E-Book, Deutsch, 214 Seiten
Pflüger / Brandl / Bernhard Fahrzeugakustik
1. Auflage 2010
ISBN: 978-3-211-76741-2
Verlag: Springer-Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
E-Book, Deutsch, 214 Seiten
ISBN: 978-3-211-76741-2
Verlag: Springer-Verlag
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Die Fahrzeugakustik beeinflusst die Entscheidung des Kunden beim Autokauf. Daher haben akustische Fragen beim Fahrzeugentwicklungsprozess inzwischen einen hohen Stellenwert. Das Buch wendet sich an Einsteiger in die Fahrzeugakustik in Ausbildung und Praxis sowie Personen, die in ihren Entscheidungen akustische Eigenschaften mit ins Kalkül ziehen müssen. Es vermittelt Grundlagen, die es Lesern erlauben, anschließend tiefer in einzelne spezifische Themengebiete wie Simulation, Messtechnik, Versuch und Projektmanagement einzusteigen.
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;Symbol-, Abkürzungsverzeichnis und DIN-Listen;11
3.1;1 Indices, Sonderzeichen;11
3.2;2 Symbolverzeichnis;11
3.3;3 Abkürzungen;12
3.4;4 Normen;12
4;1 Grundlagen;13
4.1;1.1 Physikalische Grundlagen;13
4.1.1;1.1.1 Akustische Begriffe;13
4.1.2;1.1.2 Schallfeld;13
4.1.2.1;Luftschall und Körperschall;13
4.1.2.2;Schallfeldgrößen;14
4.1.3;1.1.3 Wellengleichungen;14
4.1.3.1;Wellengleichung in Luft;14
4.1.3.1.1;Herleitung der Wellengleichung;14
4.1.3.1.2;Lösung der Wellengleichung;16
4.1.3.1.3;Schallgeschwindigkeit;17
4.1.3.1.4;Stehende Wellen;18
4.1.3.2;Wellengleichung in Festkörpern;19
4.1.3.2.1;Herleitung der Differentialgleichung;19
4.1.3.2.2;Lösungen der Wellengleichung;20
4.1.3.2.3;Stehende Wellen;21
4.1.4;1.1.4 Schallgrößen;21
4.1.4.1;Schalldruck;21
4.1.4.2;Schallschnelle;22
4.1.4.3;Schallintensität;22
4.1.4.4;Schallleistung;22
4.1.5;1.1.5 Logarithmierte Größen;22
4.1.5.1;Pegelbezugsgrößen der Schallfeldgrößen;23
4.1.5.1.1;Schalldruckpegel;23
4.1.5.1.2;Schallschnellepegel;23
4.1.5.1.3;Schallintensitätspegel;23
4.1.5.1.4;Schallleistungspegel;24
4.1.5.2;Pegeladdition und Pegelsubtraktion;24
4.1.6;1.1.6 Schallabstrahlung in Luft;25
4.1.6.1;Kugelstrahler 0. Ordnung;25
4.1.6.2;Kugelstrahler 1. Ordnung;25
4.1.6.3;Kolbenstrahler;26
4.1.6.4;Hydrodynamischer Kurzschluss;26
4.1.6.5;Abstrahlgrad;26
4.1.7;1.1.7 Schallreflexion und -transmission;27
4.1.7.1;Impedanzen;27
4.1.7.2;Reflexion und Transmission;28
4.1.7.3;Schallreflexionsgrad;29
4.1.7.4;Schalltransmissionsgrad;30
4.1.7.5;Schallabsorptionsgrad;30
4.1.7.6;Schalldissipationsgrad;31
4.1.7.7;Schalldämmmaß;31
4.1.7.8;Schalldämmung und Absorption;32
4.1.8;1.1.8 Signalanalyse;33
4.1.8.1;Fourier-Analyse;33
4.1.8.2;Energie- und Leistungsdichte;35
4.1.8.3;Übertragungsfunktion;35
4.1.8.4;Korrelationsfaktor und Korrelationskoeffizient;36
4.1.8.5;Autokorrelationsfunktion;36
4.1.8.6;Kreuzkorrelationsfunktion;37
4.1.8.7;Kohärenzfunktion;38
4.1.8.8;Frequenzintervallmaße;38
4.2;1.2 Schallwahrnehmung;40
4.2.1;1.2.1 Das menschliche Gehör;40
4.2.2;1.2.2 Aufbau und Funktionsweise des peripheren Gehörs;40
4.2.2.1;Das Außenohr;41
