MO 97: Motorvibrationen bei 2.500 1/min (41 Hz)

Folgendes Zitat von Dirk möchte ich in Erinnerung rufen (Fettung von mir):
Nach vielen Gesprächen und Überlegungen habe ich vor zwei oder drei Jahren dann mal eine App auf mein Smartphone geladen, mit der man Schwingungen messen kann. Das Telefon habe ich am Lenker befestigt und mit dem Kunststoffhammer vertikal/mittig auf die Zylinder geklopft, was eine Anregung durch eine Kolbenseitenkraft simulieren soll. Bei stehendem (!) Motor hat sich dann wunderbar die Resonanzfrequenz von ca. 41Hz gezeigt. Damit war mir klar, dass das Hauptproblem nicht in der Anregung durch den Motor sondern im Übertragungsweg vom Motor zum Lenker und den Fußrasten liegt.
M.E. läuft die Diskussion am von Dirk erläuterten und im Artikel beschriebenen Problem vorbei.

Gruß
Florian
 
Hi,
zu dem Thema ist mir kürzlich eingefallen : Ich hab vor vielen Jahren bei meiner damaligen 100/7 mit hohem Lenker
(ws RT typ) , die in dem kritischen Bereich übelst geschüttelt hat (no na, auf der linken Seite war ein Zyl.Kopf
mit 40er Ansaugstutzen drauf....
Hab dann einen niederen schmalen Lenker draufgebaut, und das Geschüttel war vollkommen weg...(siehe auch Beitrag 54, bei einer RS) Es war jetzt nicht so, dass der Motor besser lief, die Instrumente haben nach wie vor mit einer Amplitude von ca. 2cm hin-und her geschlackert..
Also der Lenker ist wie eine Stimmgabel, und schwingt vor allem bei seiner Resonanzfrequenz....deshalb
sollten Lenkerendgewichte schon eine Verbesseung bringen...
Da fällt mir ein, dass ich genau das vor langer Zeit gemacht hab, und gut eingestellt, schwingt mein (RT) Lenker in dem kritischen Bereich rel. dezent....Oh oh, ich hab die Mono schon so lang, dass ich alles vergessen hab, was ich da
schon gebastelt hab....
.
Grüße, Gerhard
 
hallo zusammen,

bei meiner habe ich sehr geringe Vibrationen und einen sehr guten Abzug durchgängig von unten weg.
allerdings ist fast alles relevante geändert: leichte Kolben SR1000ccm, die (kleinen) Vergaser komplett anders bedüst, einen kleinen Schnorchel, die große Auspuffanlage (ZS433/434). Auch hatte sich Gregor mal des Motors angenommen und alles (incl. Schwung/Kupplung) feingewuchtet.
meine Meinung: eine einzelne Maßnahme kann schon was bringen, ein gut abgestimmtes Gesamtpaket bringt am meisten.

es gibt auch Maschinen, die fürchterlich vibrieren, letztes Jahr bin ich die R100 eines Forumsteilnehmers gefahren, die im unteren Bereich bis 3000 sehr starke Vibrationen hat. Auch dann, wenn die Maschine leicht bergabwärts rollt, bei etwa 75km/h, Motor bei etwa 2500U/min, und nur soviel Gas, so daß der Motor weder schiebt noch zieht. sobald das bißchen Gas zugemacht wird, sind die Vibrationen weg - die Motordrehzahl ist dabei kaum abgefallen. in diesem Fall dürfte die Unwucht der mechanischen Teile nicht die entscheidende Rolle spielen, es scheint so zu sein, daß die Gaskräfte der entscheidende Faktor sind. (Ventile, Synch, ZZP, alles gecheckt und ok). die Maschine ist allerdings für AU abgestimmt, vielleicht liegt es an dem dementsprechend mageren Gemisch, das ist noch offen.

viele Grüße Paul
 
hallo Gerhard,
kein Problem, Hauptdüsen sind 142-er, Leerlaufdüsen 35-er, und die Nadeln habe ich ein halbe Stufe runtergehängt (als halbe Stufe habe ich Distanzhülsen druntergelegt).
ist eine Abstimmung für warme Tage, bei kaltem Wetter und Höhe ist sie nicht so optimal, am Kauntaler Gletscher ging das Moped im Leerlauf immer aus . . .
viele Grüße Paul
 
hallo Gerhard,
kein Problem, Hauptdüsen sind 142-er, Leerlaufdüsen 35-er, und die Nadeln habe ich ein halbe Stufe runtergehängt (als halbe Stufe habe ich Distanzhülsen druntergelegt).
ist eine Abstimmung für warme Tage, bei kaltem Wetter und Höhe ist sie nicht so optimal, am Kauntaler Gletscher ging das Moped im Leerlauf immer aus . . .
viele Grüße Paul
Danke !
 
am Kauntaler Gletscher ging das Moped im Leerlauf immer aus . . .
Das lag nicht an der Düse selbst, sondern an der Gemischeinstellung.

