LÄRM- UND SCHWINGUNGSVERRINGERUNG IN EINEM YANMAR 2QM15 MOTOR

1980 Sjøman 22 avec Yanmar 2QM15 Engine

Ellebogen GTS 55SDD (Ref.120450-06802)
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Kit d'insonorisation haute densité ignifuge Ellebogen

ZUSAMMENFASSUNG DES FALLS

Dieser Fall spricht über ein Sjøman 22 (Bj. 1980) Motorboot mit einem Yanmar 2QM15 Motor von einem jungen Studenten, der das Boot von Norwegen nach Holland importierte. Obwohl der Besitzer viel Begeisterung und Entschlossenheit zeigte, hatte er finanzielle Beschränkungen. Um dem Besitzer zu helfen, übernahm Ellebogen die Aufgabe, das Motorboot zu sanieren, um Lärm zu minimieren und einen reibungsloseren Betrieb zu garantieren.

Um dieses Ziel zu erreichen, wählte Ellebogen die geeigneten Motorlager und den Lärmschutzschaum für den Motorraum aus. Ellebogen machte am Anfang eine Berechnung mit wenig verfügbarer Information. Trotzdem waren die zuerst gelieferten Motorlager nicht geeignet, weil sich der Motor im Leerlauf zu viel bewegte. Diese Situation bedeutete, dass der Motor in Resonanz sein konnte. Die Motorlager waren nah an ihrer Belastungsgrenze. Eine Verringerung der Härte war wegen der potentiellen Lebensdauerprobleme nicht möglich.

Die Steigerung des Leerlaufs bis zu 1300U/min wurde in Betracht gezogen, aber diese Möglichkeit wäre gefährlich für die Kupplung während des Schaltens. Nach einer vorsichtigen Analyse schickte Ellebogen ein Kit von demselben Motorlagermodell mit derselben Gummihärte (55Sh), aber mit höherer Dämpfung (SDD55). Diese Lösung hatte eine positive Wirkung auf den Motor und er lief stabil im Leerlauf (900U/min)

Um die Effizienz der neuen Motorlager mit SDD Gummi zu bewerten, schickte Ellebogen einen Beschleunigungsmesser zum Kunden, um die Schwingungspegel zu messen.

Um die Schallpegel auf dem Boot zu verringern, hat Ellebogen einen Schallschutzschaum-Prototyp mit Brandschutzmaterialien mit hoher Dichte entworfen. Der Bericht enthält Videos, die die Schallpegel vor und nach der Anwendung dieser Lösung zeigen.

BESCHREIBUNG DES MOTORBOOTS

Wenig Information ist verfügbar über dieses skandinavische Motorboot, mit Ausnahme der Verdrängung von 1300kg und der Zeichnung unten. Die Handzeichnungen zeigen, dass das Motorboot mit einer guten alten Technik und Materialien gebaut wurde, die eine hohe Lebensdauer garantieren.

Obwohl es für die Nordsee entwickelt wurde, kann dieses Boot auch gut auf holländischen Kanälen fahren.

ZUSTAND DER ORIGINALEN LAGER

Wie man auf den Bildern unten sehen kann, sind die Lager kaputt, was normal ist nach 20 Jahren Gebrauch.

ERSTER VERSUCH MIT MOTORLAGERN MIT 55SH HÄRTE

Nachdem Niek neue Löcher im Motorbett gebohrt hat, hat er die Ellebogen GTS 55 Motorlager an ihrem Platz installiert.

Obwohl die Lager korrekt aussahen für die Anwendung, war das Resultat nicht positiv, wie das Video unten zeigt. Obwohl die Lager die korrekte Einfederung hatten, gab es eine Resonanzsituation.

Diese Resonanzsituation tritt ein, wenn die Resonanzfrequenz des Motors die gleiche ist wie sein Leerlauf.

Ein weicheres Gummi zu wählen, war nicht möglich, weil die Motorlager schon eine Einfederung von 3,5mm hatten, die ungefähr 75% der maximalen Belastungskapazität ist. Eine zu große Einfederung würde die Lebensdauer des Motorlagers verkürzen. Niek schlug vor, den Leerlauf zu erhöhen, um die Stabilität des Motors zu verbessern. Aber dieser Vorschlag könnte eine frühzeitige Abnutzung des Getriebe verursachen.

