LMS-Lösungen für NVH, Akustik und Komfort Broschüre

Siemens PLM Software
LMS-Lösungen für NVH, Akustik und
Komfort
siemens.com/plm/lms
Das neue Zeitalter bei NVH,
Akustik und Komfort
Der Druck auf NVH-Ingenieure wird
immer größer. Der Gesetzgeber schreibt
immer strengere Geräusch- und
Vibrationsgrenzwerte vor, Hybrid- und
Elektrofahrzeuge schaffen eine völlig
neue Geräuschumgebung und bei der
Kraftstoffeffizienz sind neue, leichtere
Strukturen und Downsizing-Motoren
gefragt. Und selbstverständlich werden
auch die Erwartungen der Kunden an
die Fahrdynamik und den Komfort
immer größer. NVH und Fahrdynamik
als markendifferenzierende Werte sind
heutzutage wichtiger als je zuvor.
auswirken, was wiederum zu durch den
Antriebsstrang verursachten Problemen
führen kann. Durch den Antriebsstrang
verursachte transiente Schwingungen
sowie Heulen und Rasseln des Getriebes
werden dominanter.
Da Motorengeräusche im niedrigen
Frequenzbereich im Innenraum von
Elektrofahrzeugen nicht vorhanden sind,
sind dort hochfrequente Geräusche
vorherrschend. Zusätzliche Geräusche
kleiner motorisierter Teile, des HLKSystems, Lüftergeräusche, Kühlgeräusche
für Wechselrichter und Batterie sowie
Die Optimierung der Kraftstoffeinsparung Getriebeheulen sind stärker zu hören.
hat große Auswirkungen auf das NVHAuch durch die Straße und den Fahrtwind
Verhalten. Die Gewichtsreduktion
verursachte Geräusche wirken sich auf
hat direkte Auswirkungen auf
den Geräuschpegel im Innenraum des
den Kraftstoffverbrauch. Die
Fahrzeugs aus.
Konzentration auf neue Werkstoffe
wie etwa Faserverbundwerkstoffe
Die Erfahrungswerte und die
und die zugehörige Verbindung
Datenbanken für NVH-Benchmarking,
mit dem Karosseriesystem sowie
Klangqualität und Zielsetzung für
die Gewichtsverringerung bei den
Hybrid- und Elektrofahrzeuge sind
Komponenten des Fahrwerks und
noch nicht sehr umfassend. Dies
des Antriebsstrangs führen zu
sind nur einige wenige der neuen
neuen Herausforderungen für die
Herausforderungen und Möglichkeiten in
NVH-Ingenieure und die akustische
der NVH-Entwicklung
Performance. Konstruktionsoptionen
für Kraftstoffeinsparungen können bei
Unachtsamkeit zu einer Verschlechterung
des Schwingungsverhaltens führen.
Programme zur Gewichtsverringerung
können sich auf die Übertragungswege
2
3
Umweltfreundlichere
Fahrzeuge verändern die
Herausforderungen im
Bereich NVH, Akustik und
Komfort
In den Entwicklungsabteilungen von Automobilherstellern wie -zulieferern
stehen umweltfreundlichere Fahrzeuge ganz oben auf der Agenda.
Meist wird dieses Ziel mit der
erfolgreichen Einführung von Hybridoder Elektrotechnologien verbunden.
Für die traditionellen Fahrzeuge, die
zukünftig wohl noch den Großteil der
hergestellten Fahrzeuge ausmachen
werden, bedeutet dies das Downsizing
des Verbrennungsmotors und die
Reduzierung des Gewichts.
Das hat weitreichende Auswirkungen auf
das NVH-Verhalten (Noise, Vibration und
Harshness) des Fahrzeugs:
4
• Möchte man die Kraftstoffeffizienz
des Motors verbessern, kann dies das
Akustik- und Schwingungsverhalten
verschlechtern. Es entstehen
Probleme wie Impulsgeräusche
der Einspritzsysteme und ein
hochfrequentes Pfeifen des
Turboladers.
• Durch Gewichtsreduktion und
Downsizing des Verbrennungsmotors
können Übertragungspfade von Schall
und Schwingungen stark betroffen
sein, wodurch Dröhngeräusche des
Antriebsstrangs entstehen. Außerdem
führen Strategien zur Überbrückung
des Drehmomentwandlers sowie
Start-Stopp-Technik zu transienten
Schwingungen.
