Onderwerp: Geluidsnniveau en trillingen van dieselmotoren

Het is me opgevallen dat verschillende diesels flink kunnen verschillen in geluid. Zo vind ik Bukh heel fijn klinken. Heb ervaring met een Bukh 2-cilinder in een Comet 1050. Ik heb in mijn charterweekjes (schipper zijnde) veel jankende Volvo motoren gehoord. Ik kan me niet herinneren dat ik in Nederland jankende Volvo's heb gehoord. Ik weet inmiddels ook dat het best lastig is om te slapen naast een nieuwe Yanmar 4JH57 (4-in-lijn, 57 pk) die op half vermogen staat te kachelen.

Worden die motoren getest op geluid en trillingen? Is de data ergens terug te vinden? Dit lijkt me iets best belangrijks, aangezien een stille motor een van de weinige dingen is waarmee je je als fabrikant écht kunt onderscheiden. En ik heb gewoon een enorme hekel aan motorgeluid.

Ik weet dat je met een Python Drive en geluidsisolatie ook veel kunt doen aan geluid. Zijn er metingen van voor en na behandelingen?

Is er een trend te onderscheiden in motorgeluid tussen fabrikanten en modellen? Zijn er bepaalde cilinder-configuraties die meer of minder herrie maken? Hoe zit het met balansassen enzo? Welke fabrikanten gebruiken die? (Bukh sowieso)

Frederik65 schreef :
Ik denk dat het te maken heeft met isolatie rond en inlaatfilter op de motor(geluidsniveau binnen in de boot) en uitlaatconfiguratie (geluidsniveau buiten).
Balans assen en gebalanceerde krukas en meer cilinders zorgen voor een rustig draaiende en minder trillende motor.

Ik heb de stilste van allen. Bukh 36 pk 3 cilinder met saildrive in geïsoleerde kist. Een verademing na alle voorgaande.

De schroef, aandrijflijn en de constructie van het vlak zal ook wel een flinke rol spelen.
We verruilden de 2 blads klapper voor een 3 blads maxprop en dat was echt een verschil van dag en nacht!

Als je wat aan het geluidsniveau van je diesel gaat doen, dan komen er steeds nieuwe verrassingen. Bij elke genomen maatregel hoor je ineens een nieuw geluidje. dat geluidje was er al, je hoorde het alleen niet omdat het overstemd werd.

Een homokineet met stuwdruklager biedt een enorme verbetering als je de motor dan ook op zachtere rubbers zet. Je hoeft geen stuwdruk meer op te vangen. Als je dit gedaan hebt, dan gaat waarschijnlijk het lawaai van de luchtinlaat je storen. Dit kun je verhelpen met bijvoorbeeld een cycloonfilter met een venturi op de inlaat. Door de versnelling van de inlaatlucht komt er aanzienlijk minder lawaai naar buiten.

Heb je een linkje naar zo'n cyclone luchtinlaat?

www.amacoo.nl/luchtfilter-werkplaats-47213

Zeilzin schreef :
Evert, volgens mij heb jij een stalen schip? Daar is een stuwdruk lager veel makkelijker in te bouwen dan in een plastic boot. In de schokker heb ik ook een stuwdruklager, kwestie van goed lassen, maar in een polyester Westerly is dat wel een uitdaging.

Dag Jugo, gelukkig heeft staal ook voordelen. In polyester is het ook wel te doen als er maar genoeg inbouwruimte is.
Bij veel schepen, ongeacht het bouwmateriaal, is de beschikbare ruimte een onoverkomelijk probleem.

WADnWIND schreef :
Valt wel mee, een stalen plaatje met gaten met schroefdraad er in getapt inlamineren met een flinke kwak epoxy en wat lagen glas. Daar zet je het stuwdruklager dan weer op vast.

Je kan geluid transport in 2 delen analyseren:
1- Geleiding
2- Akoestisch

Die 2 delen zijn weer onder te verdelen, zoals lagerruis, schroefruis.

De geleiding kan komen door star opgestelde motoren of doorgezakte rubbers of een uitlaat die geluid via de pijp doorgeeft aan de romp. Zelfs morse kabels kunnen voor geluidgeleiding zorgen naar de romp.

Als je de geleiding onderbreekt door rubber, uitlaatslangen, rubber blokjes onder brandstofleidingen etc. neem je vrijwel alle geleidingsgeluiden weg. Die dringen dan niet of veel minder door naar de romp wat natuurlijk een klankast is.

Akoestisch kan van het blok zelf komen (lager en zuiger ruis), of ingang luchtfilter of koppeling en overbrenging. Tandwielen nokkenas etc. En natuurlijk uitlaat.

Bij akoestische geluid moet je absorberen en/of isoleren, b.v. door eene motorkist of machinekamer met de juiste bekleding. Luchtfilter gaf Evert al aan. Uitlaten is heel veel keus aan demping/expansie/absorptie. Een natte uitlaat dempt al veel van zich zelf.

