Geräusche, Vibrationen und Fahrkomfort (NVH) (Beschreibung und Funktion)

Geräusch ist jeder unerwünschte Schall, meist unangenehmer Natur. Vibration ist jede Bewegung, jedes Schütteln oder Zittern, das gefühlt oder gesehen werden kann, wenn sich ein Objekt hin und her oder auf und ab bewegt. Harshness (Fahrkomfort) ist ein Fahrkomfortproblem, bei dem die Reaktion des Fahrzeugs auf die Fahrbahn dem Kunden scharf übertragen wird.

Harshness beschreibt in der Regel eine härtere als übliche Reaktion des Fahrwerks. Geräusche, Vibrationen und Fahrkomfort (NVH) ist ein Begriff für diese Zustände, die je nach Ausprägung zu Unzufriedenheit führen. Ein gewisses Maß an NVH durch Fahrbahn- und Umgebungsbedingungen ist jedoch normal. Dieser Abschnitt dient der Diagnose, Prüfung und Reparatur von NVH-Problemen.

Akzeptable Geräusche, Vibrationen und Fahrkomfort

Alle Verbrennungsmotoren und Antriebsstränge erzeugen etwas Geräusch und Vibration; der Betrieb unter realen Bedingungen fügt Geräusche hinzu, die sich nicht beeinflussen lassen. Schwingungsisolatoren, Schalldämpfer und Dämpfer reduzieren diese auf akzeptable Werte. Ein Fahrer, der mit einem Fahrzeug nicht vertraut ist, kann manche Geräusche für anormal halten, obwohl sie für den Fahrzeugtyp normal sind. So erzeugen Traction-Lok-Differentiale nach längerer Autobahnfahrt bei langsamen Kurvenfahrten ein leichtes Geräusch. Dies ist akzeptabel und hat keine nachteilige Auswirkung auf die Funktion der Sperrachse. Für Techniker ist es sehr wichtig, mit den Fahrzeugmerkmalen vertraut zu sein und zu wissen, wie sie mit NVH-Problemen zusammenhängen und wie sie diagnostiziert werden. Hat das Fahrzeug beispielsweise eine automatische Overdrive-Funktion, ist es wichtig, die Probefahrt sowohl mit als auch ohne Overdrive-Betrieb durchzuführen.

Diagnosetheorie

Der kürzeste Weg zu einer genauen Diagnose ergibt sich aus:

• Systemkenntnis, einschließlich Vergleich mit einem bekanntermaßen intakten System.
• Systemhistorie, einschließlich Reparaturhistorie und Nutzungsmuster.
• Zustandshistorie, insbesondere jeglicher Zusammenhang mit Reparaturen oder plötzlicher Veränderung.
• Kenntnis möglicher Ursachen.
• Anwendung eines systematischen Diagnoseverfahrens, das das System in zusammenhängende Bereiche unterteilt.

Die Diagnose und Behebung von Geräusch-, Vibrations- und Fahrkomfortproblemen erfordert:

• eine Straßen- oder Systemprüfung, um die genaue Art des Problems festzustellen.
• eine Analyse der möglichen Ursachen.
• eine Prüfung zur Bestätigung der Ursache.
• die Reparatur aller festgestellten Mängel.
• eine Straßen- oder Systemprüfung, um sicherzustellen, dass das Problem behoben ist oder wieder im akzeptablen Bereich liegt.

Begriffserklärungen

Beschleunigung – leicht

Geschwindigkeitszunahme bei weniger als halber Gaspedalstellung.

Beschleunigung – mittel

Geschwindigkeitszunahme bei halber bis nahezu voller Gaspedalstellung, z. B. 0–97 km/h (0–60 mph) in etwa 30 Sekunden.

Beschleunigung – stark

Geschwindigkeitszunahme bei einer halben bis voller Gaspedalstellung, z. B. 0–97 km/h (0–60 mph) in etwa 20 Sekunden.

