Beiträge von Christoph

12. Messergebnisse sinnvoll posten

Damit man eine Messung besser einordnen kann, helfen ein paar Grundangaben.

Angaben zum Fahrzeug

• Fahrzeugmodell, Motorisierung und Antriebsart
• Reifengröße
• Achsübersetzung, falls bekannt

Angaben zur Auffälligkeit

• Geschwindigkeitsbereich, in dem die Vibration auftritt
• bei welcher Geschwindigkeit oder in welchem Bereich die Auffälligkeit am stärksten ist
• ob unter Last, im Schubbetrieb, beim Rollen oder im Leerlauf gemessen wurde
• wo die Vibration spürbar ist, zum Beispiel am Lenkrad, Sitz, Boden oder Pedal
• ob sie konstant oder eher intervallartig auftritt
• ob zusätzlich ein Geräusch dazu auftritt
• welche Frequenz oder Ordnung auffällig ist, zum Beispiel T1, P1 oder T3

Angaben zur Messung

• wo das Smartphone befestigt war
• ein Screenshot oder noch besser eine kurze Bildschirmaufnahme der Messung in der App
• wenn möglich eine Wiederholungsmessung unter ähnlichen Bedingungen

Je genauer die Angaben sind, desto besser lässt sich die Ursache eingrenzen.

13. Wichtiger Hinweis

Bitte führt solche Messungen immer auf eigene Verantwortung durch und achtet in erster Linie auf den Straßenverkehr.

Am besten macht man eine Messfahrt zu zweit: Eine Person fährt, die andere beobachtet die Messung.

Falls ihr allein unterwegs seid, startet die Messung vorher, befestigt das Smartphone sicher und schaut während der Fahrt möglichst nicht auf das Gerät.

Für die Auswertung kann es hilfreich sein, über eine längere Strecke möglichst konstant eine bestimmte Geschwindigkeit zu fahren. Zusätzliche Geschwindigkeitsdaten lassen sich später zum Beispiel über ein Dashcam-Video nachvollziehen, ohne dass man während der Fahrt ständig auf das Smartphone schauen muss.

Viele Grüße
Christoph

Diese Anleitung ist aus einem persönlichen, leider noch nicht abgeschlossenen Fall entstanden. Ziel ist es, anderen Betroffenen eine objektivere Einordnung zu ermöglichen, damit sie nicht mit Aussagen wie „Stand der Technik“ abgewiesen werden und der Fall nicht wie im folgenden Ausgang endet.

10. Herleitung der Berechnung

Die folgenden Abschnitte sind für alle gedacht, die den Rechenweg genauer verstehen möchten. Damit wird nachvollziehbar, wie die Werte in der Tabelle entstehen.

Für die meisten reicht die Excel-Tabelle jedoch völlig aus, um gemessene Frequenzen schnell einer Ordnung (T1, P1, T3) zuzuordnen.

Kurz gesagt:
Aus Reifengröße, Geschwindigkeit und Achsübersetzung lassen sich die passenden Frequenzen berechnen. Daraus ergeben sich dann die Vergleichswerte für T1, P1 und T3.

Der Ablauf ist immer gleich:

1. Aus der Reifengröße wird der Reifenumfang bestimmt
2. Aus der Geschwindigkeit ergibt sich daraus die Radfrequenz
3. Aus dieser werden anschließend T1, P1 und T3 abgeleitet

Wer den Zusammenhang einmal verstanden hat, kann gemessene Frequenzen später deutlich leichter einordnen.

Zum besseren Verständnis kann man das Wasserfall-Diagramm vereinfacht auch mit einem professionellen 3D-NVH-Diagramm vergleichen.

NVH1.jpg

Im Grunde ist das Wasserfall-Diagramm ähnlich zu lesen, als würde man auf ein solches 3D-Diagramm von oben schauen. Man sieht also ebenfalls, bei welchen Frequenzen Auffälligkeiten auftreten und wie sich diese über den Verlauf verändern.

Der Unterschied ist allerdings, dass professionelle NVH-Systeme solche Darstellungen und Zuordnungen automatisch erzeugen können. Dort werden Geschwindigkeit, Ordnungen und weitere Fahrzeugdaten direkt mit ausgewertet. Genau diese automatische Darstellung und Berechnung ist im Normalfall aber nur mit deutlich teurerem Equipment möglich.

Mit phyphox geht das nicht automatisch. Deshalb braucht man hier die Vergleichstabelle beziehungsweise den Rechenweg, um die gemessenen Frequenzen später selbst den passenden Bereichen zuzuordnen.