Unsere Alpentour fing häufig in Obersdorf damit an, dass ich das Gemisch korrigiert habe. Dann ging's auch auf dem Kaunergletscher im Gegensatz zur cb750 und anderen sehr gut ;)
 
Hallo Frank,

Du verwechselst Resonanzerscheinungen mit einer Resonanzkatastrophe. Zu einer Resonanzkatastrophe (Zerstörung) kommt es nur, wenn die Dämpfung zu gering ist.

Kennt jemand den Einsturz der Tacoma-Brücke im Jahr 1940? Die Brücke wurde zerstört, angeregt duch Winde in dem Tal.
Genau- die Dämpfung! Die ist bei einer Stahlwelle wie der BMW-Kurbelwelle praktisch null. Also käme es dann bei der Kurbelwelle, wenn sie in Resonanz liefe, zur „Resonanzkatastrophe“. Nein, ich verwechsele hier nichts - es ist, wenn überhaupt, eine hundsgewöhnliche Schwingung, nix Resonanz.

Und den Film der Brücke kennt jeder Maschinenbau-Ingenieur, auch ich. Das hat aber mit den angeblichen „Resonanzen“ bei 2500 U/min der BMW absolut nichts zu tun.

Gruß
Frank
 
Also käme es dann bei der Kurbelwelle, wenn sie in Resonanz liefe, zur „Resonanzkatastrophe“.
Jetzt stellst du meine Schulbildung und Studium in Frage:
Ich kenne es so: Jedes System (hier Bauteil) hat mindestens eine Eigenfrequenz. Wird diese gleichförmig mit dieser Frequenz angeregt (in Schwingung gebracht), so "schaukelt" sich das Bauteil auf (kommt in Resonanz). So lange die schwingungshämmenden Maßnahmen (Dämpfung) ausreichend ausgelegt sind, schwingt das Teil zwar stärker als bei anderen Frequenzen, es kommt aber nicht zur "Katastrophe" (das Teil könnte Schaden nehmen).

Hier fand ich eine sehr schöne und einfache Definition dazu:


Hans
 
Gegenfrage: Mein Prüfstand schwingt im Drehzahlbereich von 3.500 1/min. Je nach dem, wie ich meine Hallgeberdose anbringe, "schepper" das Teil wie die Hölle. Mit der gleichen Meß-Methode wie oben angesprochen haben wir den Motor ohne Lauf angeregt - und siehe da, genau in dem Bereich konnten wir die höchste Schwingung sehen. Meines Wissens hat jedes Element eine Resonanzschwingung (heißt das nicht Eigenresonanz?), warum nicht auch der 2V-Motor?


Gegenfrage: Was genau ist denn deiner Meinung nach der Grund dafür, dass es zu den Schwingungen kommt?

Hans
Zu deinen Fragen:
1) Klar, jeder Körper hat mindestens eine Eigenfrequenz, eine Kurbelwelle hat gleich mehrere: Torsionseigenkritische, Biegekritische um die Z-Achse, Biegekritische um die Y-Achse und dies noch in mehreren, höheren Ordnungen. Kannst Du selbst ausrechnen: Geh auf die Internetseite www.baymp.de www.baymp.de , da gibt es ein Programm von mir zur Berechnung von Eigenfrequenzen und Eigenvektoren bei linearen Antriebssträngen. Kostet nichts, kann jeder nutzen.
2) Die Schwingungen bei den 2-Zylinderboxermotoren kommen vom Zylinderversatz, wie Marian schon anmerkte. Der Zylinderversatz erzeugt Massenmomente 1. und 2. Ordnung, während die Massenkräfte ausgeglichen sind. Nicht umsonst hat BMW ab der 1200 GS auf der Nebenwelle Unwuchtgewichte angebracht, die ein Massenmoment erzeugen, das dem Massenmoment aus dem Zylinderversatz entgegenwirkt.
3) Die Kolbenseitenkräfte werden von den Zylindern aufgenommen, also im Motor kurzgeschlossen. Es sind also innere Kräfte, die keine Schwingungen bewirken - im Gegensatz zu Massenkräften, Fliehkräften und Corioliskräften.
4) Ich habe es mal rechnerisch überschlagen: Ein um 10% längeres Pleuel bringt ca. 10% geringere Kolbenseitenkräfte, bewirkt also so gut wie nichts.
Gruß
Frank
 