Umgebungstemperatur

Die umgebende oder vorherrschende Temperatur.

Amplitude

Die Größe oder Menge der Energie, die von einem schwingenden Bauteil erzeugt wird (G-Kraft). Eine starke Vibration hat eine große Amplitude, eine leichte Vibration eine kleine Amplitude.

Flankenspiel

Spiel zwischen den Zahnflanken.

Dröhnen

Tieffrequentes oder tiefes Geräusch, oft mit Vibration verbunden. Siehe auch Trommeln.

Verspannt

Eine überlastete Isolierlagerung (Gummilager), die Vibration/Geräusch überträgt, statt sie zu dämpfen.

Bremsen betätigt

Wenn die Betriebsbremse mit ausreichender Kraft betätigt wird, um das Fahrzeug bei eingelegtem Gang am Bewegen zu hindern.

Buffet/Buffeting

Starke Geräuschschwankungen (unter 1000 Hz), verursacht durch Windböen. Beispiel: Windböen gegen die Seitenscheibe.

Summen

Ein tiefer Ton ähnlich einer Biene (200–5000 Hz), oft ein metallisches oder hartes Kunststoffbrummen. Beschreibt auch eine hochfrequente Vibration (200–800 Hz), die sich wie ein Elektrorasierer anfühlt.

Sturz

Der Winkel des Rads zur echten Vertikalen, von vorne am Fahrzeug betrachtet.

Der Sturz ist positiv, wenn das Rad so geneigt ist, dass die Oberseite des Rads vom Fahrzeug weg zeigt.

Nachlauf

Der Winkel des Achsschenkels zur echten Vertikalen, von der Seite am Fahrzeug betrachtet.

Position	Beschreibung
1	Positiver Nachlauf
2	Echte Vertikale
3	Lenkachse

Rattern

Eine deutlich ausgeprägte Folge schnell wiederholter klirrender oder klickender Geräusche.

Zirpen

Kurzer, hochfrequenter Quietschton, der auf einen rutschenden Antriebsriemen hinweist.

Gluckern

Ein sich wiederholendes tiefes Geräusch. Ein lautes Gluckern wird meist als Klopfen bezeichnet.

Klicken

Ein scharfes, kurzes, nicht nachhallendes Geräusch, vergleichbar mit dem Betätigen eines Kugelschreibers.

Klonk

Ein hydraulisches Klopfgeräusch. Es entsteht durch Luftblasen im Hydrauliksystem. Wird auch als Hämmern beschrieben.

Poltern/Antriebsstrang-Poltern

Ein dumpfes oder schweres, kurzes, tieffrequentes Geräusch. Tritt meist bei abruptem Beschleunigen oder Verzögern auf. Wird auch als Dumpfschlag bezeichnet.

Ausrollen/Verzögerung

Gaspedal bei konstanter Fahrt loslassen, sodass der Motor die Fahrzeuggeschwindigkeit ohne Betätigen der Bremse verringert.

Ausrollen/Ausrollen im Leerlauf

Fahrstufenwahlhebel in Stellung NEUTRAL (N) bringen oder bei konstanter Fahrt das Kupplungspedal treten.

Gleichlaufgelenk (CV-Gelenk)

Ein Gelenk, das Schwingungen aufnimmt, die durch die Übertragung der Antriebskraft unter einem Winkel entstehen.

Geregelte Hinterachshöhe

Die Höhe, auf die ein bestimmtes Fahrzeugteil eingestellt sein muss, wenn die Antriebsstrang-Winkel gemessen werden.

Verbindungswelle

Die Welle zwischen Verteilergetriebe und vorderer Antriebsachse oder bei einer zweiteiligen hinteren Gelenkwelle der vordere Abschnitt.

CPS

Zyklen pro Sekunde. Entspricht Hertz (Hz).

Knacken

Ein mittelfrequentes Geräusch, verwandt mit Quietschen. Das Geräusch ändert sich mit der Temperatur.

Knarren

Ein metallisches Quietschen.

