Aktive Geräuschminderung am Hinterachsgetriebe

Abstract

In this article we present the results of a research project of Volkswagen AG and Fraunhofer IWU. It shows new approaches in the development of active mass dampers for transmission applications. The proposed active controlled system enables to reduce the interior sound pressure level of the rear axle gear mesh order by more than 5 dB. By detailed pre-examination of the drivetrain vibrations and transfer paths we gained new insights into the phenomenon of rear axle gear whine. In order to develop solutions to realise the damping of the vibrations we designed and constructed a test bench which consists of the main components of the rear axle unit and its bearings. The vibration phenomenon was replicated by synthetic excitation. Thus we could acquire an adequate control concept combined with a corresponding actuator and experimentally established control parameters.Validations on an experimental vehicle under synthetic excitation and finally under real driving conditions adduced the evidence for the functionality of the proposed system. KurzfassungDas in diesem Artikel beschriebene Forschungsprojekt der Volkswagen AG und des Fraunhofer IWU zeigt neue Ansätze bei der Entwicklung von aktiven Systemen zur Schwingungstilgung an Getrieben auf. Im Speziellen wurde der Geräuscheintrag einer bestimmten Zahneingriffsordnung des Hinterachsgetriebes in den Fahrgastraum eines PKWs um mehr als 5 dB gesenkt. Grundlage des Erfolges waren detaillierte Voruntersuchungen am Fahrzeug, mit deren Hilfe das Schwingungsphänomen eingegrenzt werden konnte. Mit dieser Kenntnis war es in einem weiteren Schritt möglich, Lösungsvorschläge zur Umsetzung der Schwingungstilgung zu entwickeln. Dazu wurde an einem Versuchstand, bestehend aus den Komponenten des hinteren Antriebsstrangs und deren Lagerung, das Schwingungsphänomen durch künstliche Anregung erzeugt. Auf dieser Basis wurden unterschiedliche Konzepte zur aktiven Schwingungstilgung untersucht sowie die Position des Aktors und Regelungsparameter versuchstechnisch abgestimmt. Abschließend konnte der Funktionsnachweis des Systems am Versuchsfahrzeug unter künstlicher Anregung und letztendlich unter realen Fahrbedingungen erbracht werden.

Aktive Geräuschminderung am Hinterachsgetriebe

“…Daher müssen neben der Optimierung am Getriebe auch die Karosserie und weitere, an der Schallübertragung (Transferpfad) und Schallabstrahlung beteiligte, Komponenten berücksichtigt werden. In experimentellen und simulativen Untersuchungen [5] konnte gezeigt werden, dass im Antriebsstrang des Versuchsfahrzeuges eine Eigenfrequenz bei etwa 430 Hz existiert. Hieraus resultieren größere Schwingungsamplituden am Hinterachsgetriebe (HAG), wenn dessen erste Zahneingriffsordnung (ZEO) die Eigenfrequenz in bestimmten Fahrzuständen durchläuft.…”