So wird gerechnet:

Reifenumfang

• Flankenhöhe = Reifenbreite × Querschnitt
• Felgendurchmesser in mm = Zoll × 25,4
• Außendurchmesser in mm = Felgendurchmesser in mm + 2 × Flankenhöhe
• Außendurchmesser in m = Außendurchmesser in mm ÷ 1000
• Reifenumfang = π × Außendurchmesser in m

Geschwindigkeit

• Geschwindigkeit in m/s = Geschwindigkeit in km/h ÷ 3,6

Ordnungen

• T1 = Radfrequenz = Geschwindigkeit in m/s ÷ Reifenumfang
• P1 = T1 × Achsübersetzung
• T3 = T1 × 3

11. Beispielrechnung und Zuordnung

Auch dieser Abschnitt dient vor allem dem besseren Verständnis. Für die schnelle Einordnung reicht in der Regel die Excel-Tabelle aus.

Die Beispielrechnung zeigt hier noch einmal konkret, warum die Werte aus der Tabelle so aussehen und weshalb sie gut zum Beispiel aus dem Wasserfall-Diagramm passen.

Zur Veranschaulichung rechnen wir das Ganze einmal für das oben gezeigte Beispiel durch.

Dafür braucht ihr zunächst einen Auszug aus der CoC mit Reifengröße und Übersetzung des Achsgetriebes.

CoC.jpg

Beispiel mit Zahlen: 225/40 R19 und 2,813

Da das Wasserfall-Beispiel oben den Bereich von 98 bis 111 km/h zeigt, ist es hier sinnvoll, auch genau mit diesem Geschwindigkeitsbereich zu rechnen und nicht nur mit einer einzelnen Geschwindigkeit.

Reifenumfang berechnen

• Flankenhöhe = 225 × 0,40 = 90 mm
• Felgendurchmesser in mm = 19 × 25,4 = 482,6 mm
• Außendurchmesser = 482,6 mm + 2 × 90 mm = 662,6 mm = 0,6626 m
• Reifenumfang = π × 0,6626 m = 2,0816 m

Geschwindigkeiten umrechnen

• 98 km/h ÷ 3,6 = 27,22 m/s
• 111 km/h ÷ 3,6 = 30,83 m/s

Frequenzen für den Geschwindigkeitsbereich berechnen

• T1 bei 98 km/h = 27,22 m/s ÷ 2,0816 m = 13,08 Hz
• T1 bei 111 km/h = 30,83 m/s ÷ 2,0816 m = 14,81 Hz
• P1 bei 98 km/h = 13,08 Hz × 2,813 = 36,79 Hz
• P1 bei 111 km/h = 14,81 Hz × 2,813 = 41,65 Hz
• T3 bei 98 km/h = 13,08 Hz × 3 = 39,24 Hz
• T3 bei 111 km/h = 14,81 Hz × 3 = 44,43 Hz

Ergebnis für den Geschwindigkeitsbereich 98 bis 111 km/h

Damit ergeben sich für den Bereich von 98 bis 111 km/h rechnerisch ungefähr folgende Bereiche:

• T1 = 13,1 bis 14,8 Hz
• P1 = 36,8 bis 41,7 Hz
• T3 = 39,2 bis 44,4 Hz

Vergleich mit dem Wasserfall-Diagramm

Vergleicht man diese berechneten Frequenzbereiche mit dem Beispiel aus dem Wasserfall-Diagramm, sieht man, dass die Bereiche sehr gut zusammenpassen:

Wasserfalldiagramm3.jpg

• 13 bis 15 Hz passt eher zu T1 / Rad-Reifen und ist im Beispiel nur schwach sichtbar
• 37 bis 42 Hz passt eher zu P1 / Antriebsstrang und ist im Beispiel deutlich sichtbar
• 39 bis 45 Hz passt eher zu T3 / 3. radbezogene Ordnung (häufig Achs- bzw. Wellenbereich) und ist im Beispiel ebenfalls deutlich sichtbar

Gerade bei P1 und T3 zeigt sich, wie wichtig die genaue Zuordnung ist: Auffälligkeiten aus dem Antriebsstrang und aus dem Achs- bzw. Wellenbereich können optisch sehr ähnlich aussehen und sich teils nur um wenige Hz unterscheiden. Genau dieser kleine Unterschied kann aber entscheidend sein, ob die Ursache eher im Differenzial / Antriebsstrang oder an der Antriebswelle beziehungsweise am Tripodgelenk zu suchen ist.

Kleine Abweichungen zwischen berechneten und gemessenen Werten entstehen meist dadurch, dass mit der falschen Geschwindigkeit gerechnet wird. Entscheidend ist nicht die angezeigte Tachogeschwindigkeit, sondern die reale Fahrzeuggeschwindigkeit. Zeigt der Tacho zum Beispiel 100 km/h, können tatsächlich nur etwa 97 km/h anliegen. Rechnet man dann mit 100 km/h, passen die Frequenzen natürlich nicht exakt.

Die T1-Frequenz ist hier besonders hilfreich, weil sie direkt zur Radumdrehung gehört. Bei bekanntem Abrollumfang lässt sich aus der gemessenen T1-Frequenz sogar die reale Geschwindigkeit berechnen. Anders gesagt: T1 lügt nicht – sie zeigt, was das Rad tatsächlich macht. Unsicherheiten entstehen eher durch Tachovorlauf, den tatsächlichen Abrollumfang, Reifenverschleiß, Reifendruck, Beladung oder allgemeine Messungenauigkeiten.

