Simulation So werden Elektroantriebe leiser

Autor / Redakteur: Christine Gaßel / Stefanie Michel

Wenn der Verbrennungsmotor im Auto immer leiser wird, wirken die Elektroantriebe, beispielsweise im Fensterheber, umso lauter. Mit vorhandenen Verfahren lassen sich diese Geräuschursachen kaum beheben, doch eine neue Methodik verspricht die akustische Abstrahlung entscheidend zu reduzieren.

Firmen zum Thema

Die Akustik von E-Maschinen rückt zunehmend in den Fokus der Entwickler. Dabei spielt die Interaktion zwischen elektromagnetischen und strukturmechanischen Effekten eine erhebliche Rolle.
Die Akustik von E-Maschinen rückt zunehmend in den Fokus der Entwickler. Dabei spielt die Interaktion zwischen elektromagnetischen und strukturmechanischen Effekten eine erhebliche Rolle.
(Bild: ARRK|P+Z Engineering)

Lautstarke Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen werden zunehmend geräuschoptimiert, besser gedämmt oder durch alternative Antriebe ersetzt. Elektrische Antriebe im Fahrzeug, die zuvor akustisch vom lauten Verbrennungsantrieb übertönt wurden, werden nun hörbar und fallen für den Anwender unangenehm auf. Dabei kann es sich um das gesamte Spektrum vom Komfortantrieb, wie dem Fensterheber oder der Sitzverstellung, über den Starter bis hin zu eigentlichen Traktionsmaschine handeln. Entwickler und Konstrukteure stehen jedoch vor dem Problem, dass sich die Geräuschursachen mit den vorhandenen Standardverfahren kaum eindeutig zuordnen und daher nicht gezielt beheben lassen. Um hier differenzierte Aussagen zu ermöglichen, haben die Experten des Entwicklungsdienstleisters ARRK|P+Z Engineering jetzt eine Methodik entwickelt, mit der man die Anregung durch die elektromagnetischen Kräfte realitätsnah berechnen und in einer gekoppelten Simulation die entsprechende Schallabstrahlung ermitteln kann. Bereits erste Untersuchungen zeigten dabei, dass die Ergebnisse der bisherigen Technik teils stark von den tatsächlichen Verhältnissen abweichen. Das genauere Verfahren kann dagegen in Kombination mit einem darauf aufbauenden Optimierungsprozess helfen, bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess Motoren und Gehäuse so anzupassen, dass unerwünschte Schwingungen reduziert werden.

Viele Einflussfaktoren für akustische Phänomene in E-Maschinen

„Praktische Versuche bringen bei der Untersuchung akustischer Phänomene in der E-Maschinen-Entwicklung nur wenig Erkenntnisgewinne. Hier spielen zu viele Einflussfaktoren gleichzeitig zusammen, als dass die Einflüsse auf Basis von Messdaten eindeutig auseinandergehalten werden könnten“, erklärt Dr. Daniel Jung, Teamleiter im Bereich Simulation Antrieb bei ARRK|P+Z Engineering. Im Versuch ist es nur teilweise möglich die Einflussfaktoren für die Anregungen isoliert zu betrachten; zudem ist es aufwendig und liefert keine zuverlässigen Ergebnisse. Wenn man die Ursache für bestimmte Geräuschentwicklungen nicht kennt, bleibt zur Optimierung oft nur das Trial-and-Error-Prinzip, einschließlich der damit verbundenen Kosten für immer neue Prototypen und Tests – bei denen am Ende dennoch nicht gesichert ist, dass die Leistungseinbußen oder das zusätzliche Gewicht, mit dem die geforderten akustischen Eigenschaften erreicht werden, wirklich notwendig sind.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 10 Bildern

(ID:43954846)