close

Enter

Log in using OpenID

Aks Kaynaklı Tekrarlı Ses Problemleri

embedDownload
OTEKON’14
7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi
26 – 27 Mayıs 2014, BURSA
AKS KAYNAKLI TEKRARLI GÜRÜLTÜ PROBLEMLERİ
Mehdi Yıldız*, Aytekin Özkan*
*
TOFAŞ Türk Otomobil Fabrikası Anonim Şirketi, Bursa
ÖZET
Araç geliştirme sürecinde karşılaşılan en önemli gürültü problemlerinden biri de sürüş esnasında aracın ön
tarafından gelen, motor, tekerlek yada güç aktarma elemanlarındaki düzensizliklerden kaynaklanan, tekrarlı ses
problemidir. Bu çalışmada sürüş hızına bağlı olarak değişkenlik gösteren, aks kaynaklı tekrarlı gürültü probleminin
kaynağının belirlenmesi için yapılan subjektif değerlendirmeler, objektif ölçümler ve analiz yöntemleri sunulmuştur.
Anahtar kelimeler: Motor harmonikleri, Tekrarlı ses, Doğal frekans ölçümleri
DRIVE SHAFT INDUCED CYCLIC NOISE PROBLEMS
ABSTRACT
One of the most important noise problem encountered in the vehicle development process, which is caused by the
disorders in engine, tires or powertrain systems, coming from the front side of the vehicle while driving is cyclic noise
problem. In the scope of the study, the subjective evaluations, objective measurements and the analysis methods to be
used in evaluating are provided to identify the drive shaft induced cyclic noise problems that vary depending on driving
speed.
Keywords: Engine orders, Cyclic/Harmonic noise, Natural Frequency Measurements.
değişkenlik gösteren ya da dalgalı tork uyarılarına maruz
kalmaktadırlar. Değişkenlik gösteren bu tork kuvvetleri
aks ve ona bağlı diğer bileşenler üzerinde yapısal
rezonanslara yol açabilmektedir. İşte bu rezonanslar
kabin içerisinde farklı ses karakteristiğine sahip gürültü
problemlerine neden olmaktadır[1].
Günümüz otomotiv sektöründe, artan müşteri
beklentileri doğrultusunda önemli bir unsur haline gelen
“araçlarda ses kalitesi” konusu açısından da aks kaynaklı
gürültü problemleri önemli bir husus olarak karşımıza
çıkmaktadır. Son yıllarda, araçlardaki motor gürültüsünü
azaltmak amacıyla yürütülen çalışmalar neticesinde
motor sesinin maskeleme etkisinin gittikçe azalması,
tekrarlı aks sesi gibi müşteriler tarafından kolaylıkla
algılanabilen ses tonlarının önemini artırmaktadır [2].
Aks kaynaklı ses problemleri, yıpranmış
mafsallardan kaynaklanabildiği gibi (ötme sesi, vuruntu
sesi ve kazıma sesi gibi) aksların kendi doğal
frekanslarında uyarılmaları sonucu yapısal ya da hava
1. GİRİŞ
Sürüş esnasında aracın ön tarafından gelen ve
sürüş hızına bağlı olarak değişkenlik gösteren tekrarlı ses
problemlerinin kaynağının belirlenmesi araç geliştirme
süreçlerinde karşılaşılan zorluklardan birisidir. Araçlarda
tekrarlı ses problemleri akslardan, tekerleklerden
kaynaklandığı gibi motordaki dönen parçalardan da
(krank
mili,
kam
mili,
kayışlar
vb.)
kaynaklanabilmektedir.
Birbiriyle
etkileşimli
bu
sistemlerden kaynaklanan tekrarlı ses problemlerinin
kaynağının sübjektif olarak belirlenebilmesi uzman kalite
mühendisleri için dahi zor bir husus olarak karşımıza
çıkmaktadır. Günümüz rekabetçi otomotiv piyasasında,
araç geliştirme süreçlerinin daha da kısaltılması ihtiyacı
bu tip ses problemlerinin de daha kısa sürede çözümünü
gerektirmektedir.