8. Bezeichnungen und Ordnungen verstehen

Wofür stehen die Buchstaben?

• T = Tire = Rad / Reifen
• P = Propshaft / Powertrain = Antriebsstrang
• E = Engine = Motor

Die Buchstaben zeigen also, aus welchem Bereich eine Auffälligkeit typischerweise kommen kann.

Was bedeutet die Zahl dahinter?

Die Zahl beschreibt die jeweilige Ordnung, also wie oft pro Umdrehung ein Impuls beziehungsweise eine Anregung auftritt.

• 1. Ordnung = 1 Impuls pro Umdrehung
• 2. Ordnung = 2 Impulse pro Umdrehung
• 3. Ordnung = 3 Impulse pro Umdrehung

Einfach gesagt:
Die Ordnung beschreibt, wie oft etwas pro Umdrehung anregt.

Beispiele

• T1 ist die 1. radbezogene Ordnung = 1 Impuls pro Radumdrehung
  Typische Beispiele sind Auffälligkeiten bei Rad/Reifen, zum Beispiel durch Unwucht oder Abweichungen am Reifen.
• P1 ist die 1. antriebsstrangbezogene Ordnung = 1 Impuls pro Umdrehung eines Bauteils im Antriebsstrang
  Typische Beispiele sind Kardanwelle, Differenzial oder andere drehende Bauteile in diesem Bereich.
• T3 ist die 3. radbezogene Ordnung = 3 Impulse pro Radumdrehung
  Mögliche Beispiele sind Auffälligkeiten im Achs- bzw. Wellenbereich, etwa an Antriebswellen, Gelenken oder Tripodgelenken.

Wie sieht das bei professionellen NVH-Messungen aus?

Zum Vergleich: Bei professionellen NVH-Messungen werden solche Ordnungen meist direkt im Diagramm dargestellt. Dadurch lässt sich deutlich schneller erkennen, ob eine Auffälligkeit eher zu Rad/Reifen (T1), dem Achs- bzw. Wellenbereich (T3), dem Antriebsstrang (P1) oder dem Motor (E1) gehört.

NVH2.jpg

Zusätzlich wird bei solchen Messungen die Schwingung oft in drei Raumrichtungen gleichzeitig aufgenommen, also in X (blau), Y (rot) und Z (grün).

XYZ-Achse.jpg

NVH3.jpg

Im gezeigten Beispiel sieht man unten die Einzelwerte in X, Y und Z sowie die daraus gebildete Vektorsumme (XYZ). Diese ist in der Praxis meist der wichtigste Gesamtwert für die Schwingungsstärke.

Dabei ist P1 mit 2,72 m/s² die stärkste Auffälligkeit, gefolgt von T3 mit 1,24 m/s². T1 mit 0,170 m/s² und E1 mit 0,0762 m/s² fallen deutlich geringer aus.

Treten mehrere auffällige Ordnungen gleichzeitig auf, können sie subjektiv deutlich unangenehmer wirken als eine einzelne Auffälligkeit. Mehrere starke Ordnungen können die Gesamtwahrnehmung im Fahrzeug daher nochmals deutlich verschlechtern.

Was zeigt phyphox direkt – und was nicht?

Im phyphox-Wasserfall-Diagramm werden die Kürzel wie T1, P1 oder T3 nicht direkt eingeblendet. Die App zeigt also nicht automatisch an, zu welchem Bereich eine Auffälligkeit gehört.

Was man aber schon gut erkennen kann, ist die Stärke einer Auffälligkeit sowie deren Verlauf über die Geschwindigkeit.

Wie ordnet man die gemessenen Frequenzen dann zu?

Damit man die gemessenen Frequenzen richtig zuordnen kann, braucht man passende Vergleichswerte für T1, P1 und T3 bei der jeweiligen Geschwindigkeit.

Am einfachsten geht das mit einer Excel-Tabelle, in der diese Werte bereits berechnet werden. Für die meisten reicht deshalb direkt der nächste Abschnitt.

Wer den Rechenweg genauer verstehen möchte, findet ihn weiter unten zusätzlich Schritt für Schritt erklärt.

9. Excel-Tabelle zur schnellen Einordnung

Wenn ihr nicht alles von Hand berechnen wollt, könnt ihr direkt die Excel-Tabelle nutzen:

Download: nvh_t1_p1_t3_rechner_v2.xlsx.zip

Dort tragt ihr nur Reifengröße und Achsübersetzung ein. Die Werte für T1, P1 und T3 werden dann automatisch für 0 bis 250 km/h in 1-km/h-Schritten berechnet.

Das ist für die meisten Fälle der schnellste Weg, um eine gemessene Frequenz grob einem Bereich zuzuordnen.

