Ford Taurus Werkstatthandbuch: Geräusche, Vibrationen und Fahrkomfort (NVH)

Spezialwerkzeug(e)

Ford Taurus. Noise, Vibration and Harshness

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 NVH-Symptomen erfordert:

eine Straßen- oder Systemprüfung, um die genaue Art des Symptoms zu ermitteln.
eine Analyse der möglichen Ursachen.
eine Prüfung zur Bestätigung der Ursache.
die Reparatur aller festgestellten Symptome.
eine Straßen- oder Systemprüfung, um sicherzustellen, dass die Ursache behoben oder wieder im akzeptablen Bereich ist.

Übersicht Diagnoseverfahren

Die Eingrenzung des Symptoms anhand der wahrgenommenen Empfindung hilft, die Ursache einzugrenzen. Immer die Diagnosemethode „Symptom“ → „System“ → „Bauteil“ → „Ursache“ anwenden. Diese Methode unterteilt das Problem in zusammenhängende Bereiche, um das Kundenanliegen zu beheben.

„Symptom“ überprüfen.
Mit den in diesem Abschnitt beschriebenen Diagnosewerkzeugen ermitteln, welche „System(e)“ das „Symptom“ verursachen können.
Nach der Bestimmung des/der möglichen „Systems/Systeme“ den entsprechenden Abschnitt in diesem Handbuch heranziehen, um die verschlissenen oder beschädigten „Bauteile“ zu ermitteln.
Nach Ermittlung der „Bauteile“ die „Ursache“ des Ausfalls feststellen.

Werkzeuge und Methoden

Die Diagnosewerkzeuge ermöglichen eine systematische Erfassung der Informationen, die für die genaue Diagnose und Reparatur von NVH-Problemen (Geräusch, Vibration, Rauheit) notwendig sind. Zu beachten ist, dass das schwingende Bauteil (Erreger) nur eine geringe Schwingung erzeugen kann. Diese geringe Schwingung kann wiederum durch Kontakt mit anderen Bauteilen (Übertragungsweg) an einem anderen Bauteil (Empfänger) eine größere Schwingung/ein größeres Geräusch hervorrufen. Für beste Ergebnisse die Prüfung wie folgt durchführen:

1
Probefahrt mit dem Schwingungssensor im Fahrzeuginneren durchführen.
2
Den Sensor nach Gefühl im Fahrzeug platzieren.
- Wenn die Störung am Lenkrad spürbar ist, liegt die Ursache meist im vorderen Fahrzeugbereich.
- Eine Schwingung, die nur im Sitz oder im Boden spürbar ist, liegt meist im Antriebsstrang, an der Antriebsachse oder an den Hinterrädern bzw. Reifen.
3
Die Messwerte aufzeichnen. Außerdem notieren, wann der Zustand beginnt, wann er seine maximale Intensität erreicht und ob er oberhalb/unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit tendenziell abnimmt.
- Wenn ein Schwingungssymptom von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, sollten die Drehzahl/Frequenz von Reifen und Rad sowie die Frequenz der Antriebswelle berechnet werden.
- Wenn ein Schwingungssymptom von der Motordrehzahl abhängt, sollten die Frequenzen von Motor, Motornebenaggregaten und Zündfolge berechnet werden.
- Frequenzen mit einem Amplitudenwert von 0,06 g oder weniger liegen auf einem kaum wahrnehmbaren NVH-Niveau. Es sind keine Korrekturmaßnahmen erforderlich.
4
Den Schwingungssensor außerhalb des Fahrzeugs auf oder nahe dem verdächtigen Bereich anbringen.
5
Die Probefahrt fortsetzen, das Fahrzeug mit der Geschwindigkeit fahren, bei der das Symptom auftritt, und eine weitere Messung durchführen.
6
Die Messwerte vergleichen.
- Eine übereinstimmende Frequenz zeigt das fehlerhafte Bauteil bzw. den fehlerhaften Bereich an.
- Ein nicht übereinstimmender Test könnte darauf hindeuten, dass das Symptom durch den Motor, den Drehmomentwandler oder ein Motornebenaggregat verursacht wird. Die Diagnosewerkzeuge im Drehzahlmodus verwenden und prüfen, ob das Symptom drehzahlabhängig ist.