• Da niederfrequente Geräusche
des Verbrennungsmotors bei
Elektrofahrzeugen fehlen, prägt hier
vor allem hochfrequenter Schall die
Innenakustik. Dieser wird durch kleine
Stellmotoren, beispielsweise den
Fensterheber, die Klimaanlage, den
Lüfter sowie durch Getriebeheulen
verursacht. Abroll- und Windgeräusche
tragen zusätzlich zu einer schlechteren
Akustikqualität bei.
• Geräusche des Elektromotors
und des Wechselrichters sowie
der Batteriekühlung stellen
neue Herausforderungen dar,
ebenso wie transiente Effekte
durch den Antriebswechsel bei
Hybridfahrzeugen.
[2]
[4]
[3]
[6]
[5]
[1]
[10]
[7]
[8]
[9]
[12]
[11]
[1] Integration des Antriebes und
des Antriebsstrangs
• Torsionsschwingungen des
Antriebsstrangs
• Optimierung der Lagerungen
• Unwucht und Dröhnen von Wellen
• Dynamisches Verhalten des
Hybridmotors und des Range
Extenders
• Fahrverhalten
• Lenkverhalten
[2] Außengeräusche
• Klangqualität des Türzuschlagens
• Grenzwerte für
Vorbeifahrgeräusche
• Reflektiertes Außengeräusch
[3] Innenakustik
• Klangqualität
• Optimierung der Verkleidung und
Dämmung
[4] Karosseriesteifigkeit
• Strukturelle und akustische
Übertragung
• Geräuschentwicklung durch
Thermo-Management der Batterie
• Geräusche des Wechselrichters
und der Elektronik
[5] Motor
• Lastpfadanalyse der
Verbrennungs-, Zylinder- und
Lagerkräfte
• Schallabstrahlung des Motors
• Tickgeräusche der Einspritzung
• Geräusche des Turboladers
• Geräusche der Steuerkette
[6] Fahrkomfort und
Abrollgeräusche
• Reifengeräusche
• Übertragung von Körperschall
• Karosserieflexibilität
• Stationäres und transientes
Verhalten
[7] Bremsen
• Bremsenquietschen
• Dynamisches Ruckeln der
Bremsscheibe
[8] Akustik der Komponenten
• Geräusche der Klimaanlage
[9] Getriebe
• Getrieberasseln, Heulen
• Schallabstrahlung des
Getriebegehäuses
[10] Motorintegration
• Übertragung von Körper- und
Luftschall
• Hochfrequente, tonale Geräusche
des Elektromotors
[12] Abgasanlage
• Strukturelle und akustische
Anregung von Rohren und des
Schalldämpfers
• Schallabstrahlung des Gehäuses
• Geräusche des Endrohrs
• Schallabstrahlung der Bodenplatte
[12] Ansaugungtrakt
• Geräusche der Ansaugöffnung
• Schallabstrahlung des Gehäuses
• Geräusche des Turboladers
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NVH-Lösungen von LMS
Gestützt auf erstklassige Test- und Simulationssoftware,
technische Dienstleistungen und Testeinrichtungen
In enger Zusammenarbeit mit führenden
OEMs hat LMS seine Position in der
NVH-Optimierung umweltfreundlicher
Fahrzeuge ausgebaut. Wir bieten:
• Einen fundierten, hybriden
Entwicklungsprozess, der Tests und
Simulationen koppelt. So lassen sich
bereits früh Entscheidungen über
Konstruktionslösungen treffen und
Entwicklungszeiten und -kosten
erheblich senken. Der Prozess
entspringt den herausragenden
Kompetenzen von LMS™, Ergebnisse
aus Prototypentests und CAESimulation abzugleichen.
• Eine führende Testplattform für NVH
und Akustik, die schnelle und exakte
Datenerfassung im Labor, auf dem
Rollenprüfstand und auf der Straße
ermöglicht. Die Plattform bietet
außerdem erstklassige Unterstützung
für die Versuchsvorbereitung,
die Auswertung und die
Weiterverarbeitung der Ergebnisse.
• Eine Simulationsplattform auf dem
neuesten Stand der Technik, mit der
sich mehrere Produkteigenschaften
wie NVH und Akustik optimieren
lassen.
Außerdem unterstützen wir unsere
Kunden seit Langem erfolgreich bei
Entwicklungsprojekten und bieten:
• Technische Dienstleistungen, mit
denen sich Automobilhersteller
und -zulieferer branchenweite Best
Practices bei Prozessen und Verfahren
in der NVH-Optimierung noch besser
zunutze machen können.
