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Optimierung der NVH-Eigenschaften von Pkw-Fahrwerkstrukturen mittels Active-Vibration-Control

Thomaier, Martin (2008):
Optimierung der NVH-Eigenschaften von Pkw-Fahrwerkstrukturen mittels Active-Vibration-Control.
Darmstadt, Technische Universität, TU Darmstadt,
[Ph.D. Thesis]

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das Potential der Körperschallreduktion im Fahrwerkbereich mittels aktiver Ansätze untersucht, um die vibroakustischen Eigenschaften von Personenkraftwagen zu verbessern. Insbesondere im Übergangsbereich zwischen fühlbaren Vibrationen und hörbarem Schall sind die Anregungs- und Übertragungsmechanismen bei fahrbahnerregten Störungen weitgehend ungeklärt. Diese werden beispielhaft an einem Versuchsträger vom Typ VW Lupo untersucht und Ansätze zum aktiven Eingriff abgeleitet werden. Die hierbei ermittelten Einsatzorte „Radträger“ und „Fahrwerk karosserieseitig“ werden betrachtet und die Konzepte - aktives Interface, - aktiver Körperschallaktor (hochabgestimmter Inertialmassenaktor) und - herkömmlicher (tiefabgestimmter) Inertialmassenaktor verglichen und bewertet. Anschließend werden prototypenhafte Lösungen entwickelt und im Fahrzeug erprobt, wobei das hintere Fahrwerk des Versuchsfahrzeugs betrachtet wird. Um die aktiven Schwingungsreduktionssysteme anwendungsoptimiert auszulegen, müssen Untersuchungen des strukturdynamischen Verhaltens von Personenkraftwagen im NVH-Bereich durchgeführt werden. Diese im Wesentlichen experimentellen Untersuchungen lassen Aussagen über geforderte Stellwege, Frequenzbereiche und mechanische Lasten zu und definieren somit die zur Auslegung erforderlichen Randbedingungen der aktiven Lösungen. Ergänzt durch numerische Untersuchungen wird es so möglich, hoch integrierte aktive Strukturlösungen zu entwickeln, die für den Einbau in das Versuchsfahrzeug geeignet sind. Parallel zu den messtechnischen und numerischen Untersuchungen der Fahrzeugstruktur und der anschließenden Komponentenentwicklung wird eine Simulationsplattform zur Nachbildung der NVH-Betriebsbedingungen in Laborumgebung realisiert, um die entwickelten aktiven Strukturen unter Realbedingungen testen und optimieren zu können. In dieser Phase können erste Regelungskonzepte appliziert und erprobt werden. Außer der technischen Machbarkeit sind insbesondere Möglichkeiten der Integration in das übergeordnete System Automobil sowie Kostenaspekte und damit verbunden Untersuchungen von Low-Cost Alternativen (in den Bereichen Sensorik, Aktorik und Leistungsverstärkung) zu betrachten. Ziel der Arbeit ist somit die Verbesserung der NVH-Eigenschaften von Kraftfahrzeugen mittels aktiver Maßnahmen im hinteren Fahrwerkbereich. Hierbei werden die Vor- und Nachteile der alternativen Konzepte dargestellt sowie der Einfluss auf die akustische und taktile Wahr-nehmung im Fahrzeuginneren aufzeigt.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2008
Creators: Thomaier, Martin
Title: Optimierung der NVH-Eigenschaften von Pkw-Fahrwerkstrukturen mittels Active-Vibration-Control
Language: German
Abstract:

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das Potential der Körperschallreduktion im Fahrwerkbereich mittels aktiver Ansätze untersucht, um die vibroakustischen Eigenschaften von Personenkraftwagen zu verbessern. Insbesondere im Übergangsbereich zwischen fühlbaren Vibrationen und hörbarem Schall sind die Anregungs- und Übertragungsmechanismen bei fahrbahnerregten Störungen weitgehend ungeklärt. Diese werden beispielhaft an einem Versuchsträger vom Typ VW Lupo untersucht und Ansätze zum aktiven Eingriff abgeleitet werden. Die hierbei ermittelten Einsatzorte „Radträger“ und „Fahrwerk karosserieseitig“ werden betrachtet und die Konzepte - aktives Interface, - aktiver Körperschallaktor (hochabgestimmter Inertialmassenaktor) und - herkömmlicher (tiefabgestimmter) Inertialmassenaktor verglichen und bewertet. Anschließend werden prototypenhafte Lösungen entwickelt und im Fahrzeug erprobt, wobei das hintere Fahrwerk des Versuchsfahrzeugs betrachtet wird. Um die aktiven Schwingungsreduktionssysteme anwendungsoptimiert auszulegen, müssen Untersuchungen des strukturdynamischen Verhaltens von Personenkraftwagen im NVH-Bereich durchgeführt werden. Diese im Wesentlichen experimentellen Untersuchungen lassen Aussagen über geforderte Stellwege, Frequenzbereiche und mechanische Lasten zu und definieren somit die zur Auslegung erforderlichen Randbedingungen der aktiven Lösungen. Ergänzt durch numerische Untersuchungen wird es so möglich, hoch integrierte aktive Strukturlösungen zu entwickeln, die für den Einbau in das Versuchsfahrzeug geeignet sind. Parallel zu den messtechnischen und numerischen Untersuchungen der Fahrzeugstruktur und der anschließenden Komponentenentwicklung wird eine Simulationsplattform zur Nachbildung der NVH-Betriebsbedingungen in Laborumgebung realisiert, um die entwickelten aktiven Strukturen unter Realbedingungen testen und optimieren zu können. In dieser Phase können erste Regelungskonzepte appliziert und erprobt werden. Außer der technischen Machbarkeit sind insbesondere Möglichkeiten der Integration in das übergeordnete System Automobil sowie Kostenaspekte und damit verbunden Untersuchungen von Low-Cost Alternativen (in den Bereichen Sensorik, Aktorik und Leistungsverstärkung) zu betrachten. Ziel der Arbeit ist somit die Verbesserung der NVH-Eigenschaften von Kraftfahrzeugen mittels aktiver Maßnahmen im hinteren Fahrwerkbereich. Hierbei werden die Vor- und Nachteile der alternativen Konzepte dargestellt sowie der Einfluss auf die akustische und taktile Wahr-nehmung im Fahrzeuginneren aufzeigt.

Place of Publication: Darmstadt
Publisher: Technische Universität
Uncontrolled Keywords: NVH, Noise, Vibration, Harshness, Vibrationen, Geräusche, Pkw, Geräuschminderung, Active Vibration Control, aktives Interface, Körperschallaktor, Körperschall, Vibrationsminderung, aktive Schwingungskontrolle, AVC, ANC, AVAC, Komfortoptimierung, Fahrzeugtechnik, Fahrwerk
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 09 Jun 2009 14:30
Official URL: urn:nbn:de:tuda-tuprints-11600
Additional Information:

Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2008

License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Hanselka, Prof. Dr.- Holger ; Nordmann, Prof. Dr.- Rainer
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 21 October 2008
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Alternative Abstract:
Alternative abstract Language

Optimization of NVH-Properties of Suspension Systems in Passenger-Car's using Active-Vibration-Control.

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