4.2.2.2;Das Mittelohr;42
4.2.2.3;Das Innenohr;42
4.2.2.4;Der Hörnerv;43
4.2.3;1.2.3 Psychoakustik – Objektive Beschreibung subjektiver Hörempfindungen;44
4.2.4;1.2.4 Reize, Erregungen und Empfindungen;44
4.2.5;1.2.5 Grundlegende Eigenschaften des menschlichen Gehörs;45
4.2.5.1;Maskierung;45
4.2.6;1.2.6 Der Lautstärkepegel;47
4.2.7;1.2.7 Kurven gleicher Lautstärkepegel;48
4.2.8;1.2.8 Der A-bewertete Schalldruckpegel;49
4.2.9;1.2.9 Berechnung der menschlichen Lautheitsempfindung;50
4.2.10;1.2.10 Die Lautheit;51
4.2.11;1.2.11 Die Berechnung der Lautheit auf Basis des Erregungsmusters (Lautheit nach Zwicker);52
4.2.11.1;Berechnung des Erregungsmusters;52
4.2.11.1.1;Übertragung des Außen- und Mittelohres;52
4.2.11.1.2;Übertragungsverhalten der Cochlea;52
4.2.11.2;Berechnung der Lautheit;53
4.2.11.2.1;Berechnung der spezifischen Lautheit;53
4.2.11.2.2;Integration der spezifischen Lautheit;53
4.2.12;1.2.12 Weitere psychoakustische Kenngrößen in der Motorakustik;53
4.2.12.1;Schärfe;53
4.2.12.2;Impulshaltigkeit;53
4.2.12.3;Schwankungsstärke;55
4.2.12.4;Rauigkeit;55
4.2.12.5;Modulationsindex;56
4.2.12.6;AVL Engine Annoyance Index;56
4.3;1.3 Mess- und Analysetechnik;58
4.3.1;1.3.1 Mikrofone;58
4.3.1.1;Kondensatormikrofone;58
4.3.1.2;Kunstkopftechnik;60
4.3.2;1.3.2 Beschleunigungsaufnehmer;63
4.3.3;1.3.3 Kundtsches Rohr;64
4.3.4;1.3.4 Reflexionsarme Räume;64
4.3.5;1.3.5 Hallräume;67
4.3.6;1.3.6 Akustische Kamera;67
4.3.7;1.3.7 Modalanalyse;67
4.3.8;1.3.8 Betriebsschwingungsanalyse;68
4.3.9;1.3.9 Transferpfadanalyse;69
4.3.10;1.3.10 Lasertechnik;71
4.4;1.4 Simulation;72
4.4.1;1.4.1 MKS – Mehrkörpersimulation;73
4.4.2;1.4.2 FEM – Finite Elemente Methode;74
4.4.3;1.4.3 BEM – Boundary Element Methode;78
4.4.3.1;Luftschallabstrahlung von Fahrzeugen;78
4.4.3.2;Optimierung der akustischen Eigenschaften eines Motors mit Hilfe von Berechnungsmodellen;79
4.4.4;1.4.4 SEA – Statistical Energy Analysis;80
4.4.5;1.4.5 Neue Verfahren zum Schließen der Frequenzlücke;80
4.4.6;1.4.6 Ladungswechsel-Simulation;81
4.5;1.5 Gesetzliche Vorschriften, Richtlinien und Messverfahren;82
4.5.1;Das Prüfverfahren;83
4.5.2;Weiterentwicklung der Vorschrift;84
5;2 Akustik des Fahrzeugantriebs;86
5.1;2.1 Allgemeiner Überblick Motorakustik;86
5.1.1;2.1.1 Geräuschquellen im Motor;86
5.1.2;2.1.2 Geräuschabstrahlung von der Motoroberfläche;87
5.1.3;2.1.3 Vibrationsverhalten des Motors;88
5.1.4;2.1.4 Allgemeine Voraussetzung für eine wirksame Geräusch- und Vibrationsabminderung;88
5.1.5;2.1.5 Abgasgeräusch;89
5.1.6;2.1.6 Ansauggeräusch;89
5.1.7;2.1.7 Geräusch von Zusatzaggregaten;90
5.1.7.1;Einspritzausrüstung;90
5.1.7.2;Turbolader;90
5.1.7.3;Startermotor;91
5.1.7.4;Lichtmaschine/Generator;91
5.1.7.5;Lenkhilfepumpe und Klimakompressor;92
5.2;2.2 Akustik des Verbrennungsmotors;92
5.2.1;2.2.1 Innermotorische Anregung;93
5.2.1.1;Verbrennungsanregung;93
5.2.1.2;Mechanische Anregung;97
5.2.2;2.2.2 Körperschallweiterleitung in der Motorstruktur;97
5.2.3;2.2.3 Schallabstrahlung von Motorstrukturen;101