• Lösungen für NVH-Probleme als
Troubleshooting Projekt oder ein
gemeinsames Entwicklungsprojekt mit
besonderem Schwerpunkt auf dem
Technologietransfer, Verbesserungen
im Entwicklungsprozess und
Schulungen am Arbeitsplatz.
NVH und
Akustik
LMS Test.Lab
Fahrdynamik
Betriebsfestigkeit
Sicherheit
Energiemanagement
6
LMS Virtual.Lab
LMS Engineering
7
Fundierte NVH-Entwicklung,
die Tests und Simulationen
koppelt
Viele Kunden, die unseren hybriden Entwicklungsansatz verwenden,
konnten ihre Markteinführungszeiten für innovative, umweltfreundliche
Fahrzeugkonzepte um 30 bis 50 Prozent verkürzen.
Als erstes Unternehmen hat Siemens PLM
Software einen einzigartigen hybriden
Ansatz entwickelt, der Simulationen
mit Testergebnissen koppelt. Hierbei
werden testbasierte Modelle früherer
Konstruktionen und wettbewerbsfähiger
Produkte mit virtuellen Modellen neu
entwickelter Bauteile und Subsysteme
verbunden. Der innovative Ansatz
eröffnet fantastische Möglichkeiten:
Vorqualifikation
• Entscheidungen zu NVH und Komfort
können bereits früh getroffen
werden. So lassen sich verschiedene
umweltfreundliche Designalternativen
und leistungsbezogene konstruktive
Entscheidungen genau analysieren.
• Erhöhte Produktivität und
Effizienz: Dank der testbasierten
Optimierung werden zuverlässige
Leistungsmerkmale des
Gesamtfahrzeugs und eine effiziente
Entwicklung von Subsystemen erzielt.
• Erstklassige Simulations- und/
oder Testtechnologien bei
jedem Entwicklungsschritt für
die Optimierung des NVH- und
Akustikverhaltens von Bauteilen,
Subsystemen und Fahrzeugen.
Entwurf
Systemlevel
Sim
Te
tio
st
ula
n
Subsysteme
Komponenten
8
Detaillierte
Entwicklung
Validierung
9
Das LMS-Portfolio: Mit Testund Simulationslösungen
mehrere
Produkteigenschaften
gleichzeitig entwickeln
Eine führende Plattform für
testbasierte Entwicklungslösungen
Testexperten können sich auf die
Produktivität und Effizienz unseres
umfangreichen Portfolios für die
integrierte NVH- und Akustikentwicklung
verlassen. Die Suite LMS Test.Lab
umfasst Lösungen für Fahrzeug,
Motor und Antriebsstrang. Alle
Testlösungen von LMS beruhen auf der
Datenerfassungshardware LMS SCADAS,
die unter anderem tragbare Einheiten,
autonome Recorder sowie Laborsysteme
mit hoher Kanalzahl einschließt.
Für Hybridanalysen bietet die Suite
LMS Test.Lab die Möglichkeit,
testbasierte Modelldaten mit den
Simulationsplattformen LMS Virtual. Lab
und LMS Imagine.Lab abzugleichen.
LMS Test.Lab unterstützt ASAM/ODS als
Branchenstandard, damit sich Testdaten
umfassender austauschen lassen. Mit
LMS Tec.Manager können Testdaten in
einer kooperativen Umgebung abgelegt
werden.
Damit wir unsere Kunden bei den
Herausforderungen der NVH Entwicklung
umweltfreundlicher Fahrzeuge besser
unterstützen können, haben wir
LMS Test.Lab mit neuen Fähigkeiten
ausgestattet. Dazu gehören spezifische
Weiterentwicklungen der LMS-SCADAS
Hardware, um Analysesysteme für
mehrere Drehzahlen und komplexere
Fahrsysteme zu unterstützen, Testund Analyseverfahren für den Motor,
Motorbauteile und den Antriebsstrang
sowie neue Technologien zur
LMS Test.Lab
Akustik
NVH
Strukturdynamik
Betriebsfestigkeit
LMS SCADAS
Labor
Mobil
LMS Tec.Manager
10
Schallanalyse, Lokalisierung und
Klangqualität.
Frequenzbereiche für neue und
angepasste Systeme bewältigen müssen.
