Die Klimatisierung stellt über die Fahrzeuge der Ober- und Mittelklasse hinaus ein schon nicht mehr wegzudenkendes Komfortmerkmal dar. Der Trend geht dabei von der Einzonenklimatisierung über zur Mehrzonenklimatisierung mit z.T. mehreren Gebläsen und einer Vielzahl von Luftauslässen. Lässt sich dabei zwischen zwei Sitzbereichen eine Temperaturdifferenz von mindestens 2 °C herstellen, so spricht man von einer eigenen Zone. Zusätzliche Sonderausstattungen, wie Zusatzheizer in den Strömungskanälen oder Nackenheizungen für Cabrios, erweitern das Angebotsspektrum der Klimatisierung, stellen aber auch zusätzliche Schallquellen dar. Ein weiterer Zielkonflikt ist der Wunsch, den Fahrzeuginnenraum in immer kürzerer Zeit auf die eingestellte Temperatur einzuregeln, was besonders in südlichen Ländern hohe Volumenströme erfordert. Das Auflösen dieses Zielkonfliktes bei gleichzeitig sinkendem Innengeräuschniveau in Fahrzeugen stellt für den Entwicklungsingenieur eine herausfordernde Aufgabe dar. In diesem Zusammenhang zeigt diese Arbeit die Möglichkeiten auf, akustische Problemstellungen von der späten Integrationsphase in die frühe Gestaltungsphase des Produktenstehungsprozesses zu verlagern. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Konzeptreife zu erhöhen und kostenträchtige Versuchsabsicherungen zum Serienanlauf am Gesamtfahrzeug auf Detailabstirnmungen zu reduzieren. Neben messtechnischen Konzepten und der Entwicklung fahrzeugunabhängiger Prüfstände werden im Rahmen dieser Arbeit auch die Ausarbeitung von Gestaltungsregeln und die Entwicklung eines eindimensionalen Modells zur Berechnung der Schallausbreitung in Leitungen aufgezeigt. Des Weiteren ergänzt die Arbeit mit Hilfe ermittelter Messdaten den derzeitigen Datenbestand bei der Beschreibung von Strömungsschallquellen an HVAC-Einheiten. Grundlegend ist der in dieser Arbeit entwickelte fahrzeugunabhängige Subsystemprüfstand zur akustischen Vorausbestimmung der Geräuschemission von Fahrzeugklimaanlagen. Es können Schwachstellen sehr schnell aufgezeigt und durch geeignete Verbesserungsmaßnahmen behoben werden. Ein Beispiel für eine vollständige Berechnung in einem Leitungssystem und anschließender Ausbreitungsberechnung vom Ausströmer zu einem virtuellen Fahrersitzpunkt wird ebenfalls aufgeführt. Dabei liegt eine besondere Herausforderung in der Variation des Phasengangs der Schallquelle. Abhängig von Reflexionen und zusätzlichen Quellen führt der Phasengang frequenzabhängig zu Auslöschungen oder konstruktiver Interferenz. Die Ergebnisse müssen daher aus einer statistischen Kombination der Quellstärken mit verschiedenen Phasengängen gebildet werden. Das mit dieser Arbeit entwickelte eindimensionale Modell bietet ebenfalls noch eine Vielzahl von Möglichkeiten der Weiterentwicklung. Die Einbindung von z. B. Dämpfungseffekten in Kanälen würde das Modell um einen wesentlichen physikalischen Effekt erweitern.
Bestimmung akustischer Kenngrößen an einem fahrzeugunabhängigen Prüfstand zur Modellierung der Schallentstehung und Schallausbreitung in Fahrzeugklimaanlagen
SAM-Forschungsberichte ; 5 ; 1-159
2011
159 Seiten, Bilder, Tabellen, 94 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch