Autor: Mathias Heerwagen

Strategien für leisere Fahrzeuge

Sound of Silence

Alternative Antriebe, Leichtbau­strukturen und kleinere Motoren fordern die Akustik-Ingenieure. Wie sich diesen Herausforderungen begegnen lässt, wird derzeit auf der Automotive Acoustics Conference diskutiert. 

Die Automobilindustrie steht beim Thema Akustik vor großen Herausforderungen. Wie wird die Elektromobilität das Geräusch­verhalten im Fahrzeug beeinflussen? Was muss sich in Zukunft ändern, um Geräusche, die vorher durch den Verbrennungs­motor erzeugt oder überdeckt wurden, zu reduzieren? Über diese und weitere Themen diskutieren mehr als 240 Experten aus 19 Ländern auf der 50. Automotive Acoustics Conference in Zürich/Rüschlikon. Stark vertreten sind in diesem Jahr Teilnehmer aus Asien – jeder fünfte Teilnehmer kommt aus Japan, Südkorea oder China. 

In seinem Vortrag zeigt Masashi Komada, Project General Manager bei Toyota, die Probleme der Hersteller auf: Wo kann man mit welchen Materialien Motor-, Wind- und Straßengeräusche reduzieren? Der Fahrzeuginnenraum lasse sich mit speziellen isolierenden oder absorbierenden Akustik­teppichen auslegen, auch Türdichtungen tragen dazu bei, das Innenraumgeräusch zu senken. Doch nicht nur die Geräusche im Innenraum spielen eine Rolle. Komada weist darauf hin, dass beim Pass-by-Test bei 50 km/h fast drei Viertel des Geräusches von den Reifen kommt. Gab es vor einigen Jahren noch Sicherheits­bedenken, sind heute hersteller­übergreifend spezielle Reifen im Einsatz, die Laufgeräusche absorbieren. Auch zur Reduzierung des Motorengeräuschs gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Kapselung bringt in Sachen Geräusch­verhalten viele Vorteile mit sich, aber auch einige Nachteile. Durch höhere Temperaturen in der Kapselung können Teile Schaden nehmen, zudem ist eine Kapselung teuer und technisch aufwendig.

Am Beispiel des Wasserstoff­fahrzeugs Toyota Mirai erklärt Masashi Komada die Herausforderungen für die Akustik-Ingenieure bei E- und FCV-Fahrzeugen. Zwar fällt das Motor­geräusch weg, aber Pumpen, Ventile, Injektoren und vor allem der Kompressor des Mirai erzeugen ebenfalls Geräusche, die es einzudämmen gilt. 

Akustik ist in China wichtiger als in Europa

Perry Gu, Project General Manager bei Geely, erwähnt in seinem Vortrag, dass kleine, hochaufgeladene Motoren ganz andere Vibrationen und Geräusche erzeugen als großvolumige Motoren. Mittlerweile werden absorbierende Materialien und Strukturen ins Ansaugsystem eingebracht, um die Geräusche zu dämmen. Das Thema Akustik sei in China wichtiger als in Europa, chinesische Käufer seien sehr sensibel und achten vor dem Kauf explizit darauf, dass der Motor leise läuft und das Fahrgeräusch niedrig ist.

Nicht nur Geräusch- sondern auch Gewichtsreduzierung spielt eine zunehmend wichtige Rolle. Beides ist eng miteinander verbunden: dünnere Bleche können höhere Frequenzen erzeugen, was jedoch durch Verstärkungen im Blech oder andere Strukturen in gewissem Umfang ausgeglichen werden kann. 

Akustik und Leichtbau

Auch in der Präsentation von Yuksel Gur von Ford geht es um Gewichtsreduzierung und den Einfluss auf die Akustik. Im MMLV (Multi Material Lightweight Vehicle) kamen unter anderem Komponenten aus Aluminium, Magnesium und Carbon zum Einsatz, das Fahrzeug ist rund 20 Prozent leichter als das vergleichbare Serienfahrzeug. Auch durch dünnere Scheiben, die statt vier mm nur noch 2,4 mm dick sind. Durch eine besondere Unterboden-Isolation, eine Motorkapselung und Akustik-Teppiche ist das Geräuschniveau dennoch auf einem ähnlichen Level wie beim Serienfahrzeug. Der Antwort auf die Frage aus dem Publikum, was solche Maßnahmen in der Großserie kosten würden, umschifft Yuksel Gur geschickt. Ford nennt keine Zahlen, weiß aber was es kostet, ein Kilogramm Gewicht zu sparen oder das Geräuschniveau um ein paar Dezibel zu reduzieren.  

Digitale Geräuschreduzierung

Während die meisten Unternehmen auf Optimierung der Hardware setzen, beschäftigen sich die Experten bei Harman mit der digitalen Geräuschreduzierung. Hierbei werden Sensoren und Mikrofone im Fahrzeug installiert, die Fahrgeräusche wahrnehmen. Dr. Nikos Zaforopoulos erklärt, dass anschließend eine Software, ähnlich wie bei Noise-Cancelling-Kopfhörern, die Geräusche je nach Frequenz um bis zu acht dB reduziert. Ein deutlicher Unterschied, der auch im Video zu hören ist und im Publikum rege diskutiert wird. Der Einsatz der Hard- und Software sei in allen Fahrzeug­klassen möglich, die Geräuschreduzierung funktioniere auf allen Fahrbahnbelägen.

Automotive Acoustics Conference 2017

Die unter der wissenschaftlichen Leitung von Autoneum stehende und gemeinsam mit ATZlive organisierte Automotive Acoustics Conference gilt als eine der bedeutendsten internationalen Fachtagungen für Automobilhersteller, Zulieferer und Forschungsinstitute. Mehr als 20 Fachpräsentationen werden ergänzt durch Workshops zu neuen Mobilitätstrends. Eine umfangreiche Fachausstellung präsentiert aktuelle Innovationen aus dem Car-Akustikbereich.

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