Mehrere Produkteigenschaften
gleichzeitig optimieren: ein
Simulationsplattform auf dem
neuesten Stand der Technik
LMS Virtual.Lab bietet eine integrierte
Softwaresuite zur 3D-CAESimulation,
um die Performance mechanischer
Systeme zu simulieren und zu
optimieren. LMS Virtual.Lab umfasst
sämtliche Entwicklungsschritte und
stellt die erforderlichen Technologien
zur Verfügung, um die Konstruktion im
Bezug auf mehrere Produkteigenschaften
durchgängig zu analysieren. Neben
allgemeinen Strukturanalysen
unterstützt die Lösung mehrere
branchenweite FE-Solver und CADintegrierte Modellzusammensetzung.
LMS bietet eine Palette individueller
Simulationstools für Akustik, NVH,
Betriebsfestigkeit, Sicherheit und
dynamische Mehrkörpersimulation,
mit der sich Systeme entwickeln und
optimieren lassen. Die Lösungen beruhen
auf erstklassiger Solvertechnologie und
herausragender Prozessintegration.
Wenn Ihr Fahrzeug leichter werden soll,
muss auch auf eine geeignete NVH- und
Akustikmodellierung und Technologien
zur Konstruktionsoptimierung für Außenund Innengeräusche geachtet werden.
Wir erweitern in hohem Tempo die
Plattform LMS Imagine.Lab für die
Simulation mechatronischer Systeme
und ermöglichen so noch frühzeitigere
Entwicklungsentscheidungen, auch ohne
aus CAD abgeleitete 3D-Geometrien. Die
Fähigkeit von LMS Imagine.Lab AMESim,
Aktuatoren und Schwingungsquellen
für Antriebsstrang- und
Chassisanwendungen zu modellieren,
ergänzt die Arbeit in den 3D- und
Testumgebungen ideal, um individuelle
NVH-Probleme zu lösen.
Wir setzen auch weiterhin auf die
Weiterentwicklung der führenden
Technologie von LMS Virtual.Lab
Acoustics. Wir investieren – neben
der erweiterten Unterstützung für die
Entwicklung umweltfreundlicherer
Fahrzeuge – in erstklassige Technologien
für Akustiksolver, was vor allem
Kunden dient, die immer weitere
LMS Virtual.Lab
NVH
Akustik
Fahrdynamik
Dynamik des
Antriebsstrangs
Betriebsfestigkeit
Sicherheit
LMS Imagine.Lab
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LMS NVH Engineering
Unser weltweites Serviceteam verfügt über fundierte Erfahrung in der
multidisziplinären, multiattributiven Fahrzeugentwicklung. Deshalb haben
wir die Möglichkeit, OEMs und Zulieferern der Automobilbranche umfassende
Unterstützung zu bieten.
LMS Engineering Services hilft Ihnen
dabei, NVH-Probleme bei der Entwicklung
umweltfreundlicherer Fahrzeuge zu
lösen. Unabhängig davon, ob wir
nur kleinere Troubleshootingfragen
beantworten sollen oder gemeinsam
gesamte Fahrzeuge entwickelt sollen. Wir
bieten Ihnen:
• Beratung zur Umstrukturierung von
Prozessen und zu technologischen
Innovationen. Dabei nutzen wir
unsere umfangreiche Erfahrung
mit branchenweiten Best Practices.
Durch technologische Neuerungen
ermöglichen wir Ihnen, die
innovativen Prozesse auch in
Ihrem Unternehmen einzuführen.
Gleichzeitig erweitern Sie Ihre
Möglichkeiten, Zielkonflikte bei
Produkteigenschaften von Fahrzeugen
sinnvoll zu lösen.
• Gemeinsame Entwicklung von
Gesamtfahrzeugen und Subsystemen.
Dabei übernehmen wir die volle
Verantwortung dafür, dass Sie Ihre
Leistungsziele erreichen. LMS hat
ausgezeichnete Kompetenzen,
Zielkonflikte von Leistungsmerkmalen
zu lösen, beispielsweise zwischen
NVH, Akustik und Komfort auf der
einen Seite und Kraftstoffeffizienz und
Gewichtsreduktion auf der anderen.
• Ermittlung von Problemursachen und
Konstruktionsoptimierung,
womit Probleme gelöst werden
können, die erst bei Prototypentests
auftreten. In dieser späten Phase
ist eine schnelle Lösung gefragt,
die die Auswirkungen und die
Einschränkungen grundlegender
Konstruktionsänderungen
umfassend berücksichtigt. Für
diesen Fall bieten wir Ihnen
einen integrierten, bewährten
Ansatz für die Problembehebung
in späten Entwicklungsphasen.