Jetzt stellst du meine Schulbildung und Studium in Frage:
Ich kenne es so: Jedes System (hier Bauteil) hat mindestens eine Eigenfrequenz. Wird diese gleichförmig mit dieser Frequenz angeregt (in Schwingung gebracht), so "schaukelt" sich das Bauteil auf (kommt in Resonanz). So lange die schwingungshämmenden Maßnahmen (Dämpfung) ausreichend ausgelegt sind, schwingt das Teil zwar stärker als bei anderen Frequenzen, es kommt aber nicht zur "Katastrophe" (das Teil könnte Schaden nehmen).

Hier fand ich eine sehr schöne und einfache Definition dazu:


Hans
Sehr schön … jetzt hast Du Dich selbst reingelegt.

Schau Dir mal Deine verlinkte Webseite an- was siehst du? Bei einer Dämpfung D von 0 oder auch 0,1 geht die Schwingung durch die Decke…Resonanzkatastrophe! Und wie groß ist die Dämpfung D von Stahl? Richtig, 0,01! Selbst bei Stahlschweißkonstruktionen ist sie unter 0,1.

Ich wiederhole: Eine Stahlkurbelwelle hat praktisch keine keine Dämpfung.

Gruß
Frank
 
Genau- die Dämpfung! Die ist bei einer Stahlwelle wie der BMW-Kurbelwelle praktisch null. Also käme es dann bei der Kurbelwelle, wenn sie in Resonanz liefe, zur „Resonanzkatastrophe“. Nein, ich verwechsele hier nichts - es ist, wenn überhaupt, eine hundsgewöhnliche Schwingung, nix Resonanz.

Und den Film der Brücke kennt jeder Maschinenbau-Ingenieur, auch ich. Das hat aber mit den angeblichen „Resonanzen“ bei 2500 U/min der BMW absolut nichts zu tun. ...
Hallo Frank,

es geht doch garnicht um die Schwingungen der Kurbelwelle. Das, was die Kollegen hier gemessen haben, ist die Eigenfrequenz, die sich aus der Aufhängung des Motors im Rahmen ergibt, bzw., wie schon einmal erwähnt, dem System aus Motor, Rahmen, Gabel usw.

Und dieses System führt bei Anregung mit der Eigenfrequenz größere Amplituden aus. Das merkt man dann als verstärkte Vibrationen.

Insofern möchte ich dem von Hans geschriebenen zustimmen (Exkurs in die Schulphysik).

Daß der Einsturz der Tacoma-Brücke mit der BMW nichts zu tun hat, dürfte klar sein. Habe sie lediglich erwähnt, um aufzuzeigen, was bei unzureichender Dämpfung passieren kann, wenn mit der Eigenfrequenz angeregt wird.

Beim BMW-Motorrad ist die Dämpfung offensichtlich ausreichend.
 
Hallo Frank,

werden beim BMW-Boxer nicht allein schon durch die Verbrennungsvorgänge und die damit verbundenen Beschleunigungen von Kolben, Pleueln und Kurbelwelle Schwingungen um die Längsachse des Motors ausgelöst?
 
Resonanz = Wellenberg auf Wellenberg, Wellental auf Wellental.

Dadurch riesig werdende Amplituden */- sind möglich. Vergleichbar den ozeanischen Freakwaves.

Beim BMW-Motorrad :
Die bei Resonanzfrequenz angeregten Schwingungen können im ungünstigsten Fall so grosse Kräfte freisetzen, dass es z.B. zu einem Kurbelwellenbruch oder Bruch der Standrohre durch die Vordergabelflatterei kommen kann ( Standrohrbruch ist mir mit der total überladenen R 60/6 in Indien bei einer Lenkerflatterei passiert )

Anders z. B. bei einer Guzzi mit V-Motor:
nur der kleine horizontale Anteil des Kräfteparallelogramms kann Schwingungen um die Hochachse auslösen.
Meine Erfahrung mit der MG 850T3 und dem hyperstabilen Tontirahmen :
keinerlei Schwingungsprobleme wie bei der BMW. Eindeutig besseres Fahrwerk. Shimmy ist da ein Fremdwort.