Wichtig: Für eine möglichst genaue Zuordnung sollte nicht die angezeigte Tachogeschwindigkeit, sondern die reale Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden. Zeigt der Tacho zum Beispiel 100 km/h, können real etwa 97 km/h anliegen. Rechnet man dann mit 100 km/h, verschieben sich auch die berechneten Frequenzen leicht.

Beispiel:
Messt ihr bei realen 97 km/h eine Auffälligkeit bei ca. 36,5 Hz, könnt ihr in der Tabelle nachsehen, welcher Wert bei dieser Geschwindigkeit zu T1, P1 oder T3 passt. Daraus lässt sich dann grob ableiten, ob die Ursache eher bei Rad/Reifen, im Achs- bzw. Wellenbereich oder im Antriebsstrang liegt.

Gerade wenn man gemessene Frequenzen aus dem Wasserfall-Diagramm mit verschiedenen Geschwindigkeiten vergleichen möchte, ist das deutlich schneller und übersichtlicher als jede Rechnung von Hand.

Einen Screenshot davon füge ich euch ebenfalls noch ein. Für die praktische Einordnung reicht die Tabelle in den meisten Fällen völlig aus.

Excel.jpg

Wer nachvollziehen möchte, wie diese Werte entstehen, findet die genaue Berechnung im nächsten Abschnitt.

5. Smartphone als Sensor sicher befestigen

Das Smartphone selbst ist hier bereits der Sensor, genauer gesagt enthält es die dafür nötigen Beschleunigungssensoren. Für diese Art der Messung braucht ihr also keine zusätzliche Hardware.

Wenn die Vibrationen bei euch im Innenraum auftreten, sollte das Smartphone möglichst fest mit dem betroffenen Bauteil verbunden oder sicher daran fixiert werden. Wichtig ist, dass sich das Smartphone nicht lose mitbewegt oder verrutscht, sondern die Schwingungen möglichst direkt vom jeweiligen Teil aufnimmt.

Je fester die Verbindung zum vibrierenden Bauteil ist, desto aussagekräftiger ist die Messung. Eine lose Ablage, zum Beispiel auf dem Sitz oder in einem Fach, ist dafür in der Regel ungeeignet, da sich so zusätzliche Eigenbewegungen überlagern können.

Für Vergleichsmessungen ist es außerdem hilfreich, das Smartphone möglichst immer am gleichen Ort zu befestigen.

Beispiel: Befestigung am Lenkrad

Für das Lenkrad habe ich euch eine einfache Lösung vorbereitet: Mit einem beidseitigen Klettband lässt sich das Smartphone recht einfach befestigen. Dabei wird es zunächst horizontal festgespannt und anschließend vertikal gesichert. So sitzt es stabil genug, um die Vibrationen am Lenkrad brauchbar aufzunehmen.

Wichtig ist dabei aber, dass sich im Lenkrad ein Airbag befindet. Dieser Bereich sollte daher mit besonderer Vorsicht behandelt werden. Das Smartphone darf auf keinen Fall so befestigt werden, dass es die Airbag-Entfaltung behindert oder im Ernstfall weggeschleudert wird.

Dazu habe ich euch auch ein Schaubild erstellt.

Lenkrad.jpg

6. Wasserfall-Diagramm kurz erklärt

In phyphox sieht man im Reiter Verlauf im Wasserfall-Diagramm, wie sich die gemessenen Frequenzen im Verlauf der Messung verändern.

Wenn sich die Geschwindigkeit ändert, verschieben sich auch geschwindigkeitsabhängige Vibrationen im Diagramm. Auffällige Frequenzbereiche werden dabei heller und deutlicher dargestellt als unauffällige Bereiche. Vereinfacht gesagt: Je stärker eine Schwingung in einem bestimmten Frequenzbereich ausgeprägt ist, desto markanter hebt sie sich im Wasserfall-Diagramm ab.

Man erkennt dort also vor allem:

• bei welcher Frequenz etwas auffällig ist
• wie stark sich diese Auffälligkeit abhebt
• wie sich das Ganze mit der Geschwindigkeit verändert

Eine direkte Zuordnung zu Bauteilen oder Ordnungen ist hier jedoch noch nicht möglich und erfolgt erst später über Vergleichswerte.

7. Beispiel aus dem Wasserfall-Diagramm

Anhand des folgenden Beispielbilds lässt sich das ganz gut veranschaulichen.

Wasserfalldiagramm.jpg

Die Linien steigen im Diagramm an, weil während der Messung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs von 98 auf 111 km/h erhöht wurde. Dadurch wandern geschwindigkeitsabhängige Vibrationen mit steigender Geschwindigkeit nach oben.

Im dargestellten Bereich liegen die auffälligen Frequenzen ungefähr bei:

• ca. 13 bis 15 Hz (schwach sichtbar)
• ca. 37 bis 42 Hz (deutlich sichtbar)
• ca. 39 bis 45 Hz (deutlich sichtbar)

Damit sieht man bereits gut, dass mehrere Auffälligkeiten vorhanden sind und in welchen Frequenzbereichen sie liegen. Woher diese kommen, lässt sich an dieser Stelle allein noch nicht sicher sagen.