Araç üzerinde akslar birçok dinamik özelliğe
sahip farklı bileşenler ile bağlantı halindedir. İçten
yanmalı motorların doğası gereği de akslar yüksek
1
yolu ile taşınan ses problemleri (tekrarlı ya da harmonik
ses) olarak da karşımıza çıkmaktadır[1].
Bu çalışmada, akslardan kaynaklanan tekrarlı ses
problemlerinin ölçüm ve analizi için bir yöntem
sunulacaktır.
2. ÖZNEL DEĞERLENDİRMELER
Yukarıda da bahsedildiği gibi, aracın ön tarafından
gelen tekrarlı ses problemleri motor kompartımanındaki
herhangi bir dönen parçadan da kaynaklanabilmektedir.
Otomotiv sektöründe gittikçe artan rekabet koşulları
içerisinde, araç geliştirme sürecinin
kısaltılmasına
yönelik gereksinimler göz önüne alındığında doğru ses
problemi üzerine odaklanılmasının önemi aşikârdır.
Burada tekrarlı ses problemleri motor, tekerlekler,
vites dişli sistemi ya da akslardan kaynaklanıyor olabilir.
Ses kaynağının ayrıştırılabilmesi için irdelenmesi gereken
hususlar şunlardır;
• Araç boşta yavaş hızlanma manevrasında sesin
mevcudiyeti,
• Farklı yol pürüzlülükleri ve lastik basınçlarına
göre sesteki değişkenlik,
• Belirli vites ve hız aralıklarında sesin sürekliliği,
• Farklı vites ve araç hızlarına bağlı olarak sesteki
değişim,
Bu kontrollerin ardından ses probleminin çözümü için
akslar üzerine odaklanılması daha doğru olacaktır. Bu
kontrollerde tekrarlı ses probleminin en net algılandığı
vites ve motor devri not edilmeli ve objektif ölçümler bu
bilgiler doğrultusunda gerçekleştirilmelidir.
iletimi de aks bağlantı elemanlarına yerleştirilen üç yönlü
ivmeölçerler ile gözlemlenmiştir.
Şekil 2. Titreşim ölçüm noktaları
3.1 Ses Probleminin Frekansının Belirlenmesi
Bu tip ses problemlerinin analizinde, öncelikle doğru
ses problemine odaklanılması ve sesin frekansının
belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla,
kontrollü bir ortamda değerlendirme imkânı sunan Ses
yalıtımlı Dinleme ve Ayrıştırma Odasında, uzman NVH
ve Kalite mühendislerinden oluşan jüri ile tekrarlı ses
probleminin en net algılanabildiği manevrada elde edilen
mikrofon datası üzerinde değerlendirmeler yapılmıştır.
Dinleme odası ile ilgili dikkat edilmesi gereken hususlar
aşağıdaki gibi sıralanabilir;
• Dinleme Odası dış ortamdan yalıtılmış olmalı
(ortam gürültüsü en aza indirgenmeli),
• Odanın frekans karakteri (oda rezonansları),
hoparlörün ve dinletilen sesin frekans karakterleri
ile çakışmamalı (oda rezonansları algılanan sesi
etkilememeli),
• Oda akustiği her bir jüri üyesi için aynı olmalı
(odanın farklı noktalarında oturan jüri üyeleri
aynı sese maruz kalmalı).
3. OBJEKTİF ÖLÇÜMLER VE ANALİZ
YÖNTEMLERİ
Daha önce yapılan sübjektif değerlendirmelere göre
belirlenen en kritik viteste yavaş hızlanma manevrasında
gürültü ve titreşim ölçümleri şasi dinamometreli yarı
yankısız oda da gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen ses verisi üzerindeki sübjektif
değerlendirmeler, LMS Sound Diagnosis modülünde
farklı filtreler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu
değerlendirmeler ile sesin frekans aralığı tespit edilerek
renk haritası ve frekans spektrumu gösterimi ile ses
probleminin karakteristiği belirlenmiştir.