Door trillingen te verminderen door goed uitlijnen, breng je al veel minder trillingsgeluiden in het schip. Flexibele koppelingen of homokineet koppelingen isoleren ook veel trillingen naar de romp toe.

een homokineet is wel weer een extra speciaal geval. Een motor draait per omwenteling niet constante omtreksnelheid. De hoekverdraaing over 360 graden is een stuk sneller en langzamer. De demperplaat achter aan het vliegwiel moet dit opvangen.
Nu dacht ik dat een homokineet daar ook nog aan bijdroeg?

Maar dat kunnen de echte experts wel uitleggen.

It Paradyske schreef :
Bedoel je de gaten met schroefdraad alleen als "ankers" voor het epoxy?

Interessante antwoorden al. Zo'n druklager met twee homokineten is wel mooi natuurlijk. Voor een Saildrive zit dat weer anders. Kun je die net zo goed isoleren?

Maar eventjes terug naar de kern van de vraagstelling. Ik snap dat je natuurlijk heel veel kunt doen bij het installeren van de motor, of achteraf. Maar ik ben voor nu vooral even benieuwd naar het verschil tussen verschillende motoren.

Frederik65 schreef :

WADnWIND schreef :
Nee, die schroefdraad is voor het stuwdruklager, de staalplaat zit met epoxy en glas vast.

Hoe meer cilinders hoe minder trillingen. Hoe meer toeren, hoe minder trillingen.
Motorgeluid gaat vaak wel, irritant zijn jankende oliepompen voor boeg/hekschroef of andere hydraulische speeltjes. Indien er een extra oliepomp aanwezig moet zijn kies dan voor een loadsensingpomp (regelbare plunjerpomp), die levert alleen volume als dat gevraagd wordt.

Het gaat nog veel dieper als alleen dempers en lagers en wat dan ook. Frequentie resonantie is de grootste veroorzaker van trillingen en geluidshinder.

Bijvoorbeeld een 4 cilinder met een 2 bladschroef met een reductive van 2:1 geeft trillingen en een kabaal waar horen en zien je van vergaat ongeacht het toerental. Als dat nu een drie cilinder was met dezelfde keerkoppeling en dezelfde schroef dan gaat het al aanzienlijk beter over ongeveer 1/3evan het toerental bereik.

De heftigste trillingen van de motor worden uiteraard veroorzaakt door de ontbrandingen, maar er zijn ook secundaire trillingen die veroorzaakt worden als de zuigers "gewoon" op en neer gaan (4 takt) en in nog iets mindere mate door het open en dicht gaan van kleppen.

De frequentie van die trillingen zijn toerental x aantal zuigers / 2 voor de primaire trillingen en toerental x aantal zuigers voor de secundaire trillingen.

De schroef veroorzaakt ook trillingen doordat deze nooit recht onder de boot hangt, je krijgt dus een drukval als het blad naar beneden draait en een druk opbouw als het blad weer omhoog gaat. Dan nog eens een extra versterkte drukval als het schroefblad achter de schroefasuithouder langs gaat. De primaire frequentie van de schroef is toerental van de schroef maal het aantal bladen.

Het doel is om de frequentie van de motor zoveel mogelijk uit de maat te laten zijn met de trillingen van de schroef. Ofwel, als je de primaire motor frequentie in eenzelfde grafiek gaat plotten als de primaire frequentie van de schroef, dan moeten de pieken van beiden en de dalen van beiden zoveel mogelijk bij elkaar vandaan liggen.

Als je dat netjes voor elkaar hebt dan komt er nog een complicerende factor bij; de eigen frequentie van de boot. Iedere constructie kan resoneren en doet dat dan ook onder invloed van een trillingsbron die trilt op de eigen frequentie (of veelvoud van die frequentie). Dus zowel de motor als de schroef moeten ook nog eens een andere frequentie hebben dan de (veelvoud van) de eigen frequentie van de boot zelf. Ieder deel van de boot heeft een andere eigen frequentie. De belangrijkste is de motor fundatie en het vlak onder de motor. De rest is secundair. We kennen allemaal wel het trillende gordijn roetje op de motor.

De eigen frequentie van de boot kun je uitrekenen, maar het is makkelijker om die proefondervindelijk vast te stellen. Uiteindelijk gaat het er allemaal om dat de eigen frequentie van de boot, de primaire frequentie van de motor en de primaire frequentie van de schroef elkaar niet versterken, maar elkaar tegenwerken, dan krijg je de stilste installatie. Helaas is dit op de meeste boten nogal een ondergeschoven kindje en ook niet iets waar men rekening mee houd met een her-motorisatie. Zo hebben de meeste motoropstellingen een 'lekker' toerental en een 'vervelend' toerental wat onder belasting weer verschillend is van een motor welke in zijn vrij draait.

