollte die Sache recht einfach klären (hört man deutlich)!
Dein Geräusch hab ich bis jetzt erst bei einer Lichtmaschine gehört (wäre aber falsch übersetzt) und an einer Wasserpumpe (weiß die Übersetzung gerade nicht )

Viel Glück beim praktischen Teil

V-SIX

[Geri]

Vielleicht habe ich auch einen Denkfehler drin und ich werde eines Besseren belehrt...

Hallo Lorenz,

"gelernt ist gelernt" kann man nur sagen, ich ziehe meinen Hut.
Glaube kaum das jemand aus dem Forum deine Abhandlung zerpflücken kann. Zumindest schwerlich was die Theorie betrifft.

Trotzdem tu ich mir schwer ein Kugellager im Motor zu finden welches nur bei jeden 3,3 Takt (auf Seite 1 habe ich bei jeden 4 Takt geschätzt, lag also nicht so sehr daneben) ein Geräusch von sich gibt.

Deswegen bleibe ich bei meiner Theorie, das Geräusch stammt von einem Pleuellager welches nur bei dem Arbeitstakt (= 4. Takt) ein Geräusch macht.

[Grappa]

Gehört zwar nicht hierher, aber was machst Du beruflich ?

Entwickler in der Akustikabteilung eines Fzg.herstellers ?

Viel Erfolg bei der Fehlersuche.

Uwe

Hi Uwes,

Die Frage kann ich beantworten. Ich bin Assistent an einem Hochschulinstitut und beschäftige mich mit Fahrzeugakustik.

Gruß,
Lorenz

[Grappa]

Tach zusammen,

soeben bin ich von einer Audi-Werkstatt zurückgekehrt. Schnelldiagnose des Meisters: Wasserpumpe. Er meinte: Absolut typisches Geräusch. Wasserpumpe und / oder die Spannröllchen... Alle diese Teile haben Wälzkörperlager und das Geräusch passt absolut zu einem fressenden Lager...

Zudem habe ich noch einen Hörtest mit Schraubendreher unternommen und würde nun auch auf Wasserpumpe schließen. Ist schon extrem auffällig in der Nähe der Wasserpumpe und zudem fast exakt das Geräusch, was man im Luftschall auch hört...

Dann werde ich wohl mal zu der Werkstatt fahren, die mir vor ca. 1 Jahr meine Wasserpumpe eingebaut hat. Evtl. lassen die ja nochmal mit sich reden und schauen sich das Ganze dann mal an. Am liebsten wäre mir natürlich, dass der Schaden auf Kulanz / Garantie, etc. abgewickelt wird. naja, wir werden sehen.

@Bastian (Bastel1977): Du kennst die Werkstatt ja auch. Meinst Du, das gibt Stress, oder wird das eher easy. Tipps?

Gruß,
Lorenz

[Grappa]

Tag zusammen,

wollte mal kurz Rückmeldung geben und nochwas Interessantes zu meinen zugebenermaßen vielleicht sehr akademischen Analysen hinzufügen:

Mein Fahrzeug habe ich vorhin abgeholt. Es war in der Werkstatt, welche mir vor etwa einem Jahr eine neue Wasserpumpe eingebaut hat.

Die vermeintlich defekte Wasserpumpe hatte ich gerade eben in den Händen und tatsächlich: Lagerschaden. --> Die bereits geäußerte Vermutung stimmt damit wohl zu 100% Die Werkstatt versucht jetzt, die Wapu aufgrund von Garantie, etc. einzutauschen...

Nun bin ich freudestrahlend nach Hause gefahren und habe dort in der Garage direkt mal den Motor angehört. Ergebnis: Das "Grollen" des defekten Lagers ist weg. --> Waputausch war wirklich erforderlich.