Die folgenden Diagnosewerkzeuge und -verfahren können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um die Diagnose von NVH-Symptomen zu unterstützen. Sie sind in der Reihenfolge ihrer Eignung für die Lokalisierung dieser Symptome aufgeführt.

NVH-Analysator (Vetronix)

Der Driveline-Balance- und NVH-Analysator Mastertech Series MTS 4000 (Vetronix) sowie die NVH-Analysatoren MTS 4100 sind Werkzeuge zur Unterstützung bei der Erkennung und Eingrenzung eines Geräusch-, Vibrations- oder Rauheitssymptoms an einem Fahrzeug. Sie messen Geräusch- und Schwingungsdaten und vergleichen sie mit Daten aus dem PCM des Fahrzeugs sowie mit vom Anwender eingegebenen Fahrzeugvarianten, wie Riemenscheibengröße, Achsübersetzung und Reifengröße, um mögliche Ursachen anzugeben. Der Driveline-Balance- und NVH-Analysator Mastertech Series MTS 4000 (Vetronix) und der MTS 4100 haben folgende Eigenschaften:

Schnittstelle zum Bordcomputersystem des Fahrzeugs
Unterstützung und Speicherung von Schwingungsdaten von 1 oder 2 Beschleunigungssensoren
Unterstützung und Speicherung von Geräuschdaten von 2 Mikrofonen
Fotoelektrischer Drehzahlmesser für die Funktion des Wuchtens der Antriebswelle
Stroboskopausgang, der eine handelsübliche Zündlichtpistole ansteuern kann
Echtzeituhr-Schaltung, die Zeit- und Datumsangaben liefert, die zur Kennzeichnung der Prüfdaten verwendet werden
Ausgabe auf einen externen Drucker und Schnittstelle zu einem PC möglich
Stromversorgung aus verschiedenen Quellen möglich: Netzwechselstrom oder interner Akkupack

Der Driveline-Balance- und NVH-Analysator Mastertech Series MTS 4000 (Vetronix) sowie die NVH-Analysatoren MTS 4100 verfügen über 4 Hauptbetriebsarten. Die erste dient der Schwingungsdiagnose. Diese Betriebsart misst gleichzeitig Daten von 1 oder 2 Beschleunigungssensoren und erfasst Daten vom Fahrzeug. Anschließend wird eine Frequenzanalyse der Beschleunigungssensor-Informationen durchgeführt und die Schwingungsfrequenzen werden mit den Frequenzen verschiedener rotierender Bauteile im Fahrzeug verglichen. Die Daten können in 4 verschiedenen Anzeigemodi dargestellt werden: Hauptkomponente, Balkendiagramm, Frequenzspektrum oder Wasserfalldiagramm. Alle Anzeigeformate enthalten dieselben gemeinsamen Elemente, z. B. die Amplitude.

Die zweite dient der Geräuschdiagnose. Diese Betriebsart misst gleichzeitig Geräusche von 1 oder 2 Mikrofonen. Alle Geräuschmessungen erfolgen in Dezibel (dB). Alle für die Geräuschmessungen verwendeten Frequenzbänder sind bis 1.000 Hz dieselben wie bei den Schwingungsmessungen.

Die dritte ist das Wuchten der Antriebswelle. Das Wuchten der Antriebswelle erfolgt mit 1 oder 2 Beschleunigungssensoren und einem fotoelektrischen Drehzahlmesser. Die Beschleunigungssensoren messen die Schwingung an beiden Enden der Antriebswelle, während der fotoelektrische Drehzahlmesser die Drehzahl und die Positionsreferenz misst. Siehe Abschnitt 205-00.

Die vierte ist das Stroboskop. Eine Zündlichtpistole oder eine handelsübliche Zündlichtpistole kann an einen Analysator angeschlossen werden, um die Drehzahl zu messen. Die Stroboskopfunktion dient zur Eingrenzung der Schwingungsquelle.

