GMW 14468 Verfahren zur Bewertung der Schallübertragungsdämpfung und der schallleistungsbasierten Einfügungsdämpfung eines Abwärtswandlers

GMW 14468 Verfahren zur Bewertung der Schallübertragungsdämpfung und der schallleistungsbasierten Einfügungsdämpfung eines Abwärtswandlers

Der von General Motors Worldwide (GMW) entwickelte Standard „GMW 14468 Schalldämmungs- und Schallleistungs-basiertes Einfügungsdämpfungsverfahren“ ist ein technischer Standard zur akustischen Bewertung von Fahrzeugkomponenten und -baugruppen mittels eines Abwärtskompensationsverfahrens. Ziel war es, eine kontrollierte Methode zur Bewertung der akustischen Eigenschaften von Komponenten durch Messung der Schalldämmung (STL) und der Schallleistungs-basierten Einfügungsdämpfung (PBIL) bereitzustellen. Dieser Standard wurde jedoch inzwischen eingestellt und durch den Standard „GMW 14176 Schalldämmungs- (STL) und Schallleistungs-basiertes Einfügungsdämpfungsverfahren (PBIL)“ ersetzt.

GMW 14468 Verfahren zur Bewertung der Schallübertragungsdämpfung und der schallleistungsbasierten Einfügungsdämpfung eines Abwärtswandlers

Der Fahrzeuggeräuschpegel wird nicht nur durch Geräusche von Motor, Antriebsstrang, Reifen und anderen Quellen beeinflusst, sondern auch davon, wie effektiv Fahrzeugstrukturen und Akustikmaterialien verhindern, dass diese Geräusche in den Fahrgastraum gelangen. Diese Norm befasst sich mit diesem Thema, indem sie ein technisches Verfahren zur Bewertung der akustischen Leistung von Bauteilen in einer kontrollierten Prüfstandkonfiguration bereitstellt. Die grundlegenden Messungen sind wie folgt:

  • Schallübertragungsverlust (STL)
  • Schallleistungsbasierte Einfügungsdämpfung (PBIL)

Mithilfe dieser Messungen können Ingenieure feststellen, ob ein Bauteil oder Material eine ausreichende Schalldämmung oder Lärmreduzierung bietet.

Die Schalldämmung (STL) beschreibt, wie effektiv eine Trennwand oder ein Bauteil die Schallübertragung von einer Seite zur anderen reduziert. Sie wird üblicherweise in Dezibel angegeben. Ein höherer STL-Wert bedeutet eine bessere Schalldämmung. Beispielsweise kann die Schalldämmung eines Armaturenbretts, einer Bodenplatte, eines Türsystems oder einer Akustikwand im Automobilbereich bewertet werden, um zu bestimmen, wie viel Luftschall daran gehindert wird, das Bauteil zu durchdringen. Die Schalldämmung (STL) ist insbesondere für Ingenieure in der Entwicklungsphase hilfreich, da sie ihnen ermöglicht, alternative Materialien, Strukturen, Dicken und akustische Maßnahmen zu vergleichen.

Die zweite wichtige Messgröße im Zusammenhang mit dem Prozess ist die schallleistungsbasierte Einfügungsdämpfung (PBIL). Die Einfügungsdämpfung bewertet die Reduzierung der Schallleistung durch den Einsatz eines Bauteils oder einer akustischen Maßnahme. Anstatt lediglich zu messen, wie viel Schall ein Material durchdringt, berücksichtigt die Messung die Änderung der abgestrahlten Schallleistung durch Hinzufügen des Bauteils zur Testkonfiguration. Ein höherer PBIL-Wert deutet im Allgemeinen auf einen größeren akustischen Nutzen der getesteten Maßnahme hin. Dies ist besonders wertvoll für die Bewertung von Bauteilen wie:

  • Akustikbarrieren
  • Instrumententafelisolatoren
  • Bodenbeläge
  • Akustikpakete für den Motorraum
  • Tunnelisolierung
  • Auskleidungen der Körperhöhlen
  • Dichtungen und Kappen
  • Bodenbeläge und akustische Komponenten für den Innenbereich

Ein zentrales Merkmal des Verfahrens ist die Verwendung eines Testprototyps. Ein Testprototyp ist eine kontrollierte, physische Nachbildung eines Fahrzeugs oder eines Teils der Fahrzeugstruktur. Anstatt das gesamte Serienfahrzeug zu testen, können die Ingenieure die Komponente oder Baugruppe in einer reproduzierbaren Laborstruktur zusammenbauen. Dies bietet mehrere Vorteile:

  • Reproduzierbarkeit: Unterschiedliche Proben können unter vergleichbaren Bedingungen getestet werden.
  • Entwicklungsgeschwindigkeit: Ingenieure benötigen nicht für jedes akustische Experiment ein komplettes Werkzeug.
  • Komponentenvergleich: Unterschiedliche Materialien oder Konstruktionen können objektiv bewertet werden.
  • Reduzierte Testkosten: Durch die Erprobung von Prototypen im Labor kann der Bedarf an vollständigen Fahrzeugtests in der frühen Entwicklungsphase reduziert werden.
  • Kontrollierte Bedingungen: Unerwünschte Abweichungen, die bei einem kompletten Fahrzeug auftreten können, lassen sich minimieren.

