Kundenspezifische Anpassung von Standardprüfverfahren

Ein Automobil-OEM bat uns um Unterstützung bei der Durchführung von Messungen am Fahrzeug hinsichtlich der Antriebsstrang- und Rollgeräusche auf einem Rollenprüfstand für Allradfahrzeuge. Fünf Fahrzeuge (OEM und Wettbewerber) wurden getestet. An den Positionen der Fahrzeuginsassen im Wagen wurden vom OEM spezifizierte Schallmessungen für unterschiedliche Betriebsbedingungen vorgenommen, um Antriebsstrang- und Rollgeräusche zu erfassen. Bei den Messungen auf einem NVH-Rollenprüfstand für Allradfahrzeuge wurden sowohl glatte Rollen als auch Wechselbelagschalen für raue Bedingungen eingesetzt, um unterschiedliche Fahrbahnoberflächen zu simulieren. Der Kunde nutzte die Daten anschließend für ein Benchmarking und das Erstellen von Zielvorgaben.

Ein Automobil-OEM benötigte Unterstützung beim Benchmarking von Schall- und Schwingung auf Fahrzeugebene hinsichtlich des Fahrzeuglüftungsgeräuschs und der Empfindlichkeit des Fahrzeugs demgegenüber. In einem Halbfreifeld-Raum wurden unter Betriebsbedingungen Schall- und Schwingungsmessungen an Schnittstellen zum Fahrer und dem Hauptlüftungssystem vorgenommen. Zur Charakterisierung des Lüftungssystems für das Erstellen von Zielvorgaben auf Fahrzeugebene wurden FFT, Ordnungsanalyse, Auswuchttechniken und Schallqualitäts-Metriken angewendet. Die entwickelten Zielvorgaben wurden zur Einschätzung der NVH-Eigenschaften vorhandener Lüftungssysteme und zum Erstellen von Gestaltungsleitlinien für zukünftige Programme eingesetzt. Über die Entwicklung von Zielvorgaben hinaus, trugen wir ebenfalls zu einer Optimierung des Verfahrens bei, das der OEM zurzeit für NVH-Tests und Datenverarbeitung einsetzt.

Ein globaler Anbieter von Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-Systemen (HLK) entschied sich für uns als Partner für die Unterstützung seiner Prüfungen und Durchführung von Tests zur Validierung von Schwingungen an seinen Gebläsemotoren. Am Standort des Kunden in den USA wurden Schwingungsmessungen unter Betriebsbedingungen und im Stillstand durchgeführt. Zur Identifikation von Resonanzbedingungen wurden Schwingungspegel an ausgewählten Stellen gemessen und mit Akzeptanzkriterien verglichen. Zusammen mit der Identifikation von Systemresonanzen erfolgte eine Validierung hinsichtlich Unwucht, Beharrungszustand und Torsionsschwingungen. Durch das Outsourcing von Validierungstests konnte der Kunde Überstunden seiner überlasteten Mitarbeiter vermeiden und sie so während der Validierungszyklen entlasten und gleichzeitig eine hohe Qualität seiner Validierungsprüfungen gewährleisten.

Mit immer leiser werdenden Kraftfahrzeugen geben einige Geräusche, die üblicherweise von anderen Motorgeräuschen überdeckt wurden, nun Anlass für neue Schalldämmanwendungen. Ein solches Geräusch wird durch das Herumschwappen des Treibstoffs im Tank verursacht. Ein Unternehmen, das unterschiedliche Prüfungen für Hersteller von Automobilteilen durchführt, bat uns das Geräusch von Kraftstoffschwappbewegungen zu erfassen und zu analysieren. An einem auf einem Schlitten zum Prüfen von Kraftstoffschwappbewegungen positionierten Treibstofftank wurden Schall- und Schwingungsdaten erfasst. Die Daten wurden für den Kunden analysiert und zusammengetragen und ermöglichten ihm durch Konzentration auf den Prüfstandsbetrieb ein Maximum an Effizienz zu erzielen und anschließend Verbesserungen für die Tankkonstruktion vorzuschlagen, um das Geräusch von Kraftstoffschwappbewegungen zu reduzieren.