Tempomat/Konstantfahrt

Gleichbleibende Geschwindigkeit auf ebener Strecke; weder Beschleunigen noch Verzögern.

Zyklus

Der Vorgang, bei dem ein schwingendes Bauteil einen vollständigen Bewegungsbereich durchläuft und zum Ausgangspunkt zurückkehrt.

Dezibel

Eine Maßeinheit für den Schalldruckpegel, abgekürzt dB.

Drive Engine Run-Up (DERU)-Test

Betrieb des Motors im normalen Drehzahlbereich bei stehendem Fahrzeug, angezogener Bremse und eingelegtem Gang. Dieser Test dient der Prüfung auf Geräusche und Vibrationen.

Antriebsstrang-Winkel

Die Abweichungen der Ausrichtung zwischen Getriebeausgangswelle, Gelenkwelle und der Mittellinie des Hinterachs-Antriebsritzels.

Gelenkwelle

Die Welle, die die Antriebskraft auf die Eingangswelle (Ritzelwelle) der Hinterachse überträgt. Bei einer zweiteiligen Gelenkwelle ist es die hinterste Welle.

Antriebsstrang

Alle kraftübertragenden Bauteile vom Motor bis zu den Rädern; dazu gehören Kupplung oder Drehmomentwandler, Getriebe, Verteilergetriebe, Gelenkwelle sowie vordere oder hintere Antriebsachse.

Antriebsstrang-Dämpfer

Ein Gewicht, das am Motor, Getriebe, Verteilergetriebe oder an der Achse angebracht ist. Gewicht und Position sind so abgestimmt, dass Schwingungen absorbiert werden.

Dröhnen

Ein gleichmäßiges, tieffrequentes Geräusch (100–200 Hz), vergleichbar mit einem Gefrierschrankkompressor. Wird auch als Brummen beschrieben.

Wummern

Ein zyklisches, tieffrequentes Geräusch (20–100 Hz), oft begleitet von einem Druckgefühl in den Ohren. Wird auch als tiefes Grollen, Dröhnen oder rollender Donner beschrieben.

Dynamische Auswuchtung

Die gleichmäßige Gewichtsverteilung auf beiden Seiten der Mittellinie, sodass sich die Rad-Reifen-Einheit beim Drehen nicht seitlich bewegt (Taumeln).

Dynamisch unwuchtige Rad-Reifen-Einheiten können Lenkflattern verursachen.

Motorunwucht

Zustand, bei dem der Massenschwerpunkt des Motors nicht auf der Drehachse liegt, was zu übermäßiger Bewegung führt.

Zündaussetzer

Wenn die Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern nicht stattfindet oder zum falschen Zeitpunkt erfolgt.

Motorschütteln

Übermäßige Motorbewegung oder Vibration, die mit steigender Motordrehzahl direkt zunimmt. Ursache ist eine ungleichmäßige Massenverteilung der rotierenden oder hin- und hergehenden Bauteile.

Flexible Kupplung

Ein elastisches Gelenk.

Schweben

Fahrmodus an der Grenze zwischen Konstantfahrt und Ausrollen, bei dem die Gaspedalstellung der Drehzahl des Motors bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit entspricht.

Flattern

Mittel- bis hochfrequentes (100–2000 Hz) intermittierendes Geräusch durch Luftströmung. Vergleichbar mit einer im Wind flatternden Fahne.

Frequenz

Die Anzahl der Zyklen innerhalb einer bestimmten Zeit.

Kiesiges Gefühl

Ein Schleifen oder Knurren in einem Bauteil, ähnlich dem Gefühl beim Fahren auf Schotter.

Schleifen

Ein raues Geräusch, vergleichbar mit einer Schleifscheibe oder dem Reiben von Sandpapier über Holz.

Zischen

Gleichmäßiges hochfrequentes Geräusch (200–800 Hz). Geräusch eines Unterdruck-Lecks.