Dabei kombinieren wir Test- und
Simulationsverfahren, um ineffiziente
und zeitaufwendige Trial-andError-Methoden zu vermeiden.
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Wir analysieren die Auswirkungen
verschiedener Lösungsmöglichkeiten
im Vorfeld und validieren die optimale
Konstruktionsalternative durch
abschließende Prototypentests.
Neben dem bewährten
Entwicklungsprozess bietet
unser Ansatz gegenüber anderen
Entwicklungslösungen entscheidende
Vorteile, da Sie die Softwaretools und
-modelle auch bei zukünftigen Projekten
einsetzen können. Wir warten die
gelieferte Software und sorgen damit
für fortlaufenden Support und ständige
Releaseupdates während des gesamten
Projekts. Die gemeinsame, offene
Nutzung von Technologien mit Modellen,
Daten und Meilensteinberichten ist uns
wichtig.
Darüber hinaus organisieren wir
regelmäßigen Technologieaustausch bei
Ihnen vor Ort. Diese Zusammenarbeit
gewährleistet nicht nur, dass Sie
Ihre Projektziele erreichen, sondern
sie implementiert auch eine
simulationsbasierte Methodik auf
Fahrzeugebene mit umfassendem
Technologietransfer.
Vor allem möchten wir uns am
Arbeitsplatz vor Ort einbringen.
Hieraus entsteht die tragfähige
Kundenbeziehung, die unsere Projekte so
erfolgreich macht.
Inzwischen verfügen wir über
eine lange Liste an Referenzen,
die wir uns im Rahmen von
Fahrzeugentwicklungsprogrammen
sowohl für herkömmliche als auch
für Hybrid-Elektrofahrzeuge und
Elektrofahrzeuge erarbeitet haben.
Zahlreiche NVHProjekte mit innovativen,
umweltfreundlichen Technologien haben
wir bereits erfolgreich durchgeführt
und dabei Fahrverhalten und Leistung
optimiert.
Wir bieten Ihnen eine Vielzahl von Versuchseinrichtungen:
• Rollenprüfstand in einem großen, reflexionsarmen Halbraum
• Strukturtestlabors und reflexionsarme Halbräumes
• Reflexionsarme Räume und Sonderhallräume
• Plattform für Shakertests in einem akklimatisierten Bereich
• NVH-Prüfstände für Reifen und Aufhängung
• NVH-Prüfstände für Motor und Getriebe
• Zugang zu einem Testgelände
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Integrierter Ansatz für NVH
Eco-Engineering
Branchenweit höhere Anforderungen im Bereich Umweltschutz rücken die
Lösung individueller NVH-Probleme auf Bauteil- und Subsystemebene bis hin
zum Gesamtfahrzeug erneut ins Rampenlicht. Davon sind Fahrzeughersteller und
Zulieferer gleichermaßen betroffen.
Klimaanlage und Kühlsysteme
Da die sonst vorhandenen Geräusche des Verbrennungsmotors fehlen, fallen
Geräusche der Klimaanlage bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen umso stärker auf.
• Lüfter können ein tonales Störgeräusch erzeugen und Körper- oder Luftschall wird
über die Verkleidung der Klimaanlage übertragen.
• Luftturbulenzen, die sich über die Leitungen der Klimaanlage ausbreiten, führen
ebenfalls zu Störgeräuschen.
• Der Kompressor im Kältemittel-Kreislauf führt ebenfalls zu starken
Druckschwankungen.
Damit die Batterien von Hybrid- und Elektrofahrzeugen länger halten, werden diese
mit der Luft aus dem Fahrzeuginnenraum gekühlt. Testbasierte Technologien zum
Schallquellenranking und simulationsbasierte Technologien liefern die richtigen
Lösungen für Probleme bei der Fahrzeugintegration und für die Bauteiloptimierung.
Elektrokomponenten
Elektromotoren verursachen störende Geräusche in den höheren Frequenzbereichen.
