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
© Copyright 2024 Paperzz