Die im GMW 14468-Standard behandelten Grundsätze sind auf viele Maßnahmen zur Verbesserung des Geräusch-, Vibrations- und Rauheitskomforts (NVH) von Fahrzeugen anwendbar:

  • Instrumententafel und Brandschutzwand: Die Brandschutzwand trennt den Motorraum vom Fahrgastraum. Akustische Maßnahmen in diesem Bereich sind wichtig, um Folgendes zu reduzieren:
    • Motorengeräusch
    • Antriebsgeräusche
    • Sauggeräusch
    • Auspuffgeräusche
    • Luftgetragene mechanische Geräusche

STL- und Einfügungsdämpfungsmessungen können helfen festzustellen, ob eine Firewall-Anwendung eine ausreichende akustische Isolierung bietet.

  • Bodensysteme: Fahrzeugböden können Fahrbahn-, Reifen-, Antriebsstrang- und Abgasgeräusche übertragen. Daher können Akustikteppiche, Bodenisolierungen, Barrieren und Dämpfungssysteme mithilfe von akustischen Leistungsmessungen bewertet werden.
  • Türsysteme: Türen stellen relativ große Wege für die Schallübertragung dar. Ihre Konstruktion, Dichtungen, Bodenplatten, Barrieren und absorbierende Materialien können allesamt den Geräuschpegel im Fahrgastraum beeinflussen.
  • Anwendungen im Motorraum: Akustische Abschirmung und Isolierung im Motorraum können daraufhin überprüft werden, wie effektiv sie die Geräuschübertragung in die Fahrgastzelle reduzieren.
  • Anwendungen im Bereich der Karosserieakustik: Auch andere Karosseriestrukturen können im Rahmen der NVH-Entwicklung von Fahrzeugen untersucht werden, insbesondere wenn es darum geht, Luftschallpfade zu identifizieren und zu reduzieren.

Bei der Prüfung wird das Bauteil in einer definierten Konfiguration montiert und unter kontrollierten Bedingungen akustische Messungen durchgeführt. Ziel der STL-Prüfung ist die Bestimmung der akustischen Dämpfung des Prüflings. Bei der PBIL-Prüfung vergleichen Ingenieure die akustische Leistung der Konfiguration mit und ohne das Bauteil bzw. den Prozess. Die gewonnenen Daten können anschließend zum Vergleich von Konstruktionen herangezogen werden.

Die Norm GMW 14468 ist wichtig, da die Verbesserung der Fahrzeugakustik mehr erfordert als die reine Messung des Gesamtgeräuschpegels im fertigen Fahrzeug. Ingenieure müssen wissen, wo der Schall in das Fahrzeug eindringt und wie effektiv einzelne Komponenten ihn dämpfen. Daher liefern akustische Prüfungen auf Komponentenebene wertvolle Informationen für die Entwicklung, bevor das gesamte Fahrzeug validiert wird. Wenn beispielsweise zwei Instrumententafeldämmungen ähnliche Materialeigenschaften aufweisen, eine jedoch eine deutlich höhere Schalldämpfung erzielt, kann die leistungsstärkere Ausführung für die Fahrzeugakustikverbesserung bevorzugt werden.

STL und PBIL sind zwar verwandt, sollten aber nicht als identische Messgrößen behandelt werden:

  • Hauptziel:
    • STL: Bewertet die Transmission durch eine Komponente.
    • PBIL: Bewertet die durch ein implantiertes Gerät erzielte akustische Reduzierung.
  • Typische Ausgabe:
    • STL: dB
    • PBIL: dB
  • Fokus:
    • STL: Schalldämmung / Schallübertragung.
    • PBIL: Reduzierte Schallintensität.
  • Anwendung:
    • STL: Akustische Eigenschaften des Materials/Bauteils.
    • PBIL: Akustischer Nutzen des Systems/der Komponente.
  • Technische Anwendungen:
    • STL: Vergleich der Übertragungseigenschaften.
    • PBIL: Vergleich der Wirksamkeit akustischer Behandlungen.

Diese Unterscheidung ist wichtig, weil ein Material, das im Labor gute Leitungsverlusteigenschaften aufweist, nicht unbedingt die gleiche Verbesserung bei der Montage komplexer Fahrzeuge erzielt.

Der GMW-14468-Standardansatz bietet mehrere Vorteile für die Automobilentwicklung:

  • Kontrollierte Evaluierung: Eine standardisierte Testkonfiguration macht Vergleiche zwischen Komponenten aussagekräftiger.
  • Objektive akustische Daten: Anstatt sich ausschließlich auf subjektives Hören zu verlassen, können Ingenieure quantitative akustische Messungen nutzen.
  • Frühe Designoptimierung: Komponenten können vor kostspieligen Tests auf Fahrzeugebene optimiert werden.
  • Materialvergleich: Verschiedene akustische Materialien und Strukturen können mithilfe einer gemeinsamen ingenieurwissenschaftlichen Methodik verglichen werden.
  • NVH-Fehlerbehebung: Dieser Ansatz kann Ingenieuren helfen, schwache akustische Pfade innerhalb einer Fahrzeugstruktur zu identifizieren.

Heute müssen die Entwicklungsabteilungen von General Motors den GMW 14176-Standard einhalten, anstatt des vorherigen GMW 14468-Standards, der automatisch galt.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm GMW 14468 an.

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