ABER: Ich habe immer noch dieses schrecklich kreischende Heulen, weshalb ich morgen wohl wieder bei der Werkstatt auflaufen muss. Das Kreischen war vor dem Waputausch auch und ich ging davon aus, dass es der selbe Schaden ist. Nun aber denke ich, dass da noch was zweites im Busch ist. Was mich insgesamt tierisch anp*** ist, dass die Werkstatt das definitiv "kranke" Geräusch meines Motors offensichtlich nicht bemerkt hat. werde da morgen wohl nochmal drauf hinweisen müssen... Vorhin jedenfalls war die Aussage des Meisters: "Alles wieder ok, der schnurrt jetzt wieder wie ein Kätzchen" - was weiss ich, was der für Katzen hat

Randbemerkung: Ihr fragt Euch sicherlich, warum ich es nicht gleich bemängelt habe (bei Abholung). Einfache Erklärung: Ich hatte wenig Zeit und das Fahrzeug befand sich schon draussen vor der Halle. Bei dem Wind z.Zt. (hier fallen reihenweise die Bäume um) hätte man da eh nix gehört. Aber da ich eh noch nicht gezahlt habe, bin ich ja quasi noch auf der sicheren Seite.

Hier nochmal zur Verdeutlichung ein anderer Ausschnitt aus der Geräuschaufnahme, wo man das Kreischen besser hört. Die Aufnahme ist von vor Wapu-Tausch, aber das Kreischen ist wie gesagt jetzt nach Waputausch immer noch das selbe.

Kreischen (etwa bei 1500 1/min), Dateigröße: 1,26 MB

Die Datei enthält genau genommen 2x das Sample, einmal im Original und einmal gefiltert = weitestgehend ohne "Kreischen".
--> Damit Ihr wisst, was in etwa ich meine...

Der Filter sieht so wie in folgendem Bild gezeigt aus, d.h. er minimiert die Frequenzanteile zwischen etwa 220 und 880 Hz, in denen das Kreischen sehr dominat ist:



Ich hoffe, ich konnte Euch mal wieder etwas unterhalten und wünsche mir natürlich weiterhin zahlreiche Tipps und Anregungen...

Ansonsten... wünscht mir Glück morgen in der Werkstatt...

Gruß,
Lorenz


[EDIT]
Wenn sich jemand in der Näche Aachen dazu berufen fühlt, am Wochenende auch mal sein Öhrchen an meinen V6 zu halten... Herzlich willkommen! Im Original ist das Geräusch nämlich noch viel, viel schrecklicher, als per Internet und obendrein sicherlich auch besser zu begutachten.
[/EDIT]


Urheberrechtshinweis: Der Inhalt dieses Beitrags sowie die enthaltenen Fotos und die verlinkten Medien unterstehen der GNU FDL/Copyleft!

[Ollfried]

Hi,
Meine Güte, wer hätte gedacht, dass hier mal auf Bandsperren/Notches treffen würde...
Bei Deinem Problem kann ich leider nicht helfen, sorr fürs OT.
Ollfried, wenn schon, denn schon:

"Wenn David Banner wütend wird, dann wird er zum Hulk. Wenn der Hulk wütend wird, dann wird er zu Chuck Norris."

[Bastel]

@Bastian (Bastel1977): Du kennst die Werkstatt ja auch. Meinst Du, das gibt Stress, oder wird das eher easy. Tipps?

Moin Lorenz!

Sorry - ich war 3 Tage im Ausland unterwegs und gerade heute war es nicht leicht wieder zurück zu kommen - ich habe gerade 335 Euro für ein Taxi von Brüssel nach Aachen bezahlt Der Zug wollte nicht mehr weiterfahren...

Also - ich würde in jedem Fall mit Stefan reden (dem Werkstattmeister) - der möchte bestimmt nicht, dass Du da mit einem falschen Eindruck davon fährst... ich habe bisher nur gute Erfahrungen gemacht - auch was mal Kulanz anging...

Also - ich würde ihn Deinen Wagen nochmals checken lassen (evtl. Probefahrt mit ihm o.ä.) - der kann Dir bestimmt weiterhelfen...

Gruß und viel Erfolg,
Bastian

[Grappa]

Hi Bastian,

stimme Dir 100% zu. Genau deshalb werde ich morgen nochmal hinfahren.

Ich hoffe, alles was ich bisher schrieb war auch entsprechend vorsichtig formuliert, denn ich will ihm wirklich nix böses.... Also im Klartext: Er ist mir gegenüber - soweit ich beurteilen kann immer freundlich, hilfsbereit und bislang auch kulant.

morgen werden wir weitersehen...

Dank für Deine Rückmeldung. Hab Dir noch ne PM geschickt...

Gruß, Lorenz