Bei den Schiffsgrossmotoren hat man solche Erfahrungen wohl gemacht und deshalb verpflichtend für das bedienende Personal festgelegt die Resonanzfrequenz-Drehzahl schnell zu durchlaufen. Da geht es immer gleich um Millionen-Beträge bei einem Kurbelwellenbruch.
LG :wink1:
Martin
 
Sehr schön … jetzt hast Du Dich selbst reingelegt.

Schau Dir mal Deine verlinkte Webseite an- was siehst du? Bei einer Dämpfung D von 0 oder auch 0,1 geht die Schwingung durch die Decke…Resonanzkatastrophe! Und wie groß ist die Dämpfung D von Stahl? Richtig, 0,01! Selbst bei Stahlschweißkonstruktionen ist sie unter 0,1.
Ich wiederhole: Eine Stahlkurbelwelle hat praktisch keine keine Dämpfung.

Selbst wenn die Stahlkurbelwelle kaum Eigendämpfung besitzt, so werden deren Schwingungen doch gedämpft von davon angetriebenen und daran montierten Teilen, dem sie umgebenden Gehäuse nebst Anbauteilen, sowie dem damit verschraubten Rahmen nebst sämtlichen Anbauteilen, oder ?
Aber ich will – und kann – auch nicht mit Dir fachlich darüber diskutieren, da ist Dein Kenntnisstand einfach viel weiter als meiner.

Ich erinnere mich an mein Studium, da gab es Professoren, die konnten unwahrscheinlich gut und anschaulich erklären und ließen ihre Studenten an ihrem Wissensvorsprung uneigennützig partizipieren.
Und dann gab es die, die alles wussten, das gefühlt stets „besser“ und sich damit ihre Position sicherten als Überlegene. Kaum erwähnenswert waren dabei deren Fähigkeiten, anderen etwas beizubringen.

Welcher Kategorie Du Dich zugehörig fühlst weiß ich nicht.
Aber überleg mal, in welche Dich die meisten hier stecken würden.

Im Übrigen ist es ziemlich fragwürdig, Interessierte wie den Hans, derartig runter zu putzen, wie Du es versucht hast.
Wenn Du es besser weißt, dann erklär es bitte so, dass es alle verstehen !
Macht das Miteinander hier deutlich angenehmer, Frank.

Und bevor Du hier zu einer Rechtfertigung oder einem Gegenangriff ansetzt, würde ich mal durchschnaufen, ein paar Stunden abwarten und in mich gehen. Hilft.
 
dieser Faden schaukelt sich auf und geht gerade auch in Richtung Resonanzfrequenz-Schwingungen :D

... seid doch einfach wieder nett miteinander im Umgang und recht hat sowieso nur die Physik, und die steht emotionslos über menschlichem sich behaken.
Ist doch egal wer recht hat. Hauptsache man ist sich der Gefahr von Resonanzschwingungen bewusst und kann seine Q dementsprechend vorbeugend fahren.
LG :wink1:
Martin
 
soweit ich mich erinnern kann, werden Maschinen überwiegend so ausgelegt, dass sie im überkritischen Bereich betrieben werden, siehe Schlingel sein Schiffsdiesel. Und warum soll das bei soner Kuh anders sein?
Also, kritische Betriebsbereiche zügig durchfahren A%!und gut ists.
 
Ich bin keineswegs ein Experte auf diesem Gebiet, daher versuche ich lediglich, mir auf der Grundlage dieser Diskussion eine umfassendere Meinung zu diesem Problem zu bilden. Wir haben bereits besprochen, dass bestimmte Vibrationen durch den Versatz der Zylinder entstehen. Diese Vibrationen sind gering und sollten mit den Vibrationen beim Motorbremsen vergleichbar sein. Manche spürt diese nur sehr schwach, andere gar nicht. Anders verhält es sich beim Beschleunigen. Ich gehe davon aus, dass die Vibrationen dann sicherlich stärker ausfallen, auch wenn die Verbrennungskraft rechts und links zu 100 % gleich wäre. Der Grund dafür ist, dass pro Umdrehung nur ein Zylinder zündet und nicht beide. Stellen wir uns vor, bei einer Explosion beispielsweise im linken Zylinder wäre die Kurbelwelle blockiert – dann wissen wir, welche Kraft versucht, den Motor nach links aus dem Rahmen zu ziehen. Wäre der Motor in Höhe der Kurbelwellenachse befestigt, wären die Vibrationen – die den Rahmen und den Lenker in Schwingungen versetzen – meiner Meinung nach geringer als wenn der Motor tief unterhalb der Kurbelwellenachse am Rahmen verschraubt ist.
 
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