Elektronischer Schwingungsanalysator (EVA)

Der elektronische Schwingungsanalysator (EVA) ist ein elektronisches Handgerät zur Fehlersuche, das bei der Lokalisierung der Quelle unzulässiger Schwingungen hilft. Der Schwingungssensor kann für Prüfzwecke an beliebiger Stelle im Fahrzeug montiert werden. Das Gerät zeigt gleichzeitig die 3 häufigsten Schwingungsfrequenzen und deren zugehörige Amplituden an. Ein Balkendiagramm dient als optische Referenz für die relative Signalstärke (Amplitude) jeder angezeigten Schwingung und ihre relative G-Kraft. Die Tastatur ist so angeordnet, dass der EVA einfach zu programmieren und zu bedienen ist. Zu den Funktionen gehören unter anderem die Mittelwertbildung der Messwerte sowie das Aufzeichnen, Wiedergeben und Einfrieren von Messwerten. Der EVA verfügt über eine Stroboskop-Wuchtfunktion, mit der Unwucht an rotierenden Bauteilen wie einer Antriebswelle oder Motornebenaggregaten erkannt werden kann.

1
Display des elektronischen Schwingungsanalysators (EVA)
2
Frequenzmodus, angezeigt in U/min oder Hz
3
Aktiver Sensoreingang (A oder B)
4
Aktuell aktiver Modus
5
G-Kraft-Anzeigen bzw. die stärksten Frequenzen in absteigender Stärke jeder Schwingung
6
Stärke der jeweiligen Schwingung
7
Frequenz der jeweiligen Schwingung in U/min bzw. Hz

Die mit dem Diagnosewerkzeug aufgenommenen Messwerte aufzeichnen.

Frequenzen sollten im Modus „Mittelwert“ abgelesen werden.
Frequenzen haben einen Toleranzbereich von plus/minus 2 Hz. Ein Messwert von 10 Hz kann als 8 Hz bis 12 Hz angezeigt werden.

Vibrate-Software

Die Vibrate Software (Rotunda-Werkzeugnummer 215-00003) ist ein Diagnosehilfsmittel, das bei der Eingrenzung der Ursache unzulässiger Vibrationen hilft. Die Kurbelwelle des Motors ist der Bezugspunkt für die Schwingungsdiagnose. Jedes rotierende Bauteil hat eine Winkelgeschwindigkeit, die größer, kleiner oder gleich der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ist. Die Vibrate Software berechnet die Winkelgeschwindigkeit jedes Bauteils und stellt diese Geschwindigkeiten grafisch auf einem Computerbildschirm und auf einem gedruckten Schwingungsarbeitsblatt dar. Die folgenden Schritte beschreiben, wie die Vibrate Software bei der Diagnose eines Schwingungssymptoms hilft:

Fahrzeugdaten eingeben. Vibrate führt alle Berechnungen durch und zeigt ein Diagramm mit Reifen-, Antriebswellen- und Motorschwingungen an.
Diagramm des Schwingungsarbeitsblatts ausdrucken. Das gedruckte Diagramm wird während der Probefahrt verwendet.
Das Fahrzeug bei der Geschwindigkeit probefahren, bei der die Vibration am deutlichsten spürbar ist. Die Schwingungsfrequenz in U/min und die Motordrehzahl in U/min im Diagramm des Arbeitsblatts eintragen. Der Punkt im Diagramm, an dem sich der Messwert der Schwingungsfrequenz in U/min und der Messwert der Motordrehzahl in U/min schneiden, zeigt die Bauteilgruppe an, die das Symptom verursacht.
- Ein Frequenzmessgerät, das Schwingungsfrequenz und Motordrehzahl messen kann, wird benötigt.
Stellt Grafiken der Diagnoseverfahren zur Unterstützung bei der Prüfung von Bauteilen bereit.

