Standard Ausstattung
Optimierte Ausstattung incl.
luftschallabsorbierendem
Motorschild "unten"
Inkrement = 6 dB
Inkrement = 6 dB
Beispiel Nachhallzeitmessung im KFZ
Beispiel Karosserieeinfügedämmung
Beispiel Reifengeräuschsimulation
Weitere Lautsprechergestützte Messmethoden:
Motorgeräuschsimulation
Ansauggeräuschsimulation
Simulation des Abgasmündungsgeräusches
Fahrzeugmessungen unter Motorantrieb:
Rollenprüfstandsmessung
Messungen auf speziellen Teststrecken
12 Rückenlehne Vordersitz
13 Rücksitzbank
14 Rückenlehne Rücksitzbank
15 Hutablage
16 Radhaus innen & außen
17 Entlüftungskanal
18 Kofferraumboden
19 Heckklappe
Nicht nummeriert:
Entdröhnfolien auf Blechen
Dichtungen in A-, B-, C-Säulen und Schwellern
01 Motorhaube
02 Stirnwand aussen & innen
03 Motorraum Seitenwand
04 Instrumententafel
05 Heizungsabdeckung
06 Bodenschild Motorraum
07 Tunnel
08 Fahrzeugboden innen & aussen
09 Dach
10 A-, B-, C-Säulen
11 Seitenwand und Tür
Nutzbare Bereiche, die für den Einsatz von
luftschallabsorbierenden,
luftschalldämmenden und
körperschalldämpfenden
Materialien sinnvoll sind.
60 - 120 km/h
Reifen
120 - 240 km/h
Wind
0 - 60 km/h
Motor
Dominante
Fahrzeuginnen- und Aussengeräusche
heutiger PKW
Motor, Getriebe,
Gasstrang, Räder, Wind
hoch
notwendig,
Belastung durch Geräusche
Geräusch-
quellen
Anzahl
Geräusch-
reduzierung
Motor, Getriebe,
Räder
gering
nicht notwendig,
Duldung der Geräusche
1996
1896
22 000 000
100 km/h
250 km/h
hoch
fast zu jedem
Anlass
notwendig
(Belastung durch
Geräusche)
< 74 dB(A)
< 74 dB(A)
Anzahl der Fahrzeuge
mittlere
Geschwindigkeit
maximale
Geschwindigkeit
Umweltbelastung
Nutzung
Geräuschreduzierung
-
-
Außengeräusch
Innengeräusch
22
10 km/h
25 km/h
gering
zu besonderen
Anlässen
nicht möglich
(Duldung der
Geräusche)
> 90 dB(A)
-- dB(A)
Zeitliche Entwicklung des Automobils
Vor mehr als 100 Jahren:
Vereinzelt gab es Automobile die hauptsächlich bei schönem Wetter am Wochenende „ausgeführt“ wurden. Der Krach der Fahrzeuge war sicherlich weit zu hören, wurde aber, sicherlich argwöhnisch, geduldet.
Heute bevölkern mehrere Millionen Fahrzeuge unsere Strassen und Städte. Vor lauter Umgebungsgeräusch kann man oft nicht einmal mehr Vogelgezwitscher oder Glockenläuten wahrnehmen. Verkehrslärm ist längst zur Plage geworden.
Daher ist es dringend notwendig den Lärm außerhalb der Fahrzeuge zu minimieren.
Im Fahrzeug möchte man selbstverständlich Musik hören, sich mit anderen Mitfahrern unterhalten oder telefonieren. Das fahrende Fahrzeug soll zwar akustisch wahrnehmbar sein, aber doch so leise wie möglich.
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Hauptgeräuschquellen vor 100 Jahren waren sicherlich die „Explosionen“ in den Motorzylindern. Die Getriebe waren noch „gerade“ Verzahnt. Der Kettenantrieb rasselte auch vor sich hin. Und gummierte Stahlreifen auf Kopfsteinpflaster sind bestimmt keine Leisetreter.
Heute sind im größten möglichen Gang die Reifen ab ca. 40 km/h pegeldominant, ab 120 km/h gibt‘s fast nur noch Windgeräusche. Den Motor hört man quasi nur noch in Beschleunigungsphasen oder wenn beim 4 Zylinder die 2-te Motorordnung brutal „zuschlägt“ im wahrsten Sinne des Wortes.
