Акустика автомобиля
В акустике транспортного средства имеет дело с шумом наземных транспортных средств, в основном , рассматриваемыми автомобилей и мотоциклов, в меньшей степени также отслеживать переплет транспортных средств.
развитие
До 1950-х годов шуму от дорожных транспортных средств уделялось мало внимания. Однако со временем требования к комфорту операторов транспортных средств и доля населения, недовольного дорожным шумом, возросли. Сегодня в Германии дорожное движение является источником шума, от которого страдает большая часть населения. Он значительно опережает воздушные и железнодорожные перевозки (см. Также дорожный шум ). Таким образом, автомобильная акустика является важной частью развития транспортных средств.
В начале работы в области автомобильной акустики инженеры-акустики использовали простые вспомогательные средства, такие как шумомеры . Первые высокопроизводительные частотные анализаторы были использованы в 1970-х годах . Они позволили определить и задокументировать частотный состав звукового сигнала за несколько секунд . После появления цифровых технологий инженеры-акустики теперь имеют ряд инструментов, которые позволяют всесторонне анализировать механизмы генерации звука. Это позволяет целенаправленно снизить уровень шума в источнике.
Основная деятельность изначально была сосредоточена на шуме двигателя внутреннего сгорания. В 1970-х и 1980-х годах контакт шины с дорогой также привлекал внимание. Интенсивные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области шума потока не начались до 1990 года и привели к строительству ряда аэроакустических аэродинамических труб .
Также было продвинуто строительство других специальных акустических стендов:
- Стенды для акустических испытаний автомобилей (в основном барабанные)
- стенды для безэховых испытаний двигателей («безэховые помещения»)
- Стенды трансмиссии для тестирования сегментов автомобилей
- Комнаты реверберации для двигателей и автомобилей
- стенды для испытаний сервогидравлических транспортных средств (частично с кондиционером)
Дальнейшее развитие получила и измерительная техника. Итак, з. Б. Для локализации источника звука используются вогнутые зеркальные микрофоны и микрофонные решетки . Технология измерения интенсивности звука предлагает инструмент для определения звуковой мощности источника даже в случае фонового шума . Кроме того, для определения колебаний поверхности используются лазерные методы измерения (например, лазерная доплеровская виброметрия ).
Искусственные головки позволяют измерять бинауральный шум, который также можно использовать для психоакустического анализа.
Возможности числовой акустики также становятся все более обширными. Здесь следует упомянуть метод конечных элементов (FEM) и метод граничных элементов (BEM) , а также статистический анализ энергии (SEA) и численную аэроакустику (CAA).
Источники шума на автомобиле
Шум дорожного транспортного средства состоит из трех основных компонентов: шум двигателя, шум от шин или качения и аэродинамический шум . Шум привода преобладает при высоких крутящих моментах двигателя и низких скоростях, например. Б. при приближении к светофору. При постоянной скорости на проселочных дорогах, а также в городском потоке шум шин от дороги является самым громким компонентом. На автомагистралях поток вокруг транспортного средства становится основным источником шума на скорости выше 130 км / ч.
Не в последнюю очередь из-за правил типовых испытаний , которые предусматривают ускоренный проезд в качестве условия измерения, шумы привода, и здесь особенно шум впуска и выпуска, были значительно уменьшены за последние десятилетия. Поскольку шум от шин и дороги не может быть уменьшен в такой же степени, теперь они доминируют в большинстве областей эксплуатации автомобиля. В современных автомобилях они составляют около половины всего шума даже при разгоне. При постоянной скорости шум шин от дороги преобладает на всех ступенях передачи, кроме первой передачи. Согласно более позднему исследованию, 90% звуковой энергии в городском движении может быть отнесено на счет шума шин от дороги. Таким образом, снижение уровня шума при контакте шины с дорогой оказывает значительное влияние на уровень шума, эффективный для населения .
Исследования, проведенные Научно-исследовательским институтом автомобильной техники и автомобильных двигателей Штутгарта ( FKFS ), показывают, что на скоростях выше примерно 130 км / ч, как для внешнего, так и для внутреннего шума, шум вокруг воздушного потока создает самые высокие уровни шума с акустически благоприятным сочетанием шин и дороги. Это ограничение скорости может быть намного ниже для небольших фургонов.
литература
- Heinemann Gahlau: Акустика автомобилей : Разработка и использование систем снижения шума . Ландсберг: Verlag Moderne Industrie, 1998; ISBN 3-478-93184-3 .