Reed-Tachometer

Das Reed-Tachometer ist ein handgehaltener Schwingungssensor, der bei der Ortung der Ursache unzulässiger Vibrationen hilft. Der Schwingungssensor kann für Prüfzwecke an beliebiger Stelle im Fahrzeug angesetzt werden. Das Reed-Tachometer enthält mehrere Zungen, die auf unterschiedliche Frequenzen im Bereich von 10 bis 80 Hz bzw. 600 bis 4,800 U/min abgestimmt sind und in Schwingung geraten bzw. mitschwingen. Obwohl das Reed-Tachometer mehrere Frequenzen messen kann, misst es keine Amplitude.

Sirometer

Das Sirometer misst die Frequenz in Hertz und U/min. Zur Anwendung das Sirometer auf ein schwingendes Bauteil setzen und den Draht durch Drehen des Drehknopfs langsam herausziehen. Mit der Änderung der Drahtlänge ändert sich auch seine Eigenfrequenz. Die Drahtlänge suchen, bei der die höchste Amplitude schwingt. Diese Frequenz entspricht der des schwingenden Bauteils. Die Frequenz für diese Drahtlänge ablesen.

Kombiniertes EngineEAR/ChassisEAR

Ein elektronisches Hörgerät, mit dem Geräusche und deren Ort unter dem Fahrzeugunterboden während der Probefahrt schnell identifiziert werden können. Die ChassisEARs können Geräusch und Ort beschädigter bzw. verschlissener Radlager, Gleichlaufgelenke, Bremsen, Federn, Achslager oder Mittellager der Antriebswelle erkennen.

EngineEAR-Grundgerät

Ein elektronisches Abhörgerät, mit dem selbst die leisesten Geräusche erfasst werden. Die EngineEARs können Geräusche von beschädigten bzw. verschlissenen Lagern in Generatoren, Kühlmittelpumpen, Klimakompressoren und Servolenkungspumpen erkennen. Sie dienen außerdem zur Erkennung von klappernden Ventilstößeln, Undichtigkeiten am Abgaskrümmer, ausgebrochenen Zahnradzähnen und zur Erkennung von Windgeräuschen. Das EngineEAR besteht aus einer Sensorspitze, einem Verstärker und Kopfhörern. Die gerichtete Sensorspitze dient zum Abhören der verschiedenen Bauteile. Die Sensorspitze auf das verdächtige Bauteil richten und die Lautstärke am Verstärker einstellen. Wird die Spitze direkt an ein Bauteil gesetzt, werden die von diesem Bauteil erzeugten oder durch dieses Bauteil übertragenen Körperschall- und Schwingungsgeräusche wahrnehmbar. Bei unterschiedlichen Lautstärken können unterschiedliche Geräusche hörbar werden.

Mechaniker-Stethoskop

Ein Mechaniker-Stethoskop ist ein preiswertes Werkzeug zum Auffinden von Geräuschen in Motoren und anderen beweglichen Teilen. Es kann zur Diagnose von Kolbenslap, verschlissenen Zahnrädern, fehlerhaften Ventilen, Ausfall der Kühlmittelpumpe, beschädigten Dichtungen, defekten Lagern und Karosseriequietschen eingesetzt werden.

Knarz- und Klapper-Reparatursatz

Der Knarz- und Klapper-Reparatursatz (Rotunda-Werkzeugnummer 164-R4900) enthält Schmiermittel und selbstklebende Materialien, mit denen Knarz- und Klappergeräusche im Innen- und Außenbereich beseitigt werden können. Der Satz besteht aus folgenden Materialien:

PVC-Klebeband (Weichschaum)
Urethan-Klebeband (Hartschaum)
Beflocktes Klebeband (schwarz, flauschig)
UHMW-Klebeband (matt)
Tube Knarz- und Klapperschutzöl
Tube Knarz- und Klapperschutzfett

Ultraschall-Lecksucher

Der Ultraschall-Lecksucher dient zur Erkennung von Windgeräuschen, die durch Undichtigkeiten und Spalte an Stellen mit Dichtgummi oder anderem Dichtmaterial entstehen. Er dient außerdem zur Erkennung von Undichtigkeiten der Klimaanlage (A/C), von Unterdruckleckagen und von Geräuschen des Kraftstoffverdunstungssystems. Der Ultraschall-Lecksucher besteht aus einem multidirektionalen Sender (der im Ultraschallbereich arbeitet) und einem handgehaltenen Detektor. Der Sender wird im Fahrzeuginneren platziert. Außerhalb des Fahrzeugs wird der handgehaltene Detektor eingesetzt, um den Bereich der vermuteten Leckage abzusuchen. Je näher man der Leckstelle kommt, desto mehr nehmen Geschwindigkeit und Frequenz eines Pieptons zu.

