Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Motorschwingungen besser reduzieren

20.03.2013
Fährt man ein Auto untertourig, treten leicht Drehschwingungen auf – die Autoinsassen nehmen sie als Brummen wahr. Ein neuartiges Fliehkraftpendel hilft dabei, die Schwingungen zu reduzieren. Vom 8. bis 12. April präsentieren Fraunhofer-Forscher einen Prototyp des Pendels auf der Hannover Messe in Halle 2, Stand D15.

Der Verkehr stockt und zwingt den Autofahrer zum Bremsen, er schaltet jedoch nicht in einen niedrigeren Gang. In solchen Fällen ist oftmals ein Brummen zu hören: Die Torsionsschwingung verursacht das unangenehme Geräusch. Sie tritt auf, da sich die Kurbelwelle bei Verbrennungsmotoren nie ganz gleichförmig dreht. Diese Drehschwingung belastet das Getriebe, im schlimmsten Fall leidet die Lebensdauer des Motors – er geht früher kaputt.


Demonstrator des adaptiven Fliehkraftpendels.
© Fraunhofer LBF





Auch in anderen Antriebssträngen, die mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt sind, kommt es zu dem unerwünschten Effekt – etwa in Schiffen oder Produktionsmaschinen. Grundsätzlich gibt es zwar Lösungen, um ihn ausgleichen. Da die Motoren jedoch immer effizienter werden, nehmen auch die Schwingungen zu – die bestehenden Ausgleichssysteme kommen an ihre Grenzen. Ein Beispiel: Beim PKW geht der Trend zu weniger Zylindern oder aber dazu, einzelne Zylinder zeitweise abzuschalten. Dies hat zur Folge, dass der Motor weniger rund läuft und vermehrt Torsionsschwingungen auftreten. Bei Schiffen entstehen sie, wenn im Hafen von Schweröl oder Dieselantrieb auf Gas umgeschaltet wird, um die Emissionen zu reduzieren.

Eine mögliche Lösung, um die Torsionsschwingungen effizient zu tilgen, ist ein Fliehkraftpendel. Dieses hängt nicht an einer Schnur, sondern ist an einer rotierenden Scheibe befestigt. Es wird daher auch nicht durch die Schwerkraft angetrieben, sondern durch die Fliehkraft. Wie schnell es schwingt, hängt von der Stärke der Fliehkraft ab. Durch seine Schwingung gleicht das Pendel das Torsionsmoment aus – und beruhigt so das Grundsystem. Während Fliehkraftpendel in Flugzeugen schon seit Jahrzehnten eingesetzt werden, sind sie in Autos erst seit 2008 zu finden. Bislang sind diese Pendel passiv. Das heißt: Die Motordrehzahl bestimmt die Pendelfrequenz, das Pendel kann nur in eben dieser drehzahlabhängigen Frequenz schwingen. Experten sprechen von einer Schwingungsfrequenz erster Ordnung.

Ein Pendel anstelle von zweien

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt haben – neben zahlreichen anderen schwingungsreduzierenden Systemen – nun ein Pendel entwickelt, das semiaktiv ist. Es kann nicht nur mit der einen festen drehzahlabhängigen Frequenz schwingen, also erster Ordnung, sondern auch mit halber Frequenz, also mit 0,5ter Ordnung – und so die Torsionsschwingungen in einem breiteren Frequenzbereich ausgleichen. »Unser Pendel deckt den Bereich ab, den sonst zwei Pendel abdecken würden – eins für die erste und eins für die 0,5te Ordnung«, sagt Daniel Schlote, Wissenschaftler am LBF. »Zwei Pendel wären jedoch aus Platzgründen in einem Auto nicht zu realisieren. Der Bereich der Schwingungen, der ausgeglichen werden kann, wird daher erheblich erweitert.« Das Pendel lässt sich auf zwei Arten umschalten: Entweder es wird gesteuert umgeschaltet. In diesem Fall misst das System die Drehzahl. Anhand von Vorgaben, welche Ordnung in welchem Drehzahlbereich dominiert, schaltet es auf die dominierende Ordnung um und pendelt entsprechend. Oder das System misst die Amplitude der Schwingung und berechnet daraus selbstständig, welche Ordnung vorherrscht.

Einen Demonstrator des Pendels haben die Forscher vom LBF bereits entwickelt. Vom 8. bis 12. April stellen sie ihn auf der Hannover-Messe vor (Halle 2, Stand D15). In einem weiteren Schritt wollen die Experten das Pendel noch kompakter gestalten und den Umschaltmechanismus zwischen erster und 0,5ter Ordnung optimieren.

DanielSchlote | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/Maerz/motorschwingungen-besser-reduzieren.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Goldmedaille für die praktischen Ergebnisse der Forschungsarbeit bei Nutricard

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Nachwuchs knackt Nüsse - Azubis der Friedhelm Loh Group für Projekte prämiert

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen

11.12.2017 | Medizin Gesundheit