Akustik-Ingenieure optimieren Geräusche im Auto

Die Akustik im Auto spielt eine immer größere Rolle. An der Verbesserung der Geräusche im und rund um das Auto arbeiten unter anderem die Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Stuttgart. Dabei geht es um die Reduzierung und Optimierung des Geräuschpegels und um die richtige Balance aus Vermeiden und Betonen, mit der Käufer zum Beispiel Wertigkeit und Qualität eines Autos assoziieren. Das untersuchen die Akustik-Fachleute an einem Akustik-Prüfstand in einer Halle voller Mikrofone, sogenannter Breitband-Kompaktabsorber, Verbundplatten-Resonatoren und schallschluckender Schaumelemente. Die Experten beschäftigen sich heute verstärkt mit der Frage, wie ein niedriger Geräuschpegel im Fahrzeug-Innenraum und eine Verbesserung der Verständlichkeit bei Gesprächen oder für Mobiltelefone erreicht werden kann.

Die Zukunft ist bei den akustischen Messungen der Reifen auf dem Allrad-Rollenprüfstand schon angekommen. Erfolge bei der Verbesserung der Akustik bei den ursprünglich dominierenden Motor- und Strömungsgeräuschen haben zur Folge, dass vorher weniger beachtete Geräuschkomponenten in den Vordergrund treten. Vor allem Abrollgeräusche bei niedrigen Geschwindigkeiten ab 40 Stundenkilometer stehen heute im Fokus. Durch den Kontakt zwischen Rad und Straße entstehen Resonanzen im Lufthohlraum des Reifens. Dies führt bei üblichen Reifengrößen zu einer messbaren Pegelerhöhung im Fahrzeug bei einer Frequenz von rund 200 Hertz.
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Dieses Geräusch empfinden die Insassen als unangenehm und störend. Ein Schallabsorber, der auf den Lufthohlraum im Reifen wirkt, könnte hier Verbesserungen erzielen. Doch er dürfe weder das Fahrverhalten noch die Fahrsicherheit beeinträchtigen, sagt Peter Brandstätt, der den Allrad-Rollenprüfstand leitet. Die Wissenschaftler der Gruppe Fahrzeugakustik haben die Idee entwickelt, einen robusten, rein metallischen Resonator mit Mikroperforation in eine Felge zu integrieren. Zusätzlich platzierten die Forscher einen mikroperforierten Schallabsorber direkt im Reifenhohlraum. Eine Luftkammer in der Felge sorgt für das akustisch unverzichtbare Volumen. Die Forschungsarbeit hat sich offensichtlich gelohnt. Bei den Messungen konnten in allen Fällen im Vergleich zu Rädern mit Standardfelge eine Geräuschminderung von fünf Dezibel erzielt werden, was immerhin um die Hälfte leiser ist als bisher.

Mit Präzisionsmessungen und Vergleichstests können die Ingenieure noch im Entwicklungsstadium prüfen, ob die Autobauer alle Vorschriften eingehalten haben, die beispielsweise für die Zulassung eines Neufahrzeuges notwendig sind. Frühzeitiges Gegensteuern erspart den Herstellern möglicherweise hohe Kosten. Das Institut will den Partnern und Kunden anspruchsvolle akustische Systemlösungen für den Fahrzeugbereich bieten. Mit modernen Methoden der Geräuschanalyse und des sogenannten „Sound Design“ bestimmen und analysieren die Fraunhofer-Forscher selbst kleinste Geräuschdetails von einzelnen Fahrzeugteilen.