Automobil-Meßtechnik

Inhaltsübersicht.- 1 Übersicht.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Einführung in die "Fahrzeug-Akustik".- 1.3 Inhalt des Bandes.- 2 Physikalische Grundlagen.- 2.1 Schallgrößen.- 2.1.1 Schalldruck p~.- 2.1.2 Deformation $$vec s$$.- 2.1.3 Schallwechseldiehte p~.- 2.1.4 Schallschnelle $$vec upsilon $$.- 2.1.5 Schallgeschwindigkeit c.- 2.1.6 Frequenz f und Wellenlänge ?.- 2.1.7 Schallfluß q.- 2.1.8 Schallintensität $$vec I$$.- 2.1.9 Schalleistung P.- 2.2 Logarithmierte Größenverhältnisse.- 2.2.1 Definition des Pegels.- 2.2.2 Schalldruckpegel Lp.- 2.2.3 Schallschnellepegel Lv.- 2.2.4 Schallintensitätspegel LI.- 2.2.5 Schalleistungspegel Lp.- 2.2.6 Mittelungspegel Lm.- 2.2.7 Gleitend exponentiell gemittelter Pege.- 2.2.8 Energetische Pegeladdition und Pegelsubstraktion.- 2.2.9 Pegeldifferenz und Pegelabstand.- 2.3 Wellengleichungen in Luft.- 2.3.1 Ableitung der Wellengleichung.- 2.3.2 Eindimensionale Lösung.- 2.3.3 Ausbreitung in porösen Stoffen.- 2.3.4 Stehende Wellen.- 2.4 Wellengleichungen in festen Körpern.- 2.4.1 Beschreibung der Wellengleichung.- 2.4.2 Lösungen der Wellengleichung.- 2.4.3 Stehende Wellen.- 2.5 Schallabstrahlung in Luft.- 2.5.1 Allgemeines.- 2.5.2 Kugelstrahler 0. Ordnung, Monopolstrahler.- 2.5.3 Kugelstrahler 1. Ordnung, Dipolstrahler.- 2.5.4 Kugelstrahler 2. Ordnung, Quadrupolstrahler.- 2.5.5 Verminderung der Schallabstrahlung, hydrodynamischer Kurzschluß.- 2.6 Schallreflexion und Schalltransmission.- 2.6.1 Impedanzen.- 2.6.2 Wichtige Größen bei Reflexion und Transmission ebener Wellen.- 2.6.3 Schalldämm-Maß R.- 2.6.4 Massegesetz der Luftschalldämmung.- 2.7 Signalanalyse.- 2.7.1 Fourier-Analyse.- 2.7.2 Energie- und Leistungsdichte.- 2.7.3 Übertragungsfunktion.- 2.7.4 Korrelationsanalyse.- 2.7.5 Frequenzintervallmaße.- 3 Schallwahrnehmung des Menschen.- 3.1 Gehör.- 3.2 Hörfeld.- 3.3 Verdeckung.- 3.4 Lautstärke.- 3.4.1 Lautstärkepegel Ls, Definition des phon.- 3.4.2 A-Bewertung.- 3.5 Lautheit, Zwicker-Verfahren.- 4 Geräuschquellen des Fahrzeugs.- 4.1 Wichtige Geräuschquellen und Schallausbreitung.- 4.2 Motorgeräusche und ihre Ursachen.- 4.2.1 Übersicht.- 4.2.2 Verbrennungsgeräusch.- 4.2.3 Gaskräfte.- 4.2.4 Massenkräfte am Kurbeltrieb.- 4.2.5 Kinematik und Dynamik beim Ein-Zylinder-Motor.- 4.2.6 Oszillierende Massenkräfte bei Mehrzylindermotoren.- 4.2.7 Massendrehmoment.- 4.2.8 Inneres Biegemoment.- 4.3 Getriebegeräusche.- 4.4 Geräusche des Kühler-Lüfter-Systems.- 4.5 Geräusche der Abgasanlage.- 4.6 Geräusche von Reifen und Fahrbahn.- 4.6.1 Allgemeines.- 4.6.2 Reifensch wingujigen.- 4.6.3 Luftverdrängung.- 4.6.4 Gleitvorgänge.- 4.6.5 Einfluß der Raddrehzahl auf das Rollgeräusch.- 4.7 Windgeräusche.- 5 Schalldämpfung und Schalldämmung im Fahrzeug.- 5.1 Allgemeines.- 5.2 Maßnahmen am Fahrzeug.- 5.3 Dämmung der Motoraußengeräusche durch Kapselung.- 5.4 Dämmung durch Motorlager.- 5.4.1 Grundlagen.- 5.4.2 Aktive Körperschallkompensation.- 5.5 Dämmung der Abgasanlage.- 5.5.1 Einfügungsdämm-Maß.- 5.5.2 Leitungsresonanzen.- 5.5.3 Dimensionierung.- 5.6 Dämmung des Ansaugsystems.- 6 Meßgeräte und Meßsysteme.- 6.1 Mikrofon.- 6.1.1 Beschreibung.- 6.1.2 Kalibrierung.- 6.2 Beschleunigungsaufnehmer.- 6.3 Schallpegel-Meßgerät (Schallpegelmesser).