Tuten

Ein gleichmäßiger tieffrequenter Ton (50–500 Hz), klingt wie das Blasen über eine lange Flaschenöffnung.

Heulen

Ein Geräusch im mittleren Frequenzbereich (200–800 Hz) zwischen Dröhnen und Pfeifen. Wird auch als Brummen beschrieben.

Brummen

Gleichmäßiges Geräusch im mittleren Frequenzbereich (200–800 Hz), vergleichbar mit einem kleinen Lüftermotor. Wird auch als Heulen beschrieben.

Hz

Hertz; eine Frequenz, gemessen in Zyklen pro Sekunde.

Unwucht

Nicht ausgewuchtet; auf einer Seite schwerer als auf der anderen. Bei rotierenden Bauteilen verursacht Unwucht häufig Vibrationen.

Innenliegend

Zur Fahrzeugmittellinie hin.

Intensität

Die physikalische Eigenschaft des Schalls, die sich auf die Stärke der Schwingung bezieht (gemessen in Dezibel). Je größer die Amplitude des Schalls, desto höher die Intensität und umgekehrt.

Isolieren

Den Einfluss einer Komponente auf eine andere getrennt betrachten.

Klopfen

Ein schweres, lautes, sich wiederholendes Geräusch, wie ein Klopfen an der Tür.

Brummen

Ein gleichbleibender, tieffrequenter Ton (100–200 Hz). Wird auch als Dröhnen bezeichnet.

Neutral-Motorlauf-Test (NERU-Test)

Der Betrieb des Motors im normalen Drehzahlbereich bei stehendem Fahrzeug und ausgekuppeltem Getriebe. Dieser Test dient zur Identifizierung motorbedingter Schwingungen.

Neutralisieren/Normalisieren

In eine spannungsfreie Position zurückkehren. Wird zur Beschreibung von Lagern verwendet. Siehe Bound Up.

Außen liegend

Von der Fahrzeugmittellinie weg gerichtet.

Klingeln

Ein kurzes, hochfrequentes Geräusch mit leichtem Nachhall.

Ritzelwelle

Die Eingangswelle in einer Antriebsachse, die meist Teil des kleineren Antriebs- bzw. Eingangs-Hypoidrads eines Tellerrad-Ritzel-Satzes ist.

Tonhöhe

Die physikalische Eigenschaft des Schalls, die sich auf seine Frequenz bezieht. Die Tonhöhe steigt mit zunehmender Frequenz und umgekehrt.

Pumpendes Fahrgefühl

Eine langsame, pulsierende Bewegung.

Radial/Lateral

Radial liegt in der Rotationsebene; lateral liegt im 90-Grad-Winkel zur Rotationsebene.

Position	Beschreibung
1	Seitenschlag
2	Radialschlag

Klappern

Ein zufälliges, kurzzeitiges oder momentanes Geräusch.

Tellerrad

Das große, runde, angetriebene Zahnrad in einem Tellerrad-Ritzel-Satz.

Probefahrt

Der Betrieb des Fahrzeugs unter Bedingungen, die das untersuchte Problem hervorrufen sollen.

Rauheit

Eine Schwingung mittlerer Frequenz, etwas höher (20 bis 50 Hz) als ein Schütteln. Diese Schwingungsart steht meist im Zusammenhang mit Antriebsstrangkomponenten.

Schlag

Seitenschlag bedeutet die Messung der Bewegung oder des „Eierns“ eines Rads oder Reifens an der Seitenwand. Radialschlag bedeutet die Messung der Unrundheit an der Lauffläche.

Rascheln

Intermittierendes Geräusch mit wechselnder Frequenz (100–2000 Hz), ähnlich dem Rascheln von Laub.

Schütteln

Eine niederfrequente Schwingung (5–20 Hz), meist mit sichtbarer Bewegung von Bauteilen. Steht meist im Zusammenhang mit Reifen, Rädern, Bremstrommeln oder Bremsscheiben, wenn sie geschwindigkeitsabhängig ist, bzw. mit dem Motor, wenn sie drehzahlabhängig ist. Wird auch als Flattern oder Taumeln bezeichnet.

