Liebe Kollegen, wegen des Brummthemas hatte ich einen Beitrag zugesagt, hier ist er:
Step 1, Ermittlung der Ist Situation. Ich besitze eine nagelneu überholte P1 Welle und auch eine nagelneu überholte Rek 57 Welle.
Beide sind ca.1300 mm lang, Die Rek 57-Welle ist 65mm im Durchmesser, die Welle des P1 ist 70mm
Das Blatt1 der Anlage zeigt die rechnerische Ermittlung der Eigenfrequenz, angenommen sind günstige Bedingungen.
Im Ergebnis zeigt sich eine kritische Drehzahl für den P1 von 7146/min und für den Rek 57 von 6569/min
Bei dieser Drehzahl wären die Wellen in voller Resonanz und würden sich innerhalb kurzer Zeit durch Biegebruch selbst zerstören oder Schäden an Getriebe und HA verursachen.
Wir müssen also weit genug von dieser Drehzahl wegbleiben, sind wir das ??
Die Rechnung auf Blatt 2 zeigt die Drehzahlwerte für beide Wagen, mit typischen Bereifungen und HA 3,89 (die letzten Bilder im Anhang zeigen die Geschwindigkeiten und Drehzahlen für andere Übersetzungen, die es bei Opel gibt)
wir sehen, zu v100 gehören die Drehzahlen 3594 beim P, 3703 beim Rek 57
Multipliziert mit 1,3 (vmax für den P) oder 1,22 (vmax für den Rek 57) ergeben sich Max. Drehzahlen bei Höchstgeschwindigkeit von 4672/min; bzw. 4518/min.
Jetzt wird es etwas komplizierter, Bild 3 zeigt eine Vergrößerungsfunktion, sie zeigt die Reaktion eines schwingfähigen Systems, wenn es harmonisch (schwingend) angeregt wird. Bei 1 (eta = 1) ist vollkommene Resonanz vorhanden und führt zum starken Ansteigen der Amplitude (dem Ausschlag des Systems, hier der Kardanwellenbiegung).
Um jetzt zu sehen, wo unser eta liegt, teilen wir die Höchstdrehzahl durch die Resonanzdrehzahl und bekommen eta direkt heraus: eta P = 0,65; eta Rek 57 ist deutlich schlechter, mit eta 0,69.
Ungefähr dort tragen wir unten auf der Vergrößerungsfunktion die eta´s ein und sehen: Wir sind schon im steil ansteigenden Ast der Kurve, unsere Dämpfung ist zudem sehr gering !!
Kleine Änderungen der Drehzahl bewirken hier überproportionale Anstiege der Schwingungsamplituden, das fördert Dröhnen.
Diese Auslegung ist als nicht dauerhaft stabil einzustufen, geringe Abnutzungen, Spiele etc. verschlimmern die Brummneigung in kurzer Zeit. So zeigt die Praxis und bestätigt diese theoretische Prüfung.
Wer nicht so gerne rechnet, kann auch Bild 4 ansehen, das ist eine Auslegungshilfe / Tabelle zur Auslegung ruhig laufender Kardanwellen aus Rohr, als Hilfe für die Dimensionierung.
Dargestellt ist der Zusammenhang: Länge, Drehzahl zu notwendigem Wellendurchmesser.
Ich war so frei und habe mal die Wellenlänge und Drehzahl eingezeichnet.....und sehe, beide Wellen sind unterdimensioniert, erst ab einem Durchmesser von 80mm wäre mit stabilen Verhältnissen zu rechnen.
Wenn man sich nicht daran hält, dann brummt es eben....
Was kann man tun:
1) Durchmesser vergrößern, das geht prinzipiell, siehe dazu das Foto, es zeigt ein "Versuchsrohr" mit Durchmesser 80mm, beidseitig industriell eingezogen, das war mal ein Versuchsteil für meinen Kadett. Eingesetzt habe ich ein 70ger Rohr, auch eingezogen, das hat ausgereicht. Die Methode könnte helfen, das Rohr war allerdings: NICHT BILLIG.... und ich habe am P keine 80ger Welle ausprobiert, kann nix weiter dazusagen, ob sie passen würde oder wirksam ist..
2) Wellenmantel aus einem anderen Material (CFK oder GFK) geht technisch ganz sicher, bedeutet aber: Entwicklungsaufwand, Prozess, Kosten...
3) Wellenmantel aus Titan oder Aluminium (Alu war oder ist bei BMW in Serie, reibgeschweißt mit Stahlgelenken)….aber wegen anderen E-Moduls > mehr Bauraum notwendig, Prozess und Kosten, wie oben
4) zweiteilige Welle bauen lassen (300......400€) und Halterung unter dem Wagen bauen (Eigenbau) das geht sicher und ist finanziell tragbar, ich hatte Fotos hierzu versprochen und im September stelle ich die ein.