- 6.4 Echtzeit-Terz/Oktav-Analysator.- 6.5 Rechner-System zur Echtzeitanalyse (ACORA).- 6.6 Terz-Pegel-über-Drehzahl-Meßsystem (TPUED).- 6.7 Schmalband-Frequenzanalysator.- 6.8 Zweikanal-FFT-Analysator.- 6.9 Vierkanal-Analyse-Rechner-System.- 6.9.1 Beschreibung.- 6.9.2 Signaturanalyse als Anwendungsbeispiel.- 6.10 Digitaler Vielkanal-Analysator (DIVIKAN).- 6.10.1 Beschreibung.- 6.10.2 Hardwarekonzept.- 6.10.3 Softwarekonzept.- 6.11 Innengeräusch-Analysegerät für Straßen-Meßfahrten.- 6.12 Fahrzeugtaugliches Geräusch-Meßgerät.- 6.12.1 Anforderungen.- 6.12.2 Meßgerät.- 6.12.3 Anwendungsbeispiel.- 6.13 Anforderungen an ein Universalmeßgerät.- 7 Meßräume und Anwendungsbeispiele.- 7.1 Reflexionsarmer Raum (Freifeldraum).- 7.1.1 Raumbeschreibung.- 7.1.2 Rundumgeräuschmessung am Motor.- 7.1.3 Hüllflächenverfahren.- 7.1.4 Messungen an der Abgasanlage.- 7.1.5 Messungen am Lüfter.- 7.2 Schallharter Raum (Hallraum).- 7.2.1 Raumbeschreibung.- 7.2.2 Schalleistungsmessung mittels Hallraumverfahren.- 7.2.3 Detailuntersuchungen am Motor.- 8 Prüfvorrichtungen.- 8.1 Prüfstand für luftschalldämmende Bauteile.- 8.2 Prüfstand zum Messen der Luftschalldämmung und -dämpfung.- 8.3 Aufbau zur Messung der Körperschalldämpfung.- 8.3.1 Biegeschwing-Prüfanordnung.- 8.3.2 Verlustfaktor d.- 8.3.3 Durchführung der Messungen.- 8.4 Kundtsches Rohr.- 8.5 Lagerprüfstand.- 8.6 Messung der Auflagerkräfte.- 8.7 Aufbau für Getriebemessungen.- 8.8 Schallintensitäts-Messung mittels Doppelmikrofon.- 8.9 Schallabstrahlung von Teilflächen des Motors.- 9 Innengeräusch-Untersuchungen.- 9.1 Genormtes Innengeräuschmeßverfahren.- 9.1.1 Normung der Mikrofonposition.- 9.1.2 Umgebungsbedingungen für Messungen bei Fahrt auf der Straße.- 9.1.3 Anforderungen an Meßgeräte.- 9.2 Identifizieren von Geräuschquellen.- 9.3 Experimentelle Schallweganalyse.- 9.4 Rechnergestützte Schallweganalyse.- 9.5 Pegel der Ordnungen der Motoranregung als Funktion der Drehzahl.- 9.6 Messen des Pegels über der Drehzahl.- 9.7 Modalanalyse.- 9.7.1 Grundlagen.- 9.7.2 Meßverfahren.- 9.7.3 Ergebnisse typischer Anwendungen.- 9.8 Bewegungsformanalyse.- 9.9 Ermittlung der Biegelinien eines Motors.- 9.10 Messung stehender Wellen im Fahrgastraum.- 9.11 Simulation der Luftschallübertragung.- 9.12 Simulation der Schallabstrahlung schwingender Blechpartien der Karosserie.- 9.13 Interferenz-Effekte.- 9.14 Zusammenfassung und Ausblick zum Innengeräusch.- 10 Außengeräusch-Untersuchungen.- 10.1 Gesetzgebung.- 10.2 Gesetzlich vorgeschriebenes Prüfverfahren.- 10.2.1 Prüfvorschrift.- 10.2.2 Fehlereinflüsse bei der Außengeräuschmessung.- 10.2.3 Wahrscheinlichkeit für das Bestehen einer Prüfung.- 10.3 Vorschlag für eine neue Bewertung beim Außengeräusch- Prüfverfahren.- 10.4 Standgeräusch-Meßverfahren.- 10.5 Außengeräusch-Meßverfahren für Entwicklungszwecke.- 10.5.1 Allgemeines.- 10.5.2 Meßsystem.- 10.5.3 Weitere Anwendungen des Meßverfahrens.- 10.6 Außengeräusch beim gekapselten Fahrzeug.- 10.7 Einfluß von Bodenreflexionen bei ISO-Vorbeifahrt.- 10.8 Außengeräuschmessung in Reifennähe bei Fahrt auf Rollenprüfstand..- 10.9 Außengeräuschmessung in Reifennähe bei Straßenfahrt.- 10.10 Zusammenfassung und Ausblick zum Außengeräusch.- Sachwortverzeichnis.