Aufnahmebogen (Write-Up Job Aid)

Zur Unterstützung von Serviceberater und Techniker ist dieser Unterlage ein Aufnahmebogen beigefügt, der während der Kundenbefragung verwendet wird. Der Aufnahmebogen dient dazu, alle wichtigen Informationen zum Symptom festzuhalten.

1: Kundenbefragung

Der Diagnoseprozess beginnt mit der Kundenbefragung. Der Serviceberater muss so viele Informationen wie möglich über das Symptom einholen und eine Probefahrt mit dem Kunden durchführen. Kunden beschreiben NVH-Symptome auf viele verschiedene Arten. Dies hilft, Verwechslungen aufgrund unterschiedlicher Beschreibungen zu vermeiden. Es ist wichtig, dass das Symptom richtig interpretiert und die Beschreibung des Kunden festgehalten wird. Während der Befragung den Aufnahmebogen ausfüllen und folgende Fragen stellen:

Wann wurde es das erste Mal bemerkt?
Trat es plötzlich oder allmählich auf?
Ist ein ungewöhnliches Ereignis zeitgleich mit dem Auftreten oder unmittelbar davor aufgetreten?

Nutzen Sie die vom Kunden erhaltenen Informationen, um die Diagnose gezielt zu beginnen.

2: Prüfung vor der Probefahrt

Vor der Probefahrt ist eine Prüfung vor der Fahrt wichtig. Sie stellt sicher, dass das Fahrzeug einigermaßen sicher zu fahren ist, und erkennt offensichtliche Fehler am Fahrzeug.

Die Prüfung vor der Fahrt besteht aus einer kurzen Sichtprüfung. Notieren Sie dabei alles, was die Sicherheit während der Probefahrt beeinträchtigen könnte, und führen Sie diese Reparaturen bzw. Einstellungen vor der Fahrt durch.

3: Vorbereitung der Probefahrt

Beachten Sie bei der Vorbereitung der Probefahrt Folgendes:

Die auf dem Aufnahmebogen festgehaltenen Informationen durchsehen. Es ist wichtig, das konkrete Symptom zu kennen, das der Kunde am Fahrzeug feststellt.
Lassen Sie sich nicht durch den gemeldeten Ort des Geräusches bzw. der Vibration täuschen. Die Ursache kann tatsächlich weit entfernt liegen.
Führen Sie die Probefahrt auf einer ruhigen Straße durch, auf der sich die Vibration bzw. das Geräusch sicher nachstellen lässt. Ideal ist eine offene, wenig befahrene Strecke, auf der das Fahrzeug mit der Geschwindigkeit betrieben werden kann, bei der der Fehler auftritt.
Folgende Ursachen ausschließen, sofern sie nicht mit dem Symptom zusammenhängen:
- Falls möglich, die Radioantenne absenken, um Verwirbelungen zu verringern.
- Alle Teile ermitteln, die Geräusche verursachen oder Windgeräusche erzeugen können.
- Das Fahrzeug auf nachgerüstete Teile untersuchen, die Vibrationen bzw. Geräusche verursachen.
- Radio sowie Gebläse der Heizungs- bzw. Klimaanlage ausschalten.
Die Motordrehzahl ist ein wichtiger Faktor für das endgültige Ergebnis. Daher ein Diagnosegerät, Vetronix oder einen genauen Drehzahlmesser an den Motor anschließen, auch wenn das Fahrzeug einen Drehzahlmesser besitzt. So wird sichergestellt, dass die Motordrehzahl exakt angezeigt wird.