Şekil 1. Yarı yankısız oda
Kabin içerisindeki gürültü ölçümleri sürücü sağ
kulak
pozisyonuna
yerleştirilen
mikrofon
ile
gerçekleştirilmiş ve motordan tekerleklere olan titreşim
2
Şekil 3. Sesin frekans analizi
Şekil 6. Diferansiyel mili doğal frekansları
3.2 Aks ve Diferansiyel Mili Doğal frekanslarının
Belirlenmesi
Diferansiyelden tekerleklere kuvvet iletimini sağlayan
akslar ve diferansiyel mili üzerinde doğal frekans ölçümü
yapılarak, tekrarlı ses probleminin görüldüğü frekans
aralığı ile korelasyon olup olmadığı incelenmiştir.
Yapılan ölçümlerde, yukarıdaki tablodan da
görülebileceği gibi tekrarlı ses probleminin görüldüğü
frekans ile diferansiyel mili doğal frekansı arasında bir
korelasyon tespit edilmiştir. Bu da tekrarlı ses
probleminin, diferansiyel milinin kendi doğal frekansında
uyarılması sonucu ortaya çıkan titreşim probleminden
kaynaklandığını göstermektedir.
Şekil 4. Aks milleri
5. SONUÇ
Diferansiyel milinin kendi rezonans frekansında
uyarılması ile ortaya çıkan ve tekerleklere iletilen titreşim
problemini
kaynağında
sönümlemek
amacıyla
diferansiyel milinin eğilme frekansına yakın frekansta
çalışan bir sönümleyici eleman tasarlanarak aks üzerine
yerleştirilmiş ve gürültü problemi tekrar incelenmiştir.
Akslar üzerine gelen farklı yük koşulları da deneysel
olarak aracın bir rampa üzerine farklı açılarda
konumlandırılması ile incelenmiştir.
Şekil 5. Araç üzeri doğal frekans ölçümleri
Araç üzerinde yapılan ölçümlerde parçaların birbiri
ile etkileşimi nedeniyle bir parçaya ait olan doğal frekans
değeri diğer parçalarda da gözlemlenebilmektedir. Bu
frekansların ayrıştırılabilmesi için aks milleri üzerinde
serbest koşullarda doğal frekans ölçümleri de yapılmıştır.
Şekil 7. Aks üzerine yerleştirilen sönümleyici eleman
Aşağıdaki grafikten de görülebileceği gibi araç
üzerinde yapılan doğal frekans ölçümlerinde aks
grubunun mevcut
doğal frekansı (kırmızı
eğri),
3
sönümleyici elemanın
ötelenmiştir (yeşil eğri).
ilave
edilmesi
ile
30Hz
g/N
Log
1.00
100e-6
180.00
°
100
470.42
441.81
200 300 400 500 600 700 800 900
366.68
-180.00
0
100 200 300 400 500
Hz
600 700 800
1000
Şekil 8. Sönümleyici elemanın doğal frekansa etkisi
Yapılan bu müdahale sonrası gerçekleştirilen iç
gürültü ölçümlerinde ise ses probleminin görüldüğü
frekans aralığında ~5dB azalma elde edilmiştir.
Şekil 9. İç gürültü seviyesi (Kırmızı eğri: müdahale
öncesi, Yeşil eğri: müdahale sonrası)
6. KAYNAKLAR
1. TOFAŞ Ar-Ge Bölümü Bilgi Kütüphanesi
2. Gabriella C., “Automotive Sound Quality –
Powertrain, Road and Wind Noise” Sound
Answers, Inc., 2009, Troy, Michigan
3. Williams, et al., Transmission Tonal Noise;
Experimental Analysis of the NVH
Characteristics
that
Influence
Sound
Quality”, Proceedings of IMAC XIV, 1996,
Dearborn, MI
4
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
6
File Size
393 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content