Fahrzeug-Akustik

Lösungen für akustische und schwingungstechnische Aufgaben

Projekte rund um die Fahrzeug- und Prüfstandserprobung sind stets anspruchsvoll und erfordern fundiertes Fachwissen. Besonders die Anforderungen hinsichtlich Fahrzeug-Klimatisierung und -Akustik sind hoch, nicht zuletzt aufgrund der Entwicklung von immer effizienteren Antrieben und der damit verbundenen Änderungen bei der Erprobung von Klima und Akustik. IPETRONIK verfügt sowohl über langjährige Erfahrung als auch das nötige Know-how, um Messprozesse, Prüfleistungen und Entwicklungen zu Ihrer vollsten Zufriedenheit durchzuführen.

Akustische Optimierung

Im Rahmen der Serienentwicklung von PKWs spielt die Akustik eine bedeutende Rolle. IPETRONIK bietet hier wichtige Beiträge mit besonderer Erfahrung zur Akustik von Klimaanlagen, deren mögliche Geräuschanregung im Kontext leiser Motoren störend auffallen kann. Mittels umfangreicher messtechnischer Ausrüstung wird zunächst eine Bestandsaufnahme ermittelt, die das Fahrzeuggeräusch zusammen mit allen relevanten Messgrößen für die Anregung und Übertragung erfasst. In der darauf folgenden Analyse werden störende Geräuschkomponentenidentifiziert, um Abhilfemassnahmen zu entwickeln. In der Praxis werden die Fahrzeugversuche zumeist in der Klima-Akustik-Kammer durchgeführt. Dabei kommt dieselbe Messtechnik zum Einsatz, wie sie auch auf dem Akustik-Aggregate-Prüfstand genutzt wird. Typischerweise beinhaltet eine Fahrzeugerprobung die folgenden Punkte:

  • Simulation realer Prüfbedingungen mittels der Umgebungstemperatur und relativer Feuchte
  • Erfasst werden thermodynamische Betriebsgrößen (Temperaturen, Drücke, Drehzahlen, etc.), vibroakustische Messgrößen (Pulsation in Kältemittel-Leitungen, Vibration, Luftschall, etc.) sowie Digitalbus-Daten des Fahrzeugs (CAN, LIN, FlexRay)
  • Die Messprozedur wird in akustisch relevanten Betriebszuständen durchgeführt

Die IPETRONIK-eigene Messhardware und -software gewährleistet eine Vernetzung der Datenströme der Digitalbusse aus dem Fahrzeugboardnetz und der applizierten Messtechnik.

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Aggregate-Akustik

Der Klima-Kompressor liefert als Herzstück des Kältekreislaufs die geforderte Kälteleistung, erzeugt dabei aber auch unerwünschte Nebengeräusche.Die Anregung erfolgt über Vibrations- und Kraftwirkung, über Abstrahlung von Luftschall sowie die Einleitung von Pulsationen in die Kältemittelleitungen.

Der von IPETRONIK selbst entwickelte Aggregate-Akustik-Prüfstand erfasst analog zur Fahrzeuganbindung die gesamte vibroakustische Anregung an allen Schnittstellen. Die Sensorik beinhaltet neben Mikrofonen und Beschleunigungsaufnehmern auch Kraftmessdosen, Pulsationssensoren und Aufnehmer zur Erfassung thermodynamischer Größen.

Die Last- und Betriebszustände des Klimakompressors werden durch die Belastungseinheit IPEload mit hoher Reproduktionsgenauigkeit für sehr hohe und geringe Lastzustände simuliert. Zusätzlich lassen sich auch Teillastzustände mit Schwenkscheibenwinkeln im mittleren Regelbereich während einer Drehzahlrampe darstellen. Dies schließt die genaue Einhaltung vorgegebener Werte für Drücke, Temperaturen, Überhitzung und Massenstrom ein. Erfahrungswerte liegen für riemengetriebene Verdichter und elektrisch betriebene Scroll-Verdichter der Kältemittel R134a, HFO-1234yf und R744 (CO2) vor.

Akustik-Kunstkopf

Bei der Messung von Luftschall kommen im allgemeinen Mikrofone zum Einsatz, die im Raum frei platziert werden. Die Amplitude des Schallwechseldrucks ist hierbei die wesentliche Messgröße zur Beschreibung des Schallfeldes.

