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Messen in ohrenbetäubender Stille

Neuer IAV-Akustikprüfstand für die Messung und Analyse von Störgeräuschen in Pkw und leichten Nutzfahrzeugen

E-Fahrzeuge im unteren Geschwindigkeitsbereich und konventionell angetriebene Fahrzeuge mit Start-Stopp-Automatik im Stand sind besonders leise. Was die Passagiere freut, ist für die Entwickler eine große Herausforderung: Sie müssen alle Quellen von Störgeräuschen finden, analysieren und beseitigen. Im neuen IAV-Akustikprüfstand in Gifhorn lassen sich Pkw und Nutzfahrzeuge präzise vermessen. Aufgrund seiner Größe sind auch Messungen außerhalb des Fahrzeugs möglich.

E-Autos haben den Ruf, geräuschlose Mobilität zu ermöglichen. Das stimmt aber nur teilweise: Im unteren Geschwindigkeitsbereich bis ca. 40 bzw. 50 Stundenkilometer sind sie tatsächlich sehr leise. Oberhalb von 50 Stundenkilometern treten aber zunehmend Reifen-, Roll- und Windgeräusche auf, sodass kaum noch ein Unterschied zu einem Fahrzeug mit konventionellem Antrieb besteht. Besonders leise können aber auch Autos mit einem Verbrennungsmotor sein – wenn sie zum Beispiel an einer Ampel stehen und über eine Start-Stopp-Automatik verfügen.
Für die Passagiere ist die Ruhe im Innenraum höchst angenehm, während Automobilentwickler dadurch vor einer großen Herausforderung stehen: „Wir müssen vermeiden, dass die Stille von Geräuschen gestört wird, die vor allem von Zusatzaggregaten wie Klimakompressor, Vakuumpumpe oder Gebläse stammen“, erklärt Oliver Olbrich, Teamleiter für NVH Gesamtfahrzeug bei IAV. „Voraussetzung dafür ist, dass wir mit den Fahrzeugen präzise Akustikmessungen durchführen können.“

Schalldämmung von 60 dB

Hier kommt der neue Akustikprüfstand am Entwicklungszentrum in Gifhorn ins Spiel, der den IAV-Experten seit Juli 2017 zur Verfügung steht und nach DIN 3745 die Güteklasse 1 erfüllt. Er ist in „Raum-in-Raum“-Bauweise ausgeführt – besteht also aus einer doppelwandigen Kammer, deren Betonfundament über eine Federung von dem Fundament der Halle entkoppelt ist. An der Innenseite des Messraumes befinden sich Blechabsorber, die schwingend auf Melaminschaum gelagert sind, Mineralwolle und Breitband-Kompaktabsorber. „Die Schalldämmung von außen nach innen beträgt 60 dB“, berichtet Claus Brinkkoetter, Abteilungsleiter Klimatisierung bei IAV. „Sobald die Türen geschlossen werden, herrscht im Inneren der Kammer eine ,ohrenbetäubende Stille‘“.

In dem Halbfreifeldraum lassen sich E-Fahrzeuge und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor untersuchen, denn zusätzlich zu einer Raumbelüftung sind auch eine Abgasabsaugung und diverse Warnsensoren für CO, CO2, HC und NOx installiert. Er ist sogar groß genug, um Messungen außerhalb von Fahrzeugen durchzuführen, zum Beispiel Standaußengeräusch-, Leerlaufkomfort- oder Durchschallungsmessungen. Zudem lassen sich darin alle einschlägigen Prüfvorschriften der OEMs abarbeiten.

Obwohl er erst seit wenigen Monaten zur Verfügung steht, hat sich der neue Prüfstand bereits in internen und in Kundenprojekten bewährt – beispielsweise bei der Messung der Kältekreisakustik eines konventionellen Fahrzeugs und der Gesamtfahrzeugakustik eines E-Transporters. In ohrenbetäubender Stille können die IAV-Experten jetzt die unterschiedlichsten Akustikprobleme bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen messen, analysieren und entschärfen.

Technische Daten

Halbfreifeldraum nach DIN ISO 3745 der Güteklasse 1

  • Abmessungen (L x B x H): 11mx8mx4m
  • Tore: zweiflügelig 4 m x 3,25 m
  • Prüfkammeraufbau: Raum in Raum; Resonanzabsorber und Breitbank-Kompaktabsorber
  • Fundament: 70 Tonnen, auf Federn gelagerte Betonplatte (vertikale Lagerungsfrequenz < 10 Hz)
  • Untere Grenzfrequenz: 80 Hz
  • Obere Grenzfrequenz: ? 12 kHz
  • Schalldämmung (außen nach innen): 60 dB
  • Befahrbar mit Pkw bis 3,5 t
  • Belüftung: 10-facher Luftwechsel pro Stunde
  • Abgasabsaugung: 600 m3 pro Stunde
  • E-Mobilität: Wallbox vorhanden

Hardware, Sensorik und Software

  • 3D Scan und Paint (Ortung Schallquellen)
  • Punktschallquelle
  • Ultraschall-Messtechnik
  • Squadriga II (5 St.)
  • Zodiac-Data-Rec-Frontends
  • PAK-System
  • MK2 (Müller-BBM)
  • HEAD acoustics (ArtemiS)
  • VBox (GPS-System)
  • Drehzahlmesstechnik
  • Impulshammer
  • HVAC und Gebläseprüfstand
  • Lüfterprüfstand
  • Prüfstand Klimakompressor (R744)

Anwendungsbeispiele

Gesamtfahrzeug:

  • Standaußengeräuschmessungen
  • Akustikbeurteilungen von elektrischen Zusatzaggregaten
  • Akustik Klimatisierung
  • Durchschallungsmessungen (Dämmung/Dämpfung)
  • Sitzversteller- und Sitzlüfterakustik
  • Übertragungsfunktionen von Krafteinleitungspunkten zu den Ohrpositionen

Komponenten/ZSB:

  • Kältekreisakustik (R134a, R123yf, R744)
  • HVAC und Gebläseakustik
  • Strömungsakustik (Grundlagenuntersuchungen)
  • Akustische Untersuchungen an Verstellmotoren