5.2.3.1;Schallabstrahlung von Biegeschwingungen in Platten;103
5.2.3.2;Einfluss von Steifigkeit und Massebelegung auf die Schallabstrahlung;104
5.2.3.3;Einfluss der Bedämpfung von Platten auf die Schallabstrahlung;105
5.2.4;2.2.4 Auswirkungen der Körperschallisolierung von Motorbauteilen;109
5.2.5;2.2.5 Geräuschverminderung durch schalldämmende Verkleidungen;111
5.2.6;2.2.6 Luftschallabsorption;117
5.2.6.1;Schalldämmende Gesamtverkleidungen;118
5.3;2.3 Getriebeakustik;118
5.3.1;2.3.1 Verzahnungsgeräusch;118
5.3.2;2.3.2 Klapper- und Rasselgeräusche;120
5.3.3;2.3.3 Schaltgeräusche, Lagergeräusche, Kreischen;120
5.3.4;2.3.4 Allradgetriebegeräusche;122
5.3.5;2.3.5 CVT-Getriebe;122
5.3.5.1;Aufbau CVT-Getriebe;122
5.3.5.2;CVT-Akustik;125
5.3.6;2.3.6 Analyse Geräuschübertragung;125
5.3.6.1;Einleitung;125
5.3.6.2;Geräuschtrennung mittels TPA;126
5.3.6.3;Korrelationsmethode;127
5.3.6.4;Theorie;127
5.3.6.5;Beispielhafte Ergebnisse;127
5.3.7;2.3.7 Analyse Geräuschabstrahlung;128
6;3 Integration in den PKW;129
6.1;3.1 Übertragungsmechanismen;129
6.1.1;3.1.1 Schallübertragung in den Fahrzeuginnenraum;129
6.1.2;3.1.2 Schallübertragung in die Umgebung;131
6.1.3;3.1.3 Messtechnik zur Innen- und Außengeräuschoptimierung;131
6.2;3.2 Powertrainanbindung;135
6.2.1;3.2.1 Aggregatelagerung;135
6.2.1.1;Lagerungssysteme;136
6.2.1.2;Elastomere;138
6.2.1.3;Bauteile einer Aggregatelagerung;139
6.2.1.4;Numerische Methoden;142
6.2.2;3.2.2 Antriebsstranglagerung;143
6.2.3;3.2.3 Anbindung der Abgas- und Ansauganlage;144
6.3;3.3 Verbindungs- und Übertragungselemente;145
6.4;3.4 Powertrainkühlung, Heizungs- und Klimaanlagen;146
6.4.1;Powertrainkühlung;146
6.4.2;Heizungs- und Klimaanlagen;147
6.5;3.5 Anwendungsbeispiele;148
6.5.1;3.5.1 Fahrzeuginnengeräusch;148
6.5.1.1;Hochlauf Zug/Schub;148
6.5.1.2;Leerlauf;149
6.5.1.3;Systematische Auslegung der Pfade;149
6.5.2;3.5.2 Außengeräusch;151
6.5.2.1;Leerlauf;151
6.5.2.2;Außengeräusch nach ISO 362;152
6.5.3;3.5.3 Geräuschqualität;153
6.6;3.6 Integration in das Leichte Nutzfahrzeug;153
6.6.1;Antrieb;154
6.6.2;Rollgeräusch;154
6.6.3;Karosserie;154
6.6.4;Akustische Konsequenzen;154
7;4 Integration in den Bus;156
7.1;4.1 Antriebsstrang Anbindung, Niederflur-Linienbus (NL);156
7.1.1;4.1.1 Konstruktive Vorgaben mit Einfluss auf die Geräuschemission, Teilschallquellen (TSQ), akustische Phänomene;156
7.1.2;4.1.2 Lagerung körperschallführender Aggregate/Systeme;159
7.1.2.1;Ausführung, Kräfte und Funktionsanforderungen an die Lagerung eines im Fahrzeug eingebauten Motor-Getriebe-Blocks;159
7.1.2.2;Anforderungen an die Funktion eines Motor-Getriebe-Lagersystems (MGL);162
7.1.2.3;Die Gelenkwelle (GW);164
7.1.2.4;Die Hinterachse und ihre Anlenkung an Fahrgestell und Aufbau, Ausführung und Funktion unter akustischen Gesichtspunkten;164
7.2;4.2 Der Fahrgastraum;166
7.2.1;4.2.1 Konstruktionselemente: Niederflur-Linienbus Fahrgestell und Aufbau;166
7.2.2;4.2.2 Konstruktive Maßnahmen zur Minimierung des Innengeräuschpegels im Fahrgastraum;167