Zusätzliches Beispiel mit Video

Als zweites Beispiel habe ich euch ein Video aufgenommen, in dem man gleichzeitig die Geschwindigkeit aus der Dashcam-Aufnahme und die Vibrationsanzeige in der App sehen kann.

So lässt sich ganz gut nachvollziehen, wie sich die Fahrgeschwindigkeit in der Praxis auf die gemessenen Vibrationen auswirkt.

Die eigentliche Zuordnung zu einem bestimmten Bereich erfolgt aber erst später, wenn man die gemessenen Frequenzen mit Geschwindigkeit und den passenden berechneten Ordnungen vergleicht – also zum Beispiel mit den Bereichen Rad/Reifen, Achs- bzw. Wellenbereich, Antriebsstrang oder Motor.

Wenn eine Auffälligkeit erkennbar ist, hilft oft eine zweite Messung unter möglichst ähnlichen Bedingungen – also mit ähnlicher Geschwindigkeit, ähnlichem Lastzustand und möglichst gleichem Fahrbahnzustand, aber an einem anderen Messort. So lässt sich besser vergleichen, wo die Vibration stärker ausgeprägt ist und aus welchem Bereich sie eher kommen könnte.

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2. App herunterladen

Ladet euch zuerst die kostenlose App phyphox herunter: für iOS im App Store oder für Android bei Google Play.

phyphox.jpg

Weitere Informationen zur App findet ihr auch auf der phyphox-Webseite.

3. Smartphone und App prüfen

Öffnet die App phyphox und wählt in der Kategorie „Werkzeuge“ den Punkt „Beschleunigung-Spektrum“ aus.

Startet im Reiter Spektrum die Messung über das Play-Symbol, lasst sie ein paar Sekunden laufen und stoppt sie danach wieder. Dabei geht es zunächst noch nicht um die eigentliche Fahrzeugmessung, sondern darum zu prüfen, ob euer Smartphone grundsätzlich für solche Messungen geeignet ist und ob die App sauber arbeitet.

Entscheidend ist dabei die angezeigte Abtastrate. Diese sollte mindestens 100 Hz betragen, damit sich Vibrationen im Bereich von 0 bis 50 Hz sinnvoll erfassen lassen. Dieser Bereich ist besonders interessant, wenn es um Auffälligkeiten bei Rad/Reifen, Achs- bzw. Wellenbereich oder im Antriebsstrang geht.

4. Testlauf

Wenn die Abtastrate eures Smartphones ausreicht, könnt ihr einen ersten Testlauf machen. Dabei geht es noch nicht um die eigentliche Fehlersuche während der Fahrt, sondern zunächst nur darum, ein Gefühl für die App und die Anzeige zu bekommen.

Ziel ist es, zu sehen, wie die App reagiert und wie sich eine Vibration im Spektrum beziehungsweise später im Wasserfall-Diagramm zeigt. Außerdem bekommt ihr ein erstes Gefühl dafür, ob die Anzeige plausibel reagiert und ob sich eine Auffälligkeit unter ähnlichen Bedingungen wiederholen lässt.

Test direkt im Auto

Am einfachsten ist ein Test direkt im Auto. Dafür kann man zum Beispiel die Vibrationswarnung im Lenkrad nutzen. Diese liegt ungefähr bei 36 Hz und ist in der App in der Regel deutlich zu erkennen.

Wasserfalldiagramm2.jpg

Test außerhalb des Fahrzeugs

Falls das nicht möglich ist, kann man auch außerhalb des Fahrzeugs mit einer einfachen Testquelle arbeiten. Ein Test im Bereich von 0 bis 50 Hz ist allerdings gar nicht so leicht, weil die meisten Haushaltsgeräte mit Vibration bereits deutlich über 50 Hz arbeiten. Elektrische Zahnbürsten oder Rasierer sind dafür deshalb meist ungeeignet.

Sinnvoller wäre ein passender 3V-Motor mit etwa 60 bis 3.000 U/min und einer kleinen Unwucht, um gezielt Vibrationen zwischen 1 und 50 Hz zu erzeugen.

Motor.jpg

Einfacher Funktionstest per Hand

Falls ihr keinen Test im Auto oder mit einem kleinen Motor machen wollt, geht es auch noch einfacher: Ihr könnt das Smartphone selbst leicht schütteln oder es fest in der Hand halten und mit der Hand eine kurze Zitterbewegung erzeugen.

Auch dabei sollte die App deutlich auf die Bewegung reagieren und einen sichtbaren Ausschlag zeigen. Je nach Bewegung liegt der angezeigte Bereich dabei oft ungefähr bei 10 Hz oder darüber.

