Akustyka pojazdów zyskuje na znaczeniu jako kryterium jakości w przypadku nowoczesnych samochodów. Gdy pojazd jest w ruchu, słyszalne lub odczuwalne wibracje pochodzące z różnych elementów mogą powodować irytujący hałas przenoszony przez strukturę pojazdu i rozprzestrzeniający się w powietrzu.

Eksperci od akustyki nazywają to zjawisko jako NVH, które jest skrótem od wyrazów hałas, wibracja, chropowatość (z ang. Noise, Vibration, Harshness). Minimalizacja dźwięków emitowanych w czasie jazdy dzięki analizom NVH stanowi element projektowania samochodów.

– Coraz większe skracanie cyklu konstruowania wymaga idealnej integracji optymalizacji akustycznej z istniejącymi procesami rozwojowymi – powiedział Jörg Vetter, Senior Manager w dziale New Calibration Services & Products w Bosch Engineering, filii Robert Bosch GmbH specjalizującej się w usługach rozwojowych dla producentów pojazdów i silników. Dzięki temu nowemu centrum badań akustycznych w Abstatt firma przygotowuje optymalne warunki dla skutecznego procesu projektowania w celu poprawy parametrów NVH. Pozwoli to jeszcze bardziej skrócić czas konstruowania, jednocześnie poprawiając akustykę pojazdu.

Pakiet usług w zakresie kompleksowych badań akustycznych

Po pierwsze, przepisy homologacyjne pojazdów określają limity poziomu hałasu emitowanego na zewnątrz. Po drugie, nabywcy i użytkownicy samochodów oczekują mniejszych wibracji i cichszej jazdy. Nowe napędy elektryczne i hybrydowe stawiają dodatkowo przed ekspertami od akustyki poważne i często bardzo specyficzne wyzwania dotyczące parametrów NVH.

Dlatego właśnie akustyka odgrywa coraz ważniejszą rolę w procesie projektowania samochodów. Musi zostać uwzględniona już na wczesnym etapie konstruowania, gdy nowy model jest jeszcze w fazie koncepcji. Bosch Engineering wspiera wysiłki producentów samochodów, ukierunkowane na poprawę NVH, poprzez kompleksowe podejście do projektu, skoncentrowane na optymalizacji pojazdu.

– W analizie akustycznej korzystamy z synergii wynikającej ze ścisłej współpracy w ramach Bosch Engineering z inżynierami od akustyki Grupy Bosch – informuje Jörg Vetter.

Firma oferuje klientom kompleksowy pakiet usług, obejmujący cały łańcuch powstawania nowego pojazdu. Zapewniając doradztwo na etapie tworzenia koncepcji i wsparcie w fazie projektowania, pomaga również klientom w dalszym poprawianiu konstrukcji w zakresie NVH.

Badania akustyczne na stanowisku

Badania emisji hałasu są często wykonywane na drogach publicznych lub zamkniętych torach testowych. Problem z tego rodzaju badaniami polega na tym, że czynniki zewnętrzne, takie jak szumy otoczenia, warunki pogodowe lub profil kierowcy mogą zniekształcić wyniki pomiarów. Dlatego serie testów są często długie i żmudne, a wyniki są mało powtarzalne. Bosch Engineering stworzył środowisko do oceny pojazdów w zakresie NVH w bardzo nowoczesnym centrum badań akustycznych w Abstatt w Niemczech. Dzięki dźwiękoszczelnej komorze, odizolowanej od świata zewnętrznego, można w sposób znacznie bardziej efektywny testować i porównywać nowe lub zmodyfikowane komponenty i aplikacje w jednolitych warunkach. Zmniejsza to koszty i czas związane z projektowaniem nowych samochodów pod kątem akustycznym lub z optymalizacją akustyki w aktualnie produkowanych pojazdach.

– W naszym centrum badawczym możemy szybko wykryć źródła hałasu, które pogarszają komfort jazdy, i wspólnie z naszymi klientami opracować środki zaradcze – zauważył Jörg Vetter – Odpowiednio dobrane i powtarzalne procedury przeprowadzania pomiarów i analiz oferowane przez centrum służą do szybkiej oceny i optymalizacji zjawisk akustycznych.

Najnowocześniejsza technika badawcza

Centralnym punktem centrum badań akustycznych Bosch Engineering jest specjalnie wyposażona hamownia podwoziowa. Jest przystosowana do pojazdów z różnymi rodzajami napędu (z silnikiem spalinowym, napędem hybrydowym lub elektrycznym), a także z różnymi układami przeniesienia napędu (na wszystkie koła, na przednie i tylne). Cztery niezależnie sterowane rolki o mocy 150 kW pozwalają rozwijać prędkości do 250 km/h. Można symulować różne momenty obrotowe na kołach, na przykład jazdę na zakręcie, i różne obciążenia kół. Dobrze izolowana kabina i ciche rolki zmniejszają hałas do minimum, aby inżynierowie mogli zmierzyć nawet bardzo niskie poziomy dźwięku. Stanowisko badawcze jest wyposażone w odpowiednie funkcje monitorowania z przeznaczeniem dla przyszłych pojazdów napędzanych wodorem.

Laboratorium, studio dźwiękowe i hamownia podwoziowa znajdują się w oddzielnych pomieszczeniach. Laboratorium jest wyposażone w precyzyjne oprzyrządowanie do pomiaru poziomu wibracji i ciśnienia akustycznego oraz do przeprowadzania analiz modalnych, czyli badania rozkładu dynamicznych zachowań NVH. Studio dźwiękowe jest wyposażone w najnowocześniejszy sprzęt, w tym słuchawki do reprodukcji dźwięku oraz w możliwość odtwarzania ambisonów wyższego rzędu za pomocą 13 głośników. Ta konfiguracja umożliwia inżynierom porównywanie zachowań akustycznych różnych komponentów w sposób czysto wirtualny, bez konieczności instalowania ich w realnym samochodzie. Ponadto można również przełączać się jednym naciśnięciem przycisku między dwoma scenariuszami NVH w celu ich porównania.

Przed obszarem badawczym znajduje się hala montażowa, która służy jako miejsce do przygotowania pojazdów do testów. Możliwość wstępnego przygotowania nawet dziesięciu samochodów jednocześnie stwarza warunki do wykonywania nawet bardzo obszernych serii pomiarów i osiągania powtarzalnych wyników.