In der gesetzlich vorgeschriebenen Vorbeifahrt (2. und 3. Gang mit Vollgasbeschleunigung) sind trotz der heutigen starken Maschinen meistens die Reifen die pegelbestimmenden Krachmacher. Pegel unter 74 dB(A) in der Vorbeifahrt zu erreichen ist sehr schwierig.
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Flächen für akustisch wirksame Maßnahmen und Bauteile gibt‘s genug im Kraftfahrzeug. Je nach Fahrzeugklasse werden sie von den OEM‘s zur Optimierung der Akustik mehr oder weniger genutzt.
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Bei der Entwicklung von Akustikpaketen werden zunächst mit
Recherchen am „aktuellen“ Fahrzeug die aktuellen und neuen Zielwerte für neue Fahrzeuge und neue Materialien festgelegt,
Simulationsrechnungen z.B. unter WinFlag und Grundlagenuntersuchungen
• Isolationsmaterialien
• Absorptionsmaterialien
• Dämpfungsmaterialien
unterstützen die Zielwertfindung.
In bekannten Testriggs bestimmt man die Wirksamkeit der neuen Materialien im Vergleich zu den bekannten Bauteilen und in präparierten „Altfahrzeugen“ untersucht man mit den neuen Materialien in „alten“ Dimensionen mit Lautsprechersimulationen, auf Rollenprüfständen und Testgeländen zu erwartende neue Akustik.
Zur Unterstützung der Akustikannahmen werden mathematische SEA-Studien mit Softwareprogrammen wie SEAM oder AutoSEA II durchgeführt.
Schließlich bestätigen Testfahrten hoffentlich die in neue Materialien und neue Bauteilen gesetzte akustische Wirksamkeit in den neuen Fahrzeugen.
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Als Beispiel für eine Fahrzeugsimulation sei die Simulation der mittleren äquivalenten Absproption und der daraus resultierenden Schalldruckpegelsenkung dargestellt.
Aus Materialdatenbanken (Messungen) und Materialsimulationen werden zunächst die Absorptionskoeffizienten der einzelnen Schallabsorbierenden Bauteilkomponenten bestimmt.
Die Flächen der akustisch relevanten Bauteile sind dem vorhandenen Fahrzeug und/oder den CAD Daten zu entnehmen ebenso wie die zur Bestimmung der gesamten Fahrgastraumoberfläche erforderlichen Daten incl. Blech-, Kunststoff- und Glasflächen.
Mit dieser Gleichung wird der Mittlere Absorptionskoeffizient des Fahrgastraumes ermittelt:
αmittel = Σi αi*Ai/Σi Ai mit
αi = Abs. Koeff. der Fläche i
Ai = Teilfläche i.
Wie man unschwer erkennt gibt es einige besonders wirksame Schallabsorber im Fahrzeug.
Das sind in Rangfolge:
die Sitze,
der Bodenteppich,
die Dachauskleidung.
Ergebnis:
In der „Serienausstattung“ des Testfahrzeugs beträgt die äquivalente Absorption bis zu 11 m^2.
Werden nun die Oberflächen
der Sitze
der Dachauskleidung
des Fahrzeugbodens und
der Türverkleidungen durch Folien „versiegelt“ oder vermindert halbiert oder drittelt sich oftmals die äquivalente Absorption in einem Hardtop Kabriolett.
Dies bedeutet einen um 4-5 dB höheren Schalldruckpegel im Fahrgastraum des Fahrzeugs.
Durch Maximierung der Absorptionsflächen und Optimierung aller verwendeten Absorptionsmaterialien lässt sich der Schalldruckpegel nochmals um ca. 0,8 dB senken. Man nähert sich also der „Sättigungsgrenze“ der Luftschallabsorption.
In Fahrversuchen, Limusine - Kabrio, bestätigen sich diese Ergebnisse.
Der Verlust an „Artikulationsindex“ beträgt breitbandig ca. 20% oder ca. 2 Bewertungsstufen (Ratings) oder ca. 6 dB
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Die Maximierung der Absorptionsflächen und Optimierung der Absorptionskoeffizienten im Motorraum eines Turbo-Diesels zeigen in der Vorbeifahrtmessung ähnliche Geräuschminderungen wie die Optimierung im Fahrgastraum.
Bei diesem Fahrzeug (Turbo-Diesel) waren nach der Optimierung im Motorraum in der Vorbeifahrt in der 2. und 3. Gangstufe eindeutig die Reifengeräusche pegelbestimmend.