Ein Beitrag zur effizienten und frühzeitigen Prognose des Einflusses von Subsystemen des Antriebs und des Fahrwerks auf das Außengeräusch von Fahrzeugen

Durch die Urbanisierung und die stetig steigende Anzahl der Fahrzeuge auf den Straßen weltweit wird der Verkehrslärm zu einem immer größeren Problem für die moderne Gesellschaft. Er ist dabei nicht nur eine Belästigung, sondern in dauerhafter Form eine Belastung der Einwohner. So kann Verkehrslärm zu einer physischen Beeinträchtigung führen und stellt damit ein Gesundheitsrisiko dar (Kloepfer et al., 2006). Aus diesem Grund sind Gesetzgeber bestrebt den Verkehrslärm durch Vorgaben von immer strenger werdenden Grenzwerten zu reduzieren (Verordnung (EU) Nr. 540/2014, 2014).
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Diese Grenzwerte stellen die Fahrzeugentwickler vor immer neue Herausforderungen. Daher nimmt der Bedarf an neuen Methoden, welche eine effiziente Erfassung und Optimierung der akustischen Eigenschaften der Subsysteme des Fahrzeugs sowie deren Einfluss auf das Gesamtsystem ermöglichen, stetig zu.
In der vorliegenden Arbeit werden daher Methoden für eine effiziente akustische Quantifizierung von Subsystemen unabhängig von den Umgebungsbedingungen, sowie eine Übertragbarkeit auf Gesamtsystemebene entwickelt. Hierfür wird in einem ersten Schritt eine Methode unter Anwendung von generischen Schallquellen mit einfach zu definierendem Anregungssignal entwickelt und anhand genormter Verfahren verifiziert. In einem nächsten Schritt wird diese auf Komponenten- sowie Gesamtfahrzeugprüfständen angewendet und weiterentwickelt. Dabei gilt es vor allem die hohe Komplexität der möglichen Betriebszustände auf die relevanten Anwendungsfälle zu reduzieren. Darauf folgend wird die Vorhersage des Außengeräuschs von Fahrzeugen auf Basis der entwickelten Methode untersucht. Grundlage hierfür stellt die experimentelle Transferpfadanalyse dar. Weiterhin werden Möglichkeiten für eine Simulation des außenakustischen Übertragungsverhaltens von Fahrzeugen erforscht, welche im Idealfall einen Verzicht auf physische Gesamtfahrzeug-Prototypen im Fahrzeugentwicklungsprozess ermöglichen sollen.
Abschließend werden die Methoden im Kontext der PGE – Produktgenerationsentwicklung dargestellt.

Due to urbanization and the steadily increasing number of vehicles on the roads around the world, traffic noise is becoming an ever greater problem for modern society. It is not just a nuisance, but a permanent burden on the residents. Traffic noise can lead to a physical impairment and thus represents a health risk (Kloepfer et al., 2006). For this reason, legislators are striving to reduce traffic noise by stipulating increasingly strict limit values (Verordnung (EU) Nr. 540/2014, 2014).
These limit values constantly pose new challenges for vehicle developers. Therefore, the need for new methods that enable an efficient measurement and optimization of the acoustic properties of the subsystems of the vehicle and their influence on the overall system is steadily increasing.
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In the present work, methods for an efficient acoustic quantification of subsystems independent of the environmental conditions, as well as transferability to the overall system level are developed. For this purpose, in a first step, a method using generic sound sources with an easily definable excitation signal will be developed and verified using standardized procedures. In a next step, this will be applied to component and complete vehicle test benches and further developed. The main aim is to reduce the high complexity of the possible operating states to the relevant applications. Subsequently, the prediction of the exterior noise of vehicles based on the developed method is examined. The basis for this is the experimental transfer path analysis. Furthermore, possibilities for a simulation of the external acoustic transmission behavior of vehicles are explored, which ideally should make it possible to forego physical complete vehicle prototypes in the vehicle development process.
Finally, the methods are presented in the context of PGE – Product Generation Engineering.