Elektromagnetische Kräfte sorgen für das nötige Drehmoment des Motors, führen
aber auch zu Schwingungen und Schallabstrahlung. Bei einem Elektromotor
gehen Effizienzsteigerungen, ein höheres Drehmoment und Kosteneinsparungen
häufig zulasten der Akustik. Wir bieten Ihnen Lösungen, um die Geräusche von
Elektromotoren und einzelnen Bauteilen wie Scheibenwischern, Sitzen oder
Fensterhebern und die Stromversorgung für die Elektronik zu analysieren und zu
verbessern.
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Schwappgeräusche im Tank
Schwappgeräusche treten auf, wenn ein Fahrzeug beschleunigt und dadurch ein
Geräusch im Tank erzeugt, das von den Kunden als Qualitätsproblem wahrgenommen
werden kann. Die Start-Stopp-Technik führt zu verstärkter Wahrnehmung. Nur
mit einem besonders sorgfältig konstruierten Tank lassen sich Schwappgeräusche
verringern. LMS verfügt über die Anwendungserfahrung, um Technologien
für CFD und strukturelle FE- und zeitbasierte Akustiksimulation für eine exakte
Schallberechnung zu kombinieren.
Motordynamik
Um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen, werden verbesserte Konfigurationen der
Motorsysteme wie variable Ventiltriebe sowie neue Motorstrategien (z. B. Motoren
mit variablem Hubraum oder Zylinderabschaltung) analysiert und umgesetzt.
Detaillierte Tests und Simulationen sind erforderlich, um das transiente Verhalten
richtig zu quantifizieren und zu bestimmen. Wir bieten Ihnen integrierte Test- und
Simulationslösungen, die eine vollständig synchronisierte Datenerfassung und
Analysen ermöglichen sowie eine umfassende Überprüfung der Konstruktion
unterstützen.
Einspritzsysteme
Mit unseren individuellen Lösungen lassen sich leistungsstarke Einspritzsysteme
entwickeln. Impulsartige Tickgeräusche der Einspritzung werden durch den
Anschlag auf dem Nadelsitz und Impulswellen, die sich von den Kraftstoffschläuchen
ausbreiten, verursacht. Im Zentrum unserer Lösung steht die Fähigkeit, diese
Anregung exakt abzubilden, um Akustik und Schwingungen der Einspritzung
als Einzelkomponente und das integrierte Einspritzsystem samt Common
Rail, Schläuchen, Verbindungen und Motor zu analysieren. Ebenso bildet die
Hochdruckeinspritzpumpe eine zentrale Schallquelle, für die wir Lösungen bieten.
Turbolader
Aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit der Flügelräder entsteht am
Turbolader hochfrequenter Schall. Körperschall wird durch die komplexe
Rotordynamik verursacht, während Luftschall durch die pulsierende Luft im
Turbolader erzeugt wird. Turbo- Schalldämpfer am Turbolader verringern das
charakteristische hochfrequente Turbopfeifen. Mit unseren Lösungen für leisere
Turbolader können Sie beide Probleme lösen.
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Getriebe
Soll Kraftstoff gespart werden, kommt es oft zu vermehrten
Drehmomentschwankungen in Getriebesystemen. Insbesondere tritt dann
Getrieberasseln auf. Getriebeheulen kann ebenso zu einem größeren
Problem werden, besonders bei Hybridfahrzeugen, da diese über komplexere
Getriebetechnologien wie Planetengetriebe und Mehrstufen- Automatgetriebe
verfügen. Mit unseren Test- und Simulationslösungen lassen sich die Lasten durch das
Getriebe berechnen und die Schallabstrahlung des Getriebegehäuses optimieren.
Antriebsstrang
Der anhaltende Trend zum Downsizing führt vor allem zu vermehrten
Torsionsschwingungen des Antriebsstrangs. Dieses Phänomen, das mit der
Optimierung des Antriebsstrangs in Bezug auf Gewicht und Effizienz einhergeht,
begünstigt eine Reihe von Komfortproblemen. Es kann außerdem Belastungen
erzeugen, die das Nenndrehmoment erheblich überschreiten. Wir bieten
Ihnen eine vollständige Palette an testbasierten Lösungen, um realistische
Rotationsschwingungen oder Lasten des Antriebsstrangs unter beliebigen
Betriebsbedingungen zu messen.