4: Kundenbeanstandung überprüfen

Die Kundenbeanstandung durch eine Probefahrt, einen Motorlauftest oder beides überprüfen.

Ob eine Probefahrt, ein Motorlauf-Test oder beides durchgeführt wird, hängt von der Art des NVH-Symptoms ab. Eine Probefahrt kann erforderlich sein, wenn das Symptom das Fahrwerk betrifft oder drehmomentabhängig ist. Ein Drive Engine Run-Up (DERU)- bzw. ein Neutral Engine Run-Up (NERU)-Test ermittelt Geräusche und Schwingungen, die mit der Motor- und Antriebsstrangdrehzahl zusammenhängen. Beachten Sie, dass sich ein Fehler nicht immer durch diese Tests eingrenzen lässt. Bei korrekter Durchführung schließen sie jedoch viele Möglichkeiten aus.

5: Probefahrt

HINWEIS: Es kann erforderlich sein, dass der Kunde mitfährt oder das Fahrzeug fährt, um das Symptom zu zeigen. Berücksichtigen Sie bei der Probefahrt das Fahrverhalten des Kunden und die Fahrbedingungen. Das Problem, das der Kunde meldet, kann durchaus ein für dieses Fahrzeug normaler Betriebszustand sein.

Im Folgenden finden Sie einen kurzen Überblick über jeden Test in der Reihenfolge, in der er erscheint. Anhand dieser Informationen lässt sich schnell das geeignetste Verfahren für eine erfolgreiche Diagnose ermitteln. Wählen Sie nach dem Lesen dieser Informationen den/die passenden Test(s) aus, führen Sie ihn/sie durch und fahren Sie mit dem nächsten Schritt dieses Verfahrens fort.

Der Test bei langsamer Beschleunigung ist in der Regel der erste Test bei der Eingrenzung eines NVH-Symptoms, insbesondere wenn keine Probefahrt mit dem Kunden möglich ist.
Der Test bei starker Beschleunigung hilft festzustellen, ob das Symptom drehmomentabhängig ist.
Der Test der Ausrollgeschwindigkeit im Leerlauf (Neutral Coast Down) hilft festzustellen, ob das Symptom geschwindigkeitsabhängig ist.
Der Test der Schaltgeschwindigkeit beim Herunterschalten (Downshift Speed) hilft festzustellen, ob das Symptom motordrehzahlabhängig ist.
Der Lenkeinschlag-Test hilft festzustellen, inwieweit Radlager und andere Fahrwerkskomponenten zu einem geschwindigkeitsabhängigen Symptom beitragen.
Der Bremstest hilft, Schwingungen oder Geräusche zu identifizieren, die mit den Bremsen zusammenhängen.
Die Probefahrt über Bodenwellen hilft, ein Geräusch zu isolieren, das beim Fahren über eine raue oder holprige Fahrbahn auftritt.
Die Motorlauf-Tests bestehen aus dem Neutral Engine Run-Up (NERU)-Test und dem Drive Engine Run-Up (DERU)-Lasttest. Diese Tests helfen festzustellen, ob das Symptom motordrehzahlabhängig ist.
Der Neutral Engine Run-Up (NERU)-Test dient als Folgetest zum Test der Schaltgeschwindigkeit beim Herunterschalten, wenn das Symptom im Leerlauf auftritt.
Der Drive Engine Run-Up (DERU)-Lasttest hilft, Schwingungen/Geräusche zu identifizieren, die von der Motorlast oder dem Drehmoment abhängen. Er hilft außerdem, motordrehzahlabhängige Symptome nachzustellen, die sich beim NERU-Test oder beim Neutral Coast Down-Test nicht reproduzieren lassen.
Der Test der Motorzusatzaggregate hilft, fehlerhafte Riemen und Zusatzaggregate zu finden, die motordrehzahlabhängige Symptome verursachen.
Das Verfahren bei kaltem Fahrzeug (Vehicle Cold Soak) hilft, Symptome zu identifizieren, die beim ersten Start und nach längeren Standzeiten des Fahrzeugs auftreten.