Der stetige Fortschritt in der Fahrzeugakustik zeigt sich besonders in dem gewonnenen Komforteindruck, obwohl die Ausstattungsmöglichkeiten durch Nebenaggregate (Mechatroniksystemen) an Anzahl, Funktion und Leistung deutlich zugenommen haben. Die Leistungs- und Medienversorgung durch Stromkabel, Luftkanäle, Kraftstoff-, Rohr- und Schlauchleitungen stellen durch deren Verbindungen der Aggregate zur Karosserie auch Körperschallnebenwege dar. Hierbei werden neben dem Körperschalleintrag des Verbrennungsmotors auch die Funktionsgeräusche der Hilfsaggregate selbst in den Fahrzeuginnenraum übertragen. Eine besondere Bedeutung haben hierbei die Schlauchleitungen der hydraulischen Lenkung und Wankstabilisierung, der Kraftstoffversorgung und der Klimaanlage. Die Aufgabe dieser Arbeit war es, funktionale Abhängigkeiten der Körperschallübertragung von konstruktiven Auslegungen biegeschlaffer Schlauchleitungen nachzuweisen. Hierzu mussten für die Berechnung die fehlenden dynamische Steifigkeiten der Schlauchwandung und des Systems Öl-Schlauchwand der im Fahrzeug verlegten Schlauchleitungen ermittelt werden. Nach mehreren Konzeptverbesserungen und Wirksamkeitsprüfungen wurde hierfür ein Akustik-Schlauchprüfstand konstruiert und gebaut. Mit Hilfe exakter Eigenfrequenz- und Eigenmodemessungen wird der komplexe kinematische E-Modul des Schlauchs als Systemgröße bestimmbar. Das Verhalten der kinematischen Steifigkeiten im Betriebskennfeld gibt Aufschluss über die für den Konstrukteur wichtigen Beeinflussungsmöglichkeiten der akustischen Übertragungseigenschaften. Die Betrachtungsweise der gebogenen Schlauchleitungen und die damit verbundene Veränderung der Wellengeschwindigkeit relativ zu geraden Schlauchproben sowie die durch Biegeverlegung mögliche Kopplung von Dehn- und Biegewelle werden formal mit dem Biegeradius, der Schlauchlänge und der Anregekraft mathematisch verknüpft. Für die praktische Anwendung zur kinematischen Schlauchprobenbeschreibung erfolgt eine Approximation an die akustischen Kenndaten in einem Standardversuch. Nach Linearisierung in den Hauptbetriebspunkten kann das Schlauchsystem kinematisch durch Kennzahlen beschrieben werden. Hierdurch ist eine Klassifizierung in Entwicklungslastenheften möglich. Aus den Versuchen ermittelte Faktoren und Exponenten bieten die Möglichkeit, durch Gleichungen die Abhängigkeit der Körperschallübertragung von Druckbelastung, Materialtemperatur und Schlauchbiegeradius zu berücksichtigen.
Körperschallnebenwegübertragung durch Schlauchleitungen im Fahrzeugbau
2009
16 Seiten, 16 Bilder, 1 Tabelle, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
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