Integration des Antriebsstrangs
Die Überbrückung des Drehmomentwandlers bei niedrigen Drehzahlen und
Start-Stopp- Technik können aufgrund der transienten Anregung des Fahrzeugs
Komfortprobleme verursachen. Insbesondere die Überbrückung führt zu besonderen,
nicht linearen Ruckelphänomenen. Der Komfort beim Tip-in/Tip-out stellt ein weiteres
gravierendes Problem dar, da die Motoren der neuen Generation ein höheres
Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen erzeugen und deshalb ein verstärktes
Dröhnen des Antriebsstrangs begünstigen. Wir bieten Ihnen eine skalierbare Lösung
auf der Basis von Tests und CAE-Simulation, einschließlich – sofern relevant –
Steuerungsstrategien für Motor und Getriebe. Wir stellen flexible Technologien
zur Verfügung, die sowohl für transiente als auch stationäre Motoren- und
Antriebsstrangintegration Transferpfadanalysen über einen breiten Frequenzbereich
unterstützen.
Fahrkomfort
Der Fahrkomfort im Niederfrequenzbereich wird durch eine Kombination aus
Simulationsund Testverfahren optimiert. Bei der Überprüfung von Konstruktionen
können Sie mit flexiblen Mehrkörpermodellen transiente und stationäre
Fahrkomfortprobleme lösen. In der Prototypenphase lässt sich der Fahrkomfort über
Modal- und Transferpfadanalysen in Verbindung mit Analysen der Betriebsdaten
weiter optimieren.
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Abrollgeräusche
Abrollgeräusche tragen besonders zu den Schallpegeln im Innenraum bei, vor
allem bei mittleren Geschwindigkeiten. Bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen sind
Abrollgeräusche ein noch größerer Faktor, da sie hier in geringerem Ausmaß vom
Motorgeräusch überdeckt werden. Abrollgeräusche, die sich in Strukturen und
über die Luft ausbreiten, entstehen an der Kontaktfläche zwischen Reifen und
Fahrbahnoberfläche. Sie breiten sich dann im Fahrzeug aus. Zur Lösung solcher
NVH-Probleme wenden wir Lösungen an, die auf dem Modell Quelle/Übertragung/
Empfänger beruhen. Kritische Übertragungswege schon zu einem frühen Zeitpunkt
der Fahrzeugentwicklung zu ermitteln, gelingt durch Simulationen, bei denen
Erkenntnisse aus dem vorgenannten Modell auf der Basis von Prototypentests genutzt
werden.
Windgeräusche
Bei mittleren oder höheren Geschwindigkeiten fallen Windgeräusche mit ihrer
charakteristischen Frequenzbreite bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen im Vergleich
zu traditionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren weitaus deutlicher auf.
Fahrzeugkomponenten, die störende Windgeräusche verursachen, sind in erster Linie
Spiegel, Scheibenwischer, Säulen, Sonnendächer und andere Strömungshindernisse.
Durch innovative Konstruktionslösungen lassen sich niedrigere Schallpegel erzielen.
Wir bieten Ihnen testbasierte Technologien mit akustische Arrays und Lösungen zur
Akustiksimulation, um diese strömungstechnischen Probleme auf Bauteil- und
Fahrzeugebene effizient und effektiv zu lösen.
Karosseriekonstruktion und Geräuschdämmung
Ein optimales Verhältnis zwischen dem Gewicht und der Leistung der
Geräuschdämmung eines Fahrzeugs herzustellen, ist eine Kunst und erfordert
Leichtbaumaterialien, die geeignet sind, höhere Frequenzbereiche abzudecken.
Leichtbaumaterialien tragen entscheidend dazu bei, ein Fahrzeug umweltfreundlicher
zu gestalten. Mit unseren leistungsstarken Lösungen können Sie die Auswirkungen
von Leichtbaumaterialien auf die Innen- und Außenakustik testen und berechnen.
Test- und simulationsbasierte Quelldaten, die Motoren, Ansaug- und Abgastrakt sowie
die Reifen abbilden, lassen sich mit akustischen Simulationsmodellen des Fahrzeugs
koppeln. Mit Frequenzbereichen für akustische Verkleidungen von 8 kHz und höher
entstehen für die Berechnung sehr große Simulationsmodelle. Wir haben erstklassige
Technologien entwickelt, die die Akustiksimulationen des Gesamtfahrzeugs
ermöglichen.
Benchmarking und Klangqualität
Das Verhältnis der Anteile von Körperschall und Luftschall in verschiedenen
Frequenzbereichen variiert je nach Konstruktion des Antriebsstrangs erheblich.