Das ersetzt natürlich keinen sauberen Test unter realen Bedingungen, ist aber gut geeignet, um schnell zu prüfen, ob die Anzeige grundsätzlich reagiert und ob ihr verstanden habt, wie sich eine Anregung in der App darstellt.

Einleitung Vibrationen

Viele beschreiben ihr Problem zunächst nur allgemein als Vibration, ohne genauer sagen zu können, wo, wann und in welchem Bereich sie auftritt. Für eine sinnvolle Einordnung sind jedoch genauere Angaben wichtig. Deshalb habe ich euch Möglichkeiten zusammengestellt, mit denen sich Vibrationen am Fahrzeug einfacher und möglichst objektiv erfassen und beschreiben lassen.

Mit einer kostenlosen App und ein paar einfachen Berechnungen lassen sich Auffälligkeiten deutlich besser einordnen, ohne dass dafür teures NVH-Equipment nötig ist. So muss man sich nicht nur auf eine subjektive Vermutung verlassen, sondern kann oft schon gut unterscheiden, ob die Ursache eher bei Rad/Reifen, im Achs- bzw. Wellenbereich, im Antriebsstrang oder am Motor liegt.

Schaubild.jpg

Ich möchte das Ganze so einfach erklären, dass man auch ohne spezielles Vorwissen etwas damit anfangen kann. Ziel ist, dass ihr mit dem Smartphone Frequenzen messen und diese über Geschwindigkeit, Ordnung und eine Vergleichstabelle einem wahrscheinlichen Ursachenbereich zuordnen könnt. So lassen sich Auffälligkeiten deutlich besser eingrenzen – zumal solche Messungen im Werkstattalltag nicht immer verfügbar sind.

Für das Thema Geräusche / Schallmessungen habe ich zusätzlich einen separaten Thread erstellt.

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen

1. Kurze Einordnung

Messung vorbereiten

2. App herunterladen
3. Smartphone und App prüfen
4. Testlauf
5. Smartphone als Sensor sicher befestigen

Messung verstehen

6. Wasserfall-Diagramm kurz erklärt
7. Beispiel aus dem Wasserfall-Diagramm
8. Bezeichnungen und Ordnungen verstehen

Messung einordnen

9. Excel-Tabelle zur schnellen Einordnung
10. Herleitung der Berechnung
11. Beispielrechnung und Zuordnung
12. Messergebnisse sinnvoll posten
13. Wichtiger Hinweis

1. Kurze Einordnung

NVH steht für Noise, Vibration, Harshness und beschreibt Geräusche, spürbare Schwingungen und den daraus entstehenden Gesamteindruck im Fahrzeug.

In diesem Thread geht es vor allem um Schwingungen, also mechanische Vibrationen, die man zum Beispiel am Lenkrad, Sitz oder Boden spüren kann.

Zur groben Orientierung:

• 10–30 Hz: Wummern oder Schütteln
• 30–60 Hz: Vibrieren
• 60–100 Hz: Übergang zu Brummen

Wichtig ist dabei nicht nur die Frequenz in Hz – also wie oft etwas pro Sekunde schwingt –, sondern auch die Amplitude, also die Stärke der Schwingung, zum Beispiel als Beschleunigung in m/s².

Zur Veranschaulichung habe ich ein Schaubild erstellt, das typische Vibrationsverläufe aus verschiedenen Bereichen zeigt, zum Beispiel Rad/Reifen, Achs- bzw. Wellenbereich, Antriebsstrang und Motor.

Die Farben stellen dabei direkt die Einordnung der Schwingungsstärke dar – vereinfacht gesagt also, wie stark die jeweilige Vibration ausfällt.

Schwingungen.jpg

Farben im Diagramm:

• Grün = unauffällig, im normalen Bereich
• Orange = spürbar, bereits leicht bis deutlich wahrnehmbar
• Rot = deutlich störend, in der Regel nicht mehr normal und oft ein Hinweis auf ein technisches Problem oder einen Defekt

Zusätzlich ist eine blaue Linie eingezeichnet. Diese zeigt einen ungefähren Grenzbereich, bis zu dem man noch von einem reinen Komfortproblem sprechen kann.

Zur groben Orientierung kann man die Stärke der Vibration so bewerten:

• 0,0 – 0,1 m/s²: praktisch nicht spürbar
• 0,1 – 0,3 m/s²: leicht spürbar, meist noch unkritisch
• 0,3 – 0,6 m/s²: deutlich spürbar, je nach Fahrzeug bereits störend
• 0,6 – 1,0 m/s²: klar störend, hier sollte die Ursache genauer geprüft werden
• 1,0 – 2,0 m/s²: stark störend, häufig liegt bereits eine technische Auffälligkeit vor
• 2,0 – 3,0 m/s²: sehr starke Vibration, deutlicher Hinweis auf eine technische Ursache, einen Defekt oder eine Unwucht
• > 3,0 m/s²: extrem, im normalen Fahrbetrieb in der Regel nicht mehr plausibel

Wichtig: Diese Werte sind nur eine grobe Orientierung. Je nach Fahrzeug, Bauart, Geschwindigkeit und Messort kann die Wahrnehmung variieren.