7.2.3;4.2.3 Fahrgastraumakustik, Innengeräuschmessungen mit und ohne Fahrgäste;168
7.2.3.1;Voraussetzungen, Betriebszustände des Fahrzeuges für die Messung des Innengeräusches;169
7.2.3.2;Die punktuelle Messung eines Innengeräusches im Omnibus mit fest definierten Mikrofonstandorten;170
7.2.3.3;Stehende Wellen, Isophonen, örtlich schwankende Innengeräuschpegel, der Fahrgast als Schallabsorber und -dämpfer;172
7.3;4.3 Teilschallquellen Kühler, Lüfter, Ansaug- und Abgasanlage;174
7.3.1;4.3.1 Das Kühler-Lüfter-System (K-L);174
7.3.2;4.3.2 Die Ansauganlage, das Luftfilter;176
7.3.3;4.3.3 Die Abgasanlage (inklusive Systeme mit DPF und Kat);177
7.4;4.4 Wärmehaushalt des Antriebsstranges;177
7.5;4.5 Einflussgrößen auf das Innengeräusch (Beispiele);178
7.6;4.6 Einflussgrößen auf das Außengeräusch, Beispiele, Analysemethoden;183
7.6.1;Einfluss von Reifen und Fahrbahn auf das Außengeräusch;184
7.6.2;Der Lüfter als Teilschallquelle;185
7.6.3;Die Ansauganlage;185
7.6.4;Der Schalldämpfer als Geräuschquelle;185
7.6.5;Der Kompressor und Druckregler;185
7.6.6;Die Hinterachse;186
7.6.7;Analysemethoden Außengeräusch;186
8;5 Integration in den Lastwagen;188
8.1;5.1 Vorwort;188
8.2;5.2 LKW-Hauptbaugruppen, Aggregate, Systeme, Anordnung;188
8.2.1;5.2.1 Fahrgestell;188
8.2.2;5.2.2 Motor;191
8.2.3;5.2.3 Getriebe;191
8.2.4;5.2.4 Gelenkwelle;191
8.2.5;5.2.5 Angetriebene Hinterachse;191
8.3;5.3 Generelle Zusammenhänge der Schallübertragung;192
8.4;5.4 Teilschallquellen (TSQ) eines LKW, Einflüsse auf das Außen- und Innengeräusch;193
8.4.1;5.4.1 Kühler-Lüfter, s. Kap. 4.3.1;193
8.4.1.1;Elektronisch angesteuerte hydraulische Lüfterkupplungen;193
8.4.1.2;Elektromagnetische Lüfterkupplung;193
8.4.2;5.4.2 Motor-Getriebe, Lagerung, Funktion, Ausführung;194
8.4.2.1;Lagerung;194
8.4.2.2;Funktion;195
8.4.2.3;Konstruktive Ausführungen;195
8.4.3;5.4.3 Geräuschminderung durch schalldämmende Verkleidung;197
8.4.3.1;Ausgeführte Beispiele;198
8.4.4;5.4.4 Das Kupplungssystem, Konstruktion, Lage im Fahrzeug;202
8.4.4.1;Akustik;202
8.4.4.2;Maßnahmen;203
8.4.5;5.4.5 Ansauganlage, Schalldämpfer (s. Kap. 4.3.2 und 4.3.3);205
8.4.5.1;Akustik;206
8.4.5.2;Maßnahmen;206
8.4.6;5.4.6 Verteilergetriebe (VG);207
8.4.6.1;Akustik;207
8.4.7;5.4.7 Gelenkwelle, Konstruktion/Lagerung;208
8.4.7.1;Akustik;208
8.4.7.2;Maßnahmen;209
8.4.8;5.4.8 Angetriebene Achsen;209
8.5;5.5 Interaktion von Körperschall im Antriebsstrang;210
8.6;5.6 Innengeräusch Fahrerhaus;211
8.6.1;5.6.1 Schallübertragung in das Fahrerhaus;211
8.6.1.1;Primärluftschall;211
8.6.1.2;Sekundärluftschall;211
8.6.1.3;Körperschallinduzierter Sekundärluftschall (KIS);211
8.6.1.4;Umfeldgenerierter Schall im Innenraum;212
8.6.2;5.6.2 Messung und Bewertung des Innengeräuschpegels;213
8.6.2.1;Messung;213
8.6.2.1.1;Messstellen;213
8.6.2.1.2;Messtechnik;213
8.6.2.1.3;Messbedingungen;213
8.6.2.2;Bewertung;213
8.7;5.7 Schlussbetrachtungen;214
9;Literaturverzeichnis;215
9.1;Weiterführende Literatur;216
10;Stichwortverzeichnis;219