Hierdurch entstehen neue Herausforderungen für Zielsetzungen und Benchmarking,
insbesondere bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Aus dem Benchmarking von
wettbewerbsfähigen Produkten haben wir einen Prozess entwickelt, um Ziele nach
Systemen und Bauteilen strukturiert aufzuschlüsseln. Bei der Fahrzeugentwicklung
werden diese Ziele engmaschig überwacht.
17
Vorbeifahrgeräusche
Zunehmend wird auch Umweltlärm als problematisch empfunden. Im Zuge dessen
wurde die neue Norm ISO 362 für die Zertifizierung von Vorbeifahrgeräuschen
erarbeitet. Damit mussten auch die Lösungen zur Messung dieser Geräusche
weiterentwickelt werden. Der anhaltende Trend zum Downsizing von Motoren
und der vermehrte Einsatz von Leichtbaumaterialien erfordern mehr Einblicke
und Verständnis durch den Ingenieur, um erfolgreiche Tests durchzuführen.
Unserer Ansicht nach ist die simulierte Vorbeifahrt in Verbindung mit Sound
Source Localization (SSL) die optimale Lösung. So kann bestmöglich festgestellt
werden, welche Bauteile am meisten zur Schallentwicklung beitragen. Mit
Berechnungsmethoden für numerische Schätzungen des Übertragungsweges
Quelle/Empfänger können Fahrzeugentwickler beim virtuellen Prototyping das
Vorbeifahrgeräusch vorab abschätzen.
Audio und Multimedia
An die Qualität von Audio- und Multimediasystemen werden immer höhere
Anforderungen gestellt. Deshalb müssen vermehrt Simulationstechnologien
eingesetzt werden, um die Größe und die Positionierung von Audiokomponenten
auszulegen. Wir haben erstklassige, hochmoderne Technologien entwickelt, die
mit Software zur Schallfeldsimulation die Entwicklungszeiten verkürzen und die
Klangqualität von Audiokomponenten verbessern.
Sicherheit für Fußgänger
Bei niedriger Geschwindigkeit ist ein Elektro- oder Hybridfahrzeug extrem leise
und kann so zu einer Gefahr für Fußgänger werden. Um die Sicherheit zu erhöhen
und gesetzliche Anforderungen zu erfüllen, statten Automobilhersteller Hybridund Elektrofahrzeuge mit akustischen Warnsystemen aus. Die akustischen Signale
dieser Systeme sollen Fußgänger warnen und nicht aufschrecken. Wir bieten Ihnen
individuelle Lösungen für die Entwicklung dieser akustischen Systeme. Insbesondere
können Sie damit die Ausrichtung des erzeugten Klangs sowie die Frequenz und die
Qualität analysieren und optimieren.
18
“Die eingesetzte Gruppe, die verschiedene Werkzeuge von LMS zur Lösung
wichtiger NVH-Probleme verwendet, ist sehr fahrzeugspezifisch. Für globale
Plattformen und eine DNA für alle Fahrzeuge von Ford mussten wir auf
eine globale Denkweise umstellen. Nunmehr arbeiten wir bei allen unseren
Fahrzeugen, sei es bei der Klangqualität des Antriebsstrangs, dem Bremsgefühl
oder dem allgemeinen Handling, auf ein und dasselbe Ergebnis hin. Es wird zu
jeder Zeit möglich sein, alle unsere Fahrzeuge in derselben Sprache sprechen zu
lassen.“
Barb Samardzich
Vice President Ford of Europe
The Ford Motor Company
19
Über Siemens PLM Software
Siemens PLM Software, eine Business Unit der SiemensDivision Digital Factory, ist ein führender, weltweit tätiger
Anbieter von Product Lifecycle Management (PLM)Software und zugehörigen Dienstleistungen mit 9 Millionen
lizenzierten Anwendern und mehr als 77.000 Kunden in
aller Welt. Siemens PLM Software mit Hauptsitz in Plano,
Texas, unterstützt zahlreiche Unternehmen dabei, die
Prozesse im Produktlebenszyklus von der Planung und
Entwicklung bis hin zur Fertigung und dem Support zu
optimieren, um so bessere Produkte zu produzieren.
Unsere Vision von HD-PLM ist es, jedem Beteiligten in der
Produktentstehung die für ihn relevanten Informationen
im richtigen Kontext zur Verfügung zu stellen, damit intelligentere Entscheidungen getroffen werden können. Weitere
Informationen über die Produkte und Leistungen von
Siemens PLM Software unter www.siemens.com/plm.
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