SirTobyIV, habe dich eingetragen mit der PLZ 90XXX.

VG

Christoph

Zitat von CJ#22

Ehrlich wäre ich BMW ich hätte schon längst das Ding zurück genommen und das entweder an wen anders verkauft oder verschrottet, bei dem was die Fehlersuche kostet..

Aber ich bin echt sehr gespannt ob man etwas findet und wenn ja, was es dann genau war 👍🏻

Warte gespannt auf weitere Infos sobald es wieder losgeht

Aus meiner Sicht liegt das eigentliche Problem aktuell darin, dass bislang weder seitens der Werkstatt noch seitens des Herstellers eine NVH-basierte Verifizierung direkt am Antriebsstrang im relevanten Geschwindigkeitsfenster dokumentiert wurde, obwohl dort bereits mehrere Maßnahmen beziehungsweise Bauteilwechsel erfolgt sind. Dadurch entsteht für mich der Eindruck, dass man sich eher über Verdachtstausch oder Wissensdatenbank-Hypothesen vorarbeitet, statt die jeweilige Maßnahme vorher messtechnisch sauber zu objektivieren und hinterher eindeutig zu verifizieren. Gerade bei einem reproduzierbaren NVH-Fall halte ich das methodisch und auch in der Dokumentation für problematisch.

Ich hoffe deshalb sehr, dass der BMW-Technikdelegierte bei der weiteren Bearbeitung eine echte NVH-Messung am Antriebsstrang veranlasst. Ob solche Vibrationsprobleme selten sind oder nicht, kann ich nicht einschätzen. Wenn man aber sieht, welche Kosten der bisherige Weg schon verursacht, dürfte sich eine fundierte NVH-Ausbildung in den Werkstätten über kurz oder lang durchaus rechnen.

Mir geht es nicht darum, dass die Werkstätten die gesamte Eingrenzung künftig allein übernehmen sollen. Aber eine saubere messtechnische Erfassung würde die Ursache sehr wahrscheinlich deutlich schneller eingrenzen und den weiteren Diagnoseweg wesentlich zielgerichteter machen.

VG
Christoph

Zitat von Christoph

Gestern hatte ich eine E-Mail geschrieben, heute kam der Rückruf. Wenn ich es richtig verstanden habe, wurden heute die „vorderen Wellen“ getauscht und anschließend eine Probefahrt durchgeführt. Dabei soll es „um Welten besser“ gewesen sein.
Für morgen ist eine weitere Probefahrt zusammen mit dem Werkstattleiter geplant, zu der ich auch mein NVH-Equipment wieder mitbringen soll.

Daran anknüpfend ein weiteres Update:

Der zwischenzeitliche Tausch der vorderen Antriebswellen hat am Ende leider keine Lösung gebracht. Nach der anschließenden Probefahrt mit NVH-Messung hat sich gezeigt, dass die Auffälligkeiten weiterhin vorhanden sind und sich im Grunde nichts geändert hat.

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In der Messung sind nach wie vor sowohl P1 als auch T3 klar erkennbar. Vereinfacht gesagt handelt es sich dabei um zwei unterschiedliche Vibrationsmuster, die sich bestimmten drehenden Bauteilen im Antriebsstrang zuordnen lassen. Mit gemessenen 2,72 m/s² am Lenkrad ist das im Übrigen auch nicht gerade wenig. Das ist also keine bloße Messauffälligkeit auf dem Papier, sondern schon ein durchaus deutlicher Wert.

P1 steht dabei für eine Schwingung, die zum Antriebsstrang beziehungsweise zur Drehzahl der Kardanwelle passt. Diese Auffälligkeit ist bei der betreffenden Geschwindigkeit weiterhin konstant vorhanden.

Was im Zusammenhang mit P1 zusätzlich noch wichtig ist: Die hintere Kardanwelle wurde bereits getauscht. Wenn man die Ursache weiterhin in diesem Bereich einordnet, bleibt aus meiner Sicht im Grunde nur noch die vordere Kardanwelle als möglicher Kandidat übrig.

Zusätzlich ist weiterhin T3 sichtbar. Das ist eine Schwingung, die zur Raddrehzahl passt und pro Radumdrehung dreimal angeregt wird. So ein Muster kann grundsätzlich zu den inneren, getriebeseitigen Gelenken der Antriebswellen passen, also zu den Tripodgelenken. Diese Bauart kann konstruktionsbedingt genau solche Schwingungen erzeugen.

