Bosch Engineering nimmt neues Akustikprüfzentrum in Betrieb

Abstatt – Bei modernen Fahrzeugen nehmen die Anforderungen an die Fahrzeugakustik als Qualitätskriterium immer weiter zu. Ursache der störenden Fahrgeräusche sind hör- oder spürbare Schwingungen, die im Betrieb von einzelnen Komponenten ausgehen und über die Fahrzeugstruktur und als Luftschall weitergetragen werden. Akustikexperten bezeichnen dieses Phänomen als NVH (Noise, Vibration, Harshness: Geräusch, Vibration, Rauigkeit). Die Minimierung der Fahrgeräusche mithilfe von NVH-Untersuchungen ist daher fester Bestandteil der Fahrzeugentwicklung. „Die zunehmende Verkürzung der Entwicklungszyklen erfordert eine ideale Integration der Akustikoptimierung in die bestehenden Entwicklungsprozesse“, erklärt Jörg Vetter, Senior Manager, New Calibration Services & Products bei Bosch Engineering, der auf Entwicklungsdienstleistungen für Fahrzeug- und Motorenhersteller spezialisierten Tochtergesellschaft der Robert Bosch GmbH. Mit einem neuen Akustikprüfzentrum in Abstatt schafft das Unternehmen optimale Voraussetzungen für einen effizienten NVH-Entwicklungsprozess, mit dem sich die Entwicklungszeit weiter reduzieren und gleichzeitig die Akustikqualität der Fahrzeuge erhöhen lässt.

Dienstleistungen für den gesamten Akustikentwicklungsprozess

Der Themenbereich Akustik ist bei der Fahrzeugentwicklung von zentraler Bedeutung. Ursachen sind zum einen die vom Gesetzgeber für die Fahrzeugzulassung vorgegebenen Außengeräuschpegel. Zum anderen steigen die Ansprüche von Fahrzeugkäufer- und -halter hinsichtlich Schwingungs- und Geräuschkomfort. Neue Antriebstechnologien wie Elektro- und Hybridfahrzeuge stellen die Akustiker zusätzlich vor hohe und teilweise ganz spezifische Anforderungen an die NVH-Entwicklung. Daher nimmt die Akustik einen immer größeren Stellenwert bei der Fahrzeugentwicklung ein und muss schon in der frühen Konzeptionsphase neuer Modelle berücksichtigt werden. Bosch Engineering unterstützt die Automobilhersteller bei der NVH-Optimierung durch einen übergreifenden Entwicklungsansatz, der auf die Optimierung des Fahrzeugs fokussiert. „Bei der Akustikanalyse nutzen wir die Synergien, die sich aus der engen Zusammenarbeit innerhalb von Bosch Engineering sowie mit den Akustikern der Bosch-Gruppe ergeben“, sagt Jörg Vetter. Das Unternehmen bietet den Kunden dabei ein umfassendes Dienstleistungspaket entlang der kompletten Produktentstehungskette eines neuen Fahrzeugs an – beratend in der Konzeptphase und begleitend in der Entwicklungsphase – und unterstützt sie dabei, das NVH-Verhalten der Fahrzeuge weiter zu verbessern.

Akustik auf dem Prüfstand

Untersuchungen des akustischen Verhaltens während der Fahrt werden häufig mithilfe von Testfahrten auf der Straße oder abgesperrten Prüfstrecken durchgeführt. Die Herausforderung: Die Messergebnisse werden stark von äußeren Einflüssen wie Umgebungsgeräuschen, der Wettersituation oder dem Fahrerprofil beeinflusst. Testreihen sind daher oft langwierig und führen kaum zu reproduzierbaren Ergebnissen. Mit dem hochmodernen Akustikprüfzentrum in Abstatt schafft Bosch Engineering ein ideales NVH-Umfeld. Im speziell von der Außenwelt entkoppelten Halb-Freifeldraum lassen sich neue oder geänderte Komponenten und Applikationen effizienter und unter gleichen Randbedingungen testen und miteinander vergleichen. Das reduziert den Kosten- und Zeitaufwand bei der Akustikentwicklung neuer oder der Optimierung aktueller Fahrzeuge erheblich. Jörg Vetter: „In unserem Prüfzentrum können wir Geräuschquellen, die den Fahrkomfort beeinträchtigen, rasch aufspüren und zusammen mit den Kunden Gegenmaßnahmen entwickeln.“ Die maßgeschneiderten und reproduzierbaren Mess-, Analyse- und Bewertungsverfahren des Entwicklungszentrums erlauben eine schnelle Bewertung und Optimierung akustischer Phänomene.

Hochmoderne Prüfstands-Technik

Kern des Akustikprüfzentrums von Bosch Engineering bildet ein speziell ausgerüsteter Fahrzeugrollenprüfstand. Er eignet sich für Fahrzeuge mit verschiedensten Antriebskonzepten (Verbrennungsmotor, Hybrid, Elektroantrieb) und Antriebssträngen (Allrad-, Front- und Heckantrieb). Die vier Rollen decken mit einer Leistung von jeweils 150 kW einen Geschwindigkeitsbereich bis 250 km/h ab und sind unabhängig voneinander steuerbar. Somit können verschiedene Radmomente simuliert werden, beispielsweise um Kurvenfahrten und unterschiedliche Radbelastungen nachzubilden. Eine wirksame Schallisolierung der Messkabine und geräuscharm ausgelegte Rollen reduzieren die Hintergrundgeräusche auf ein Minimum, sodass auch niedrige Schallpegel gemessen werden können. Das ist insbesondere für Tests an Elektrofahrzeugen ein wichtiger Wettbewerbsvorteil, bei denen die Maskierung der Fahrzeuggeräusche durch den Verbrennungsmotor fehlt und die Akustik der Nebenaggregate viel stärker wahrgenommen wird. Auch für künftige Wasserstofffahrzeuge ist der Prüfstand mit entsprechenden Überwachungsfunktionen ausgelegt.

Räumlich getrennt von dem Rollenprüfstand befinden sich Laboreinrichtungen für detaillierte Schwingungs- und Schallleistungsmessungen, Modalanalysen – also die Aufschlüsselung des dynamischen NVH-Verhaltens – sowie das Soundstudio. Es verfügt über eine Hightech-Ausstattung inklusive binauraler Tonwiedergabe mittels Kopfhörer und Higher-Order-Ambisonics-Wiedergabemöglichkeit über 13 Lautsprecher. Damit lässt sich beispielsweise das Akustikverhalten unterschiedlicher Komponenten rein virtuell vergleichen, ohne dass diese im realen Fahrzeug verbaut sein müssen. Zudem kann per Knopfdruck sehr schnell und einfach zwischen zwei NVH-Situationen geschaltet werden, um sie miteinander vergleichen zu können.

Dem Prüfbereich vorgelagert ist die Rüsthalle, in der die Fahrzeuge auf die Tests vorbereitet werden. Eine Möglichkeit zur Vorklimatisierung für bis zu 10 Fahrzeuge gleichzeitig schafft die Voraussetzung für eine effiziente Durchführung auch umfangreicher Messreihen und reproduzierbarer Messergebnisse.