Bei Resonanz sind die Schwingungen nicht isoliert, sondern vergrößert. Die Vergrößerung hat eine direkte Beziehung mit der energetischen Dissipation des Gummis. Je größer die energetische Dissipation, desto niedriger die Vergrößerung der Schwingungen, und je niedriger die energetische Dissipation, desto höher die Vergrößerung der Schwingungen.

Dieses Phänomen wird in der folgenden Grafik gezeigt.

ZWEITER VERSUCH: ELLEBOGEN GTS SDD55 MOTORLAGER.

Das SDD Gummi mit hoher Dämpfung bietet ungefähr 25% Dämpfungsverhältnis, das eine wichtige Verringerung der Motorbewegung bei Resonanz erlaubt. Das herkömmliche Naturgummi bietet ein Dämpfungsverhältnis zwischen 4% und 8%, abhängig von der Gummihärte. Der Effekt von diesem Gummi war sofort sichtbar, wie Sie in den folgenden Videos sehen können:

WIRKSAMKEIT DER SCHWINGUNGSISOLIERUNG

Im Leerlauf wurden Tests mit Beschleunigungsmessern gemacht, wobei ein Beschleunigungsmesser auf dem Lager und der andere unter dem Lager platziert wurden. Die Tabelle unten zeigt eine Schwingungsverringerung von ca. 90%. Die Resultate wurden als korrekt angesehen, weil die Lager akzeptable Einfederungsniveaus zeigten, womit man eine gute Lebensdauer erwarten konnte.

Die kompletten Resultate der Messungen können im folgenden Link gefunden werden.

ELLEBOGEN BOOTSSCHALLSCHUTZSCHAUM IM TEST

Bootsmotorlager isolieren effektiv den strukturellen Lärm. Trotzdem ist für eine richtige Isolierung des Luftschalls die Wahl eines geeigneten Schallschutzschaums wesentlich. Welche Eigenschaften sind für einen geeigneten Schallschutzschaum wichtig? Hier gibt es einige technische Erwägungen:

ÜBERTRAGUNGSVERLUST

ABSORPTION

Sobald das klargestellt ist, ist es offensichtlich, dass es wesentlich für einen Bootsmotorraum ist, einen hoher Schallverlust zu erreichen. Diese Vorgehensweise hat das Ziel, die Schallübertragung vom Motorraum zur Kabine zu minimieren. Die Schallschutzschäume, die nur für Absorption konzipiert werden, wie solche mit Spitzen oder Pyramidformen, verringern Echo oder Nachhall innerhalb des Motorraums, aber sie bieten einen niedrigeren Schallverlust, weil sie eine niedrigere Masse haben. Außerdem können sie Öle oder Diesel absorbieren und das kann wegen der Brennbarkeit gefährlich sein.

Der ELLEBOGEN Bootsschallschutzschaum

Der benutzte Schaum ist ein agglomerierter PU-Schaum mit einer Dichte von 150kg/m3, die 5 mal größer als die der herkömmlichen grauen PU-Schäume (30kg/m3) ist. Diese Steigerung von Masse ist spürbar. Die akustische Leistung dieses Schaums wurde laut UNE-EN ISO 140-3 Norm (Dezember 1995) mit dem Titel „Acoustic Isolation of Construction Materials in Laboratory Measurements“ bewertet. Der erreichte Luftschallverringerungswert Rw war 26dB. Die folgende Grafik zeigt den Schallverlust in einem breiten Frequenzbereich.

Der Schaum ist eingebettet zwischen Schichten, die aus Aluminium und Fiberglasgewebe gemacht sind. Es dient dem Brandschutz und der Wärmedämmung.

Videos vom Ergebnis

Die folgenden Videos zeigen die Schallisolierung dieser Anwendung. Das erste Video zeigt den Motor ohne Schalschutzschaum, das zweite zeigt den Motor mit einem seitlichen Schallschutz und das dritte zeigt den Motor mit einem kompletten Schallschutz.

Wir danken Herrn Niek Konstra für seine Arbeit und Bemühungen und für die Einhaltung der Anweisungen von Ellebogen. Ohne Zweifel sind wir sehr stolz, ihn als Ellebogener zu haben.