Enkele vuistregels van zaken die trillingen versterken:
- een tweeblads schroef in een schroefraam (langkieler bijvoorbeeld),
- een vierbladsschroef op een 4 cylinder,
- een verkeerd gekozen reductiefactor van de keerkoppeling (die rare reducties met twee decimalen zijn bedoeld om trillingen te verminderen)

Dus als je last van veel trillingen of geluidshinder hebt, dan moet je de eigen frequentie van de constructie veranderen, een andere keerkoppeling reductie gebruiken of een schroef met een ander aantal bladen gebruiken. De eigen frequentie van de constructie veranderen kun je doen door er bijvoorbeeld een spantje a-symmetrisch overheen te lamineren of door a-centrische massa toe te voegen op een van de oppervlakken.

Om een lang verhaal kort te maken, trillingen en geluidshinder zijn niet merkgebonden, maar hangen af van de combinatie tussen de boot, de motor, de keerkoppeling en de schroef.

Rikken schreef : Dat is niet helemaal of niet altijd waar, zie ook mijn stukje hierboven. De primaire trillingen van de motor worden veroorzaakt door de explosies. In een 6 cilinder heb je meer explosies bij een gelijkblijvend toerental waardoor ze dichter op elkaar liggen en dus makkelijker versmelten. Maar als je de combinaties van onderdelen aanboord verkeerd kiest dan kan een 6 cilinder verschrikkelijk resoneren en de vullingen uit je tanden rammelen. Het toerental verhogen zorgt alleen maar voor een hogere frequentie van de trilling, het verminderd de trilling niet. En als die hogere frequentie kan resoneren met de eigen frequentie van de motorfundatie of het vlak, dan is dat hogere toerental heel wat vervelender als het lagere toerental.

Maar als richtlijn heb je wel gelijk: meer cilinders is over het algemeen rustiger. Moet je wel de rest van de installatie ook juist kiezen

Dank voor deze zeer verhelderende uitleg!

Deze vond ik nog:

Op papier zijn mijn vorige motor (Yanmar 3GM30) en nieuwe motor (Yanmar 3YM30AE) aardig gelijk. Beide 3 cilinder voorkamer diesels, zelfde merk, opbouw, vermogen. Toch is het geluid een behoorlijk verschil bij gelijke boot en schroef installatie (met python drive).

De eerste ervaar ik als harder, zowel buiten als binnen. Met exact hetzelfde uitlaat systeem komt er bij de GM véél meer geluid uit de uitlaat. Maar dat kon ook door bijv mindere opbrengst van koelpomp komen?

Binnen geeft de GM voor mijn beleving ook meer geluid. Echter geeft de YM een wat zwaarder geluid. Minder maar moeilijker te dempen?
Wellicht ook veroorzaakt door minder rpm bij hogere cilinderinhoud bij hetzelfde vermogen.
Ik ben iig blij met de verandering.

De stap van een 16" vaste naar een 17" inch maxprop geeft bij ons ook veel meer geluid tegen de huid aan, te weinig ruimte tussen schroef en huid denk ik. Ik denk er dan ook aan om de maxprop terug naar 16" te laten brengen.

Philip schreef : De massaverhouding van zuigers tov andere loopwerk en de massa van het blok zelf kan een hoop verschil geven. Het verloop van kamervulling kan ook een hoop verschil maken net als de geometrische vorm van de kamer. je schrijft al dat de cylinder inhoud verschillend is, dat betekdn al vrijwel zeker dat de massa van de zuigers ook anders zal zijn.

Rikken schreef :
Not.
Ben nu terug naar 0 cilinders, en dan nemen de trillingen juist heel erg af.
Diesel is zo 2019....

It Paradyske schreef : Turbine in een boot? Interessant..

Wauw, heren, wat een schat aan informatie! Geweldig. Heel leerzaam.

En toch zit ik nog een beetje met die 2-cilinder Bukh in de Comet 1050 in mijn hoofd. Dat was echt zo'n heerlijke kalme brom. Ik ben nu benieuwd wat voor schroef en reductie daar onder zat. Ik denk toch gewoon een simpel 2-blads schroefje. Nu snap ik ook beter waarom je bijvoorbeeld vaak een reductie van 2,13 ziet. Het moet ook wel zo zijn dat die balans-assen in de Bukh een grote rol spelen. Het was echt geen complexe installatie, een hele klassieke juist. Maar ik weet bijvoorbeeld niet of er een Python Drive in zat. Denk het niet eigenlijk.

Mijn hoofd wandelt nu zelfs een beetje naar muziektheorie. Als je nou de ene trilling net een grote terts hoger zet dan de andere... Haha. (Verhouding 5/4 is dat.)

It Paradyske schreef :

Rikken schreef :
Hij luistert nu naar het ruisen van de elektronen.