Zur Unterstützung eines Fahrzeugentwicklungsprojekts wurden wir gebeten, Körperschalldaten für einen Automobil-OEM zu erfassen, die für eine SPC-Analyse (Source Path Contribution) verwendet werden sollte. Die SPC-Analyse unterstützt das Erstellen eines Gesamtbilds der Anfälligkeiten des Fahrzeugs und einer Charakterisierung im Hinblick auf Schall und Schwingung. Mit einem modal abgestimmten Impulshammer wurden Frequenzantwortfunktionen (Frequency Response Functions, FRFs) der Schwingbeschleunigung/Eingangskraft (A/F) gemessen. Anhand der dem Kunden von uns zur Verfügung gestellten Daten quantifizierte dieser in seiner SPC-Analyse die Körperschall-Übertragungswege wesentlicher Schall- und Schwingungsquellen des Fahrzeugs auf Stellen mit Auswirkungen auf den Fahrer.

Ein Automobil-OEM benötigte Unterstützung zur Ermittlung von Kostensenkungspotenzialen bei der Innenraumgestaltung von Fahrzeugen hinsichtlich der Rollgeräusche. Sowohl auf der Straße als auch auf einem Rollenprüfstand mit Wechselbelagschalen für raue Bedingungen in einem Halbfreifeld-Raum wurden Geräuschmessungen unter Betriebsbedingungen durchgeführt.

Wechselbelagschalen für raue Bedingungen im Rollenprüfstand 

Für alle Kostensenkungsdurchläufe hinsichtlich der Innenraumpakete wurden 1/3-Oktavband-Daten und Metriken für die Geräuschqualität berechnet, um sicherzustellen, dass die Rollgeräuscheigenschaften sich nicht verschlechterten. Es wurde eine optimierte Konfiguration ermittelt, die die NVH-Eigenschaften des Fahrzeugs beibehielt und gleichzeitig 1 Million US-Dollar pro Jahr und mehr als 3 kg Gewicht pro Fahrzeug einspart.

Fahrzeuge mit Elektroantrieb erzeugen deutlich weniger Außengeräusche als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, was es für Fußgänger, Radfahrer, etc. deutlich schwieriger macht, ein solches Fahrzeug wahrzunehmen. Der Entwurf für den Standard SAE J2889-1 bietet ein Verfahren zur Quantifizierung von Mindestaußengeräuschpegeln für Elektrofahrzeuge. Basierend auf dem SAE-Test für den Mindestgeräuschpegel veranlasste eine nichtamerikanische Transportgesellschaft Messungen an mehreren Elektrofahrzeugen. Diese Schallmessungen wurden auf einem NVH-Rollenprüfstand gemäß dem Entwurf für den SAE-Standard durchgeführt. Die Daten wurden zur Unterstützung der Zertifizierung dieser Fahrzeuge verwendet, um die Standards der Transportgesellschaft für Mindestaußengeräuschpegel einzuhalten.

Darüber hinaus wünschte man unsere Unterstützung beim Erfassen von Vorbeifahrt-Testdaten in einer Reihe von Innenanlagen für einen Vergleich mit den Daten von Außenanlagen, um abzuschätzen, ob zur Minimierung des Einflusses von Wetter- und Umgebungsbedingungen ein Indoor-Messverfahren in den Normentwurf aufgenommen werden kann.

Ein europäischer Anbieter von Auspuffanlagen musste die Eigenschaften seiner Auspuffanlage in einem Fahrzeug für den US-Markt charakterisieren. Hierzu führten wir zur Unterstützung Schall- und Schwingungsmessungen unter Betriebsbedingungen durch; das Fahrzeug befand sich dabei auf einem Rollenprüfstand in einem Halbfreifeld-Raum. Mit mehreren Mikrofonaufstellorten (innen/außen), einem binauralen Kunstkopf und mehreren Beschleunigungssensoren entlang der Auspuffanlagen wurden die NVH-Eigenschaften der Auspuffanlage gemäß den Spezifikationen des Kunden erfasst.

Ein globaler Hersteller von Klima-, Heizungs- und Kühlsystemen entschied sich für das Outsourcing der Schallleistungsmessungen zur Qualifizierung seiner Lüftungsgeräte vor Auslieferung an den Endkunden. Im kanadischen Werk des Kunden, wo es keinen Hallraum gibt, wurden Schallleistungsmessungen am Gerät vorgenommen. Zur Quantifizierung der Schallleistung wurde die auf der Schallintensität basierende Spezifikation ISO 9614-2 herangezogen. Wir entwickelten eine von Standardverfahren für Geräuschmessungen an Auspuff- und Luftansaugöffnungen von Fahrzeugen abgeleitete Vorgehensweise. Dieser neue Prozess wurde angewendet, um die Herausforderungen zu bewältigen, die Schallintensitätsmessungen bei einem direkten Fluss größer als 4 m/s (nicht zulässig laut ISO-Spezifikationen) mit sich bringen. Dank dieser alternativen Vorgehensweise zur Qualifizierung der Schallleistung von Lüftungsgeräten erzielte der Kunde deutliche Einsparungen hinsichtlich Zeit und Versandkosten verbunden mit Messungen am Lüftungsgerät im Hallraum des Unternehmens in seinem Werk im Ausland.