Offen bleibt für mich dabei vor allem, was beim Tausch der vorderen Antriebswellen tatsächlich genau ersetzt wurde. Ich weiß nicht, ob die inneren Tripodgelenke dabei mit erneuert wurden oder ob eventuell überholte beziehungsweise generalüberholte Teile verbaut wurden. Deshalb ist für mich nicht klar, ob dieser Bereich wirklich sauber ausgeschlossen werden kann. Ich will niemandem etwas unterstellen, aber mit der Zeit fragt man sich natürlich schon, ob die genannten Teile tatsächlich alle so ersetzt wurden, wie es kommuniziert wurde.

Auffällig bleibt außerdem:

• Die P1 ist bei der betreffenden Geschwindigkeit immer vorhanden.
• Die T3 tritt sowohl beim Gasgeben als auch beim Gaswegnehmen auf.
• Auch bei deaktiviertem Allradantrieb hat sich am Vibrationsbild nichts verändert.

Unterm Strich heißt das für mich aktuell: Der Tausch der vorderen Antriebswellen hat die Ursache nicht beseitigt.

Als nächsten Schritt wurde inzwischen auch das Vorderachsgetriebe getauscht. Laut Werkstatt hat sich dadurch am Gesamtbild aber ebenfalls nichts geändert.

Aktuell läuft deshalb die weitere technische Abstimmung mit München. Im nächsten Schritt soll nun der Technikdelegierte hinzugezogen werden. Da der zuständige Kollege diese Woche urlaubsbedingt noch nicht verfügbar war, geht es voraussichtlich erst Anfang nächster Woche weiter.

Seitdem steht das Auto weiter bei BMW. Ehrlich gesagt möchte ich es in dem Zustand auch nicht zurückholen, solange die Ursache noch nicht gefunden beziehungsweise behoben ist.

Ich habe daher vorgeschlagen, das Fahrzeug bei Bedarf auch nach München mitzunehmen. Dort ließe sich mit einem Allradprüfstand und einer gezielten NVH-Messung an den relevanten Komponenten vermutlich schneller und zielgerichteter weiterkommen als durch weiteres Austauschen auf Verdacht.

Bei aller Unzufriedenheit mit dem bisherigen Ergebnis möchte ich fairerweise auch erwähnen, dass die Kommunikation bisher (wieder) durchweg freundlich und respektvoll ist.

Zitat von Fischerlig

Bei mir gibt es noch keine Neuigkeiten. Wie sieht es bei dir aus Christoph? Da ich es am Ende wohl selber zahlen müsste, weiß ich noch nicht, wie ich weiter vorgehe.

Was hat dein Anwalt dazu gesagt? Ist die rechtliche Lage tatsächlich so, dass du auf dem Schaden sitzenbleibst?

Zitat von warp760

Bei mir ist es mit dem Wechsel auf den Sommerradsatz komplett verschwunden. Alles ruhig.

Dann kannst du eigentlich froh sein — dann war es wohl eine T1, also eine Vibration in 1. Ordnung beziehungsweise bei etwa 15 Hz, und die liegt in den meisten Fällen eher im Bereich Rad/Reifen.

Zitat von W. Hamm.

Bei mir gibt es soweit etwas „Neues“: Der Wagen steht nun in einer BMW-Vertragswerkstatt und ich habe ihnen noch maximal drei Wochen zur Behebung der Vibrationen gegeben. Danach wird gewandelt.

Eine Lösung hat die Werkstatt noch nicht.

Es wäre schon ein Armutszeugnis, wenn BMW so etwas am Ende nicht lösen könnte. Ich habe mich inzwischen auch ein wenig durchgefragt, wie bei solchen Fällen intern vorgegangen wird. Viel läuft da offenbar nicht über eine direkte Ursachenanalyse am Fahrzeug, sondern eher über die Suche in internen Wissensdatenbanken. Am Ende kommt dann oft eher ein „probier das mal“ heraus als eine wirklich saubere Diagnose.

Ich habe die von dir hochgeladene MP4 analysiert und das Audiosignal zusätzlich als WAV ausgewertet. Im Spektrogramm beziehungsweise in der Frequenzbetrachtung sieht man im Bereich von etwa 10 bis 150 Hz eine klare Auffälligkeit.

Der Pegel liegt dort bei ungefähr +13 dB gegenüber dem Grundrauschen. Das ist schon eine deutliche Erhöhung und spricht dafür, dass das Poltern in diesem Frequenzbereich relevant ist und nicht einfach im allgemeinen Hintergrundrauschen untergeht.

Zur Einordnung: +3 dB sind in der Regel bereits merklich, +10 dB werden grob als etwa doppelt so laut wahrgenommen. +13 dB sind damit also schon klar auffällig.

Gerade tiefe Frequenzen sind im Fahrzeug meist gut wahrnehmbar, typischerweise als dumpfes Poltern oder Dröhnen.

Zur Veranschaulichung habe ich die WAV-Auswertung und das Spektrogramm beigefügt.

Ob das normal ist oder nicht, kann ich dir leider nicht beantworten. Ich bin auf jeden Fall froh, wenn ich dann irgendwann mal ein KWV3L drin habe.

VG

Christoph

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