Da diese Messgröße wesentliche Kriterien der menschlichen Hörwahrnehmung nicht abbilden kann, haben sich sog. binaurale Mikrofonanordnungen etabliert. Deren Aufbau mit zwei Mikrofonen und einem akustischen Trennkörper ähnelt einem menschlichen Kopf. Die damit möglichen Geräuschaufnahmen erlauben bei der Wiedergabe über Kopfhörer sehr authentische Hörerlebnisse. Der IPEacoustic head kombiniert diese beiden messtechnischen Ansätze. Hierfür wird ein drittes Mikrofon sowie ein besonders geformter akustischer Trennkörper zwischen den binauralen Messpositionen platziert.

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Die beiden seitlichen Mikrofone liefern die charakteristische Datenbasis einer Trennkörper-Stereofonie. Durch seine Keilform bietet der Trennkörper eine zusätzliche Messposition, wo sich von vorne und seitlich einfallender Schall weitgehend unbeeinflusst erfassen lässt. Der besondere Vorteil dieser Methode besteht in der Synchronität der binauralen und der neutralen Schallerfassung an einem gemeinsamen Ort.

Technische Übersicht:

  • Keilförmiger Trennkörper mit binauraler Mikrofonanordnung
  • Zusätzliche neutrale Messposition für drittes Mikrofon
  • Komplettaufbau mit Torso und neigbarer Kopfposition
  • Einfache Handhabung bei typischen Akustik-Versuchen
  • Bestückt mit ½“ Mikrofonen (IEPE oder 200 V Speisung)
  • Kompatibel zu gängigen Akustik-Messsystemen
  • Standard-Frontend: IPETRONIK Mx-SENS2 4
  • Standard-Software: IPEmotion mit Akustik-Modul (inklusive diverser Exportformate)
  • Geräuschfreier Hochleistungs-PC im Torso integrierbar
  • Abmessungen: B 38 cm x H 76 cm x T 34 cm
  • Gewicht: ca. 15 kg

Klima-Akustik-Kammer

Die Klima-Akustik-Kammer simuliert Umgebungsbedingungen für ein Fahrzeug hinsichtlich Temperatur, relativer Luftfeuchte und Strahlungswärme. Die Ausführung als halbreflexionsarmer Raum erlaubt die Messung von Fahrzeuggeräuschen, die nur unter besonderen Lastzuständen der Klimaanlage auftreten.

Neben den Akustik-Messungen gehören auch Cool- Down-Tests und Füllmengenbestimmungen von Kältekreisen zu den typischen Leistungsumfängen der Klima- Akustik-Kammer. Bei allen Untersuchungen hat sich die leistungsfähige Messtechnik von IPETRONIK bestens bewährt und wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung von Hard- und Software geliefert.

Standort Baden-Baden

  • Nutzbare Abmessungen: 6,5 m x 3,5 m 2,9 m (L x B x H)
  • Temperaturbereich: -20°C bis +50°C
  • Feuchteregulierung: 20 % bis 70 % relative Feuchte im Temperaturbereich +10°C bis +50°C
  • Umluft-Volumenstrom: bis 23.100 m³/h (entspricht 32 km/h)
  • Akustik-Messungen: bis 10.000 m³/h
  • Sonnensimulation mittels Infrarot: bis 1.200 W/m² (auch bei Minusgraden nutzbar)

Standort Eichstätt

  • Nutzbare Abmessungen: 9,6 m x 5,8 m 3,5 m (L x B x H)
  • Temperaturbereich: -5°C bis +50°C (erweiterbar auf -20°C)
  • Feuchteregulierung: 20 % bis 70 % relative Feuchte im Temperaturbereich +10°C bis +50°C
  • Umluft-Volumenstrom: bis 46.200 m³/h (entspricht 64 km/h)
  • Akustik-Messungen: bis 10.000 m³/h
  • Sonnensimulation mittels Infrarot: bis 1.200 W/m² (auch bei Minusgraden nutzbar)
  • Zertifizierter Halbfreifeldraum nach DIN 3745
  • Integriertes Freilaufnaben-System