Flattern

Eine abnormale Schwingung oder ein Taumeln, das als seitliche Bewegung des Lenkrads bei Drehung der Antriebswelle spürbar ist. Wird auch als Watscheln bezeichnet.

Rubbeln

Eine niederfrequente Schwingung, die bei leichtem Bremsen über Lenkrad oder Sitz spürbar ist.

Schlagen

Eine Resonanz von flachen Flächen, wie Sicherheitsgurtgurtband oder Türverkleidungen.

Schiebegabel/Schiebeprofil

Die Antriebswellenkupplung, die Längenänderungen ermöglicht, während sich das Fahrwerk einfedert und die Antriebswelle rotiert.

Quietschen

Ein hochfrequentes, kurzes Geräusch, ähnlich dem Reiben von Fingern über eine saubere Scheibe.

Kreischen

Ein lang anhaltendes, hochfrequentes Geräusch.

Statische Auswuchtung

Die gleichmäßige Gewichtsverteilung um das Rad. Statisch unwuchtige Rad-Reifen-Einheiten können eine hüpfende Bewegung verursachen, die als Radhüpfen bezeichnet wird. Dieser Zustand führt auf Dauer zu ungleichmäßigem Reifenverschleiß.

Tippen

Ein leichtes, rhythmisches oder intermittierendes Hämmern, ähnlich dem Klopfen eines Bleistifts auf eine Tischkante.

Dumpfer Schlag

Ein dumpfer Schlag, der durch das Aufeinanderprallen zweier Teile entsteht.

Ticken

Ein rhythmisches Tippen, ähnlich einem Uhrengeräusch.

Lastwechselbrummen

Ein leichtes Brummgeräusch bei leichter Fahrzeugbeschleunigung, meist zwischen 40–100 km/h (25–65 mph).

TIR

Die Abkürzung für Total Indicated Runout (Gesamtschlag) lautet TIR.

Reifeneinfederung

Die Änderung des Reifendurchmessers im Bereich, in dem der Reifen den Boden berührt.

Reifen-Flachstellen

Ein Zustand, der meist entsteht, wenn das Fahrzeug steht, während die Reifen abkühlen. Dieser Zustand lässt sich beheben, indem das Fahrzeug so lange gefahren wird, bis die Reifen warm sind. Außerdem unregelmäßige Verschleißbilder im Reifenprofil durch blockierende Räder bei Schleuderbewegungen.

Reifen-Kraftschwankung

Eine Reifenschwingung, die durch Schwankungen im Reifenaufbau verursacht wird und beim Abrollen auf der Fahrbahn spürbar ist. Dieser Zustand kann auch bei perfekt runden Reifen auftreten, aufgrund von Schwankungen im inneren Reifenaufbau. Er kann mit der Raddrehfrequenz oder der doppelten Raddrehfrequenz auftreten.

Transient

Ein Geräusch oder eine Schwingung, die momentan ist, also nur kurz andauert.

Zweiebenen-Auswuchtung

Radiale und laterale Auswuchtung.

Schwingung

Jede Bewegung, jedes Schütteln oder Zittern, das gefühlt oder gesehen werden kann, wenn sich ein Objekt hin und her oder auf und ab bewegt.

Heulen

Ein gleichbleibendes, hochfrequentes Geräusch. Wird auch als Pfeifen bezeichnet.

Pfeifen

Hochfrequentes Geräusch (über 500 Hz) mit sehr schmalem Frequenzband. Beispiele für Pfeifgeräusche sind ein Turbolader oder Luftstrom an einer Antenne.

Windgeräusch

Jedes Geräusch, das durch Luftbewegung in, aus oder um das Fahrzeug verursacht wird.

WOT

Die Abkürzung für Vollgas (Wide Open Throttle) lautet WOT.

Werkzeuge und Methoden