Ein Hersteller von Baukränen benötigte Unterstützung bei Schallleistungsmessungen und Troubleshooting-Maßnahmen für die Qualifizierung der Kranmontage vor der Auslieferung an den Endkunden. Zur Quantifizierung der Quelle wurden standardisierte Schallleistungsmessungen durchgeführt und für die Kartierung der wichtigsten Schallquellen ein Beamforming-Array für die weitere Verbesserung des Krans eingesetzt.

Im Rahmen dieses Projekts führten wir für einen Gestalter von Lärmschutzsystemen Modaltests an einem großen Schneidrad für den Bergbau durch. Mit hängend angebrachten Modalerregern wurde das Schwingungsverhalten an mehr als 200 Stellen am Schneidrad gemessen, um die Formen von Schwingungseigenmoden, -frequenzen und -dämpfung vollständig zu beschreiben. Die Ergebnisse wurden dem Kunden für die Korrelation mit FEA-Modellen zur Verfügung gestellt.

Ein Hersteller von Ausrüstung für die Öl- und Gas-Industrie benötigte Unterstützung bei der Durchführung von Validierungsprüfungen an Strängen, Pipelineabschnitten, durch die Öl und Gas am Meeresgrund entlang und zur Oberfläche gepumpt werden sollen. Im Werk eines Lieferanten in den USA wurden Schwingungsmessungen unter Betriebsbedingungen durchgeführt. Der Strang und eine Pumpe wurden bis auf eine Tiefe von mehr als 30 Metern unter Wasser getaucht. Wir lieferten dafür geeignete hermetisch gekapselte Beschleunigungssensoren mit integrierten Kabeln. An 33 Stellen entlang der Stränge wurden durch die Pumpe und den Flüssigkeitsstrom verursachte Schwingungspegel gemessen und mit Kurven für Akzeptanzkriterien verglichen. Zusätzlich zu Validierungsprüfungen im Beharrungszustand wurden 72stündige Dauerprüfungen mit stündlichen Messungen an den Strängen durchgeführt, um die Funktionsfähigkeit der Ausrüstung vor der Installation im Feld zu bestätigen.

Ein Hersteller geländegängiger Landwirtschafts- und Baufahrzeuge bat uns um Unterstützung bei der Durchführung von Modaltests auf Fahrzeugebene. Mit elektromagnetischen Schwingerregern (klassische Modalanalyse) und Betriebsbedingungen des Fahrzeugs (Modalanalyse unter Betriebsbedingungen) wurden im Fahrzeug Daten zum Schwingungsverhalten erfasst.

Die Ergebnisse wurden dem Kunden zur Verfügung gestellt und für die Korrelation mit FEA-Modellen für den niederfrequenten Bereich verwendet. Ein Ingenieur des Fahrzeugherstellers war in die Tests mit eingebunden und erhielt Schulungen hinsichtlich der eingesetzten Methoden und Analysen.

Ein Zulieferer von Antriebskomponenten für die Automobilindustrie benötigte Unterstützung für das NVH-Testsystem in seiner Produktionsanlage in Deutschland. Das Projekt umfasste die Entwicklung einer Fehlererkennung (OK/NOK-Kriterien) und die Integration unseres PULSE-Systems in das End-of-Line-Testsystem in der Produktion des Kunden. Im End-of-Line-Prüfsystem wurden Schall- und Schwingungsmessungen unter Betriebsbedingungen durchgeführt. Zu den eingesetzten Analysemethoden gehörten die Spektral-, Ordnungs-, Hüllkurven-, 1/n-Oktav- und Zeitbereichsanalyse. Dank des neuen NVH-Testsystems für die Produktion kann der Kunde nun schall- und schwingungstechnische Fehler leichter verhindern. Darüber hinaus lieferten die durch fehlerhafte Einheiten gewonnenen objektiven Daten dem Kunden wertvolle Informationen, die ihm dabei halfen, Qualitätsverbesserungen zu erzielen.