Viel Spaß + Gruß,
Alfred. H.
Step 1, Ermittlung der Ist Situation. Ich besitze eine nagelneu überholte P1 Welle und auch eine nagelneu überholte Rek 57 Welle.
Beide sind ca.1300 mm lang, Die Rek 57-Welle ist 65mm im Durchmesser, die Welle des P1 ist 70mm
Das Blatt1 der Anlage zeigt die rechnerische Ermittlung der Eigenfrequenz, angenommen sind günstige Bedingungen.
Im Ergebnis zeigt sich eine kritische Drehzahl für den P1 von 7146/min und für den Rek 57 von 6569/min
Bei dieser Drehzahl wären die Wellen in voller Resonanz und würden sich innerhalb kurzer Zeit durch Biegebruch selbst zerstören oder Schäden an Getriebe und HA verursachen.
Wir müssen also weit genug von dieser Drehzahl wegbleiben, sind wir das ??
Die Rechnung auf Blatt 2 zeigt die Drehzahlwerte für beide Wagen, mit typischen Bereifungen und HA 3,89 (die letzten Bilder im Anhang zeigen die Geschwindigkeiten und Drehzahlen für andere Übersetzungen, die es bei Opel gibt)
wir sehen, zu v100 gehören die Drehzahlen 3594 beim P, 3703 beim Rek 57
Multipliziert mit 1,3 (vmax für den P) oder 1,22 (vmax für den Rek 57) ergeben sich Max. Drehzahlen bei Höchstgeschwindigkeit von 4672/min; bzw. 4518/min.
Jetzt wird es etwas komplizierter, Bild 3 zeigt eine Vergrößerungsfunktion, sie zeigt die Reaktion eines schwingfähigen Systems, wenn es harmonisch (schwingend) angeregt wird. Bei 1 (eta = 1) ist vollkommene Resonanz vorhanden und führt zum starken Ansteigen der Amplitude (dem Ausschlag des Systems, hier der Kardanwellenbiegung).
Um jetzt zu sehen, wo unser eta liegt, teilen wir die Höchstdrehzahl durch die Resonanzdrehzahl und bekommen eta direkt heraus: eta P = 0,65; eta Rek 57 ist deutlich schlechter, mit eta 0,69.
Ungefähr dort tragen wir unten auf der Vergrößerungsfunktion die eta´s ein und sehen: Wir sind schon im steil ansteigenden Ast der Kurve, unsere Dämpfung ist zudem sehr gering !!
Kleine Änderungen der Drehzahl bewirken hier überproportionale Anstiege der Schwingungsamplituden, das fördert Dröhnen.
Diese Auslegung ist als nicht dauerhaft stabil einzustufen, geringe Abnutzungen, Spiele etc. verschlimmern die Brummneigung in kurzer Zeit. So zeigt die Praxis und bestätigt diese theoretische Prüfung.
Wer nicht so gerne rechnet, kann auch Bild 4 ansehen, das ist eine Auslegungshilfe / Tabelle zur Auslegung ruhig laufender Kardanwellen aus Rohr, als Hilfe für die Dimensionierung.
Dargestellt ist der Zusammenhang: Länge, Drehzahl zu notwendigem Wellendurchmesser.
Ich war so frei und habe mal die Wellenlänge und Drehzahl eingezeichnet.....und sehe, beide Wellen sind unterdimensioniert, erst ab einem Durchmesser von 80mm wäre mit stabilen Verhältnissen zu rechnen.
Wenn man sich nicht daran hält, dann brummt es eben....
Was kann man tun:
1) Durchmesser vergrößern, das geht prinzipiell, siehe dazu das Foto, es zeigt ein "Versuchsrohr" mit Durchmesser 80mm, beidseitig industriell eingezogen, das war mal ein Versuchsteil für meinen Kadett. Eingesetzt habe ich ein 70ger Rohr, auch eingezogen, das hat ausgereicht. Die Methode könnte helfen, das Rohr war allerdings: NICHT BILLIG.... und ich habe am P keine 80ger Welle ausprobiert, kann nix weiter dazusagen, ob sie passen würde oder wirksam ist..
2) Wellenmantel aus einem anderen Material (CFK oder GFK) geht technisch ganz sicher, bedeutet aber: Entwicklungsaufwand, Prozess, Kosten...
3) Wellenmantel aus Titan oder Aluminium (Alu war oder ist bei BMW in Serie, reibgeschweißt mit Stahlgelenken)….aber wegen anderen E-Moduls > mehr Bauraum notwendig, Prozess und Kosten, wie oben
4) zweiteilige Welle bauen lassen (300......400€) und Halterung unter dem Wagen bauen (Eigenbau) das geht sicher und ist finanziell tragbar, ich hatte Fotos hierzu versprochen und im September stelle ich die ein.
Viel Spaß + Gruß,
Alfred. H.