Volker Rathje. Lärmarme PKW. und ihr Einfluss auf den Verkehrslärm. Stand der Technik und künftige Minderungspotentiale. Celle

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1 Volker Rathje Lärmarme PKW und ihr Einfluss auf den Verkehrslärm Stand der Technik und künftige Minderungspotentiale Celle

2 Akustikgebiete in der Gesamtfahrzeugentwicklung Fahrzeug-Außengeräusch Fahrzeug-Innengeräusch - Außengeräuschminimierung - Vorbeifahrtgeräusch - Standaußengeräusch - Innengeräuschminimierung - Schwingungsreduzierung - Geräuschgestaltung 2

3 Technischer Aspekt vs gesellschaftspolitische Sicht Geräuschemission eines Fahrzeugs Einzelereignis Lmax [db(a)] Geräuschemission vieler Fahrzeuge Verkehrslärm L eq [db(a)] -2 db(a) -? db(a) 3

4 Wie stellen wir sicher, dass die Außengeräuschvorgaben eingehalten werden? 4

5 Außengeräuschmessstrecke im Prüfgelände Wolfsburg 5

6 Aktuelles Außengeräusch-Messverfahren 6

7 Simulation der Außengeräuschtypisierung auf Prüfstand 7

8 Simulation der Außengeräuschtypisierung auf Prüfstand Vorteile des Außengeräuschprüfstandes - wetterunabhängiges Arbeiten - Schallquellenortung deutlich einfacher als bei Fahrt - Störschallpegel sehr gering - prototypensicher Nachteile -Typprüfung in Außengeräuschhalle noch nicht erlaubt -Reifen-Fahrbahngeräusch weicht von realen Straßenbedingungen ab 8

9 Optimierung der Motor- und Getriebeakustik Prüfstandsuntersuchungen Einhaltung interner Vorgaben - Schallleistung des Aggregates - Schwingpegel - Entwicklungsbegl. Untersuchungen - Minimierung d. Schallentstehung (innermotorisch) - Reduktion d. Luftschallabstrahlung (z.b. Verteifung Gehäuse und Ölwanne) Entwicklung v. Sekundärmaßnahmen (z.b. Ölwannenvorsatzschalen) 9

10 In wie weit haben unsere Optimierungsarbeiten den innerstädtischen Lärm senken können? 10

11 Reduzierung des Verkehrslärms Fahrgeräusch nach ISO 362 in db(a) Golf 1 Golf 2 Golf aktueller Grenzwert Die Entwicklung des gesetzlich geforderten Außengeräuschwertes von nach 70/157 EWG für Personenwagen Golf 4 Trotz erheblicher Reduktion der Grenzwerte wird in der Bevölkerung keine Minderung der Lärmbelastung realisiert. mögliche Gründe hierfür sind: zu hohe Grenzwerte in der Einführungsphase der Reglementierung höhere Sensibilität für Lärm gestiegene Verkehrsdichte steigende Motorleistungen Meßverfahren nicht repräsentativ für reale Verkehrsituation. 11

12 Wer ist in der Stadt am Verkehrslärm beteiligt? Hauptverkehrsstraße 50km/h Quelle: EU-Projekt WG8 Traffic Noise Calculation Study (TRL & RWTÜV 2004) 12

13 Lastenheft-Vorgaben - ihre Wirkung in der Vorbeifahrt Schallleistung Quellenpegel Schallpegel in 0,5 Meter Abstand Schallpegel im Nahfeld Schallpegel in 0,1 Meter Abstand 68 db(a) + 68 db(a) + 68 db(a) + 68 db(a) Fernfeldpegel = 74 db(a) 13

14 Fortschritte in der Geräuschminderung beim Pkw Abgasanlage Ansauganlage Aggregate 14

15 Nach der Optimierung der Antriebskomponenten bekommen unsere Fahrzeuge den Feinschliff durch Sekundärmaßnahmen. 15

16 Messung des Standgeräusches 68 Schalldruckpegel [db(a)] Vergleich mit / ohne fahrzeugseitiges Paket links ,65 m 1,65 m Schalldruckpegel [db(a)] links mitte links Ausgangszustand Paket I + II Schalldruckpegel [db(a)] rechts rechts 16

17 Maßnahmen zur Verbesserung des Standgeräusch Dämpfung Abschirmung vorne Abdeckung Spurstange rechts Dämpfung Abschirmung hinten Abdeckung Gelenkwelle rechts Dämpfung Radhaus innen rechts /links Dämpfung 17

18 Maßnahmen zur Verbesserung des Standgeräusch Dämpfung KU- Montageträger oben Dämpfung Träger Stoßfänger Dämpfung KU- Montageträger unten 18

19 Verbesserung der Außengeräusches EOS mit Dieselmotor 19

20 Verbesserung der Außengeräusches - EOS TDI Ölwannenkapsel 20

21 Verbesserung der Außengeräusches - EOS TDI Absorber Radhausschalen vorn 21

22 1.Wie weit konnte in den letzten 25 Jahren das Außengeräusch bei VW Golf gesenkt werden? 2.Welche Teilschallquellen dominieren das Außengeräusch? 22

23 Fortschritte in der Geräuschminderung beim Pkw 80 typische Geräuschquellenverteilung Pegel bei der Vorbeifahrt [db(a)] Summe Teilquellen Ansaug-Anlage Abgas-Anlage Reifen Motor 23

24 Das Außengeräuschmessverfahren für PKW Bisher: worst case [m/s2] Neu: Teillastbeschleunigung 2,5 max. 74 db 2,0 1,5 a WOT,ref 1,0 a Urban microphone 0,5 0,0 Konstantfahrt (a=0) PMR [kw/t] microphone A 10 m 10 m B A 10 m 10 m B v = 50 km/h C C v = 50 km/h C C 7.5 m 7.5 m A B A B accelerating begin microphone accelerating end accelerating begin microphone accelerating end 24

25 Das Reifen Fahrbahn - Geräusch 25

26 Einfluss des Reifen - Fahrbahngeräusches bisheriges Messverfahren revidiertes Messverfahren normales Fahrzeug Reifen Antrieb Reifen Antrieb leises Fahrzeug Antrieb Reifen Antrieb Reifen 26

27 FV Leiser Straßenverkehr / Red. Reifen-Fahrbahngeräusche Rollgeräusch bei 80 km/h km/h Konstantfahrt Pegel db(a) ISO Beton Gussasphalt SMA 0/8 O-P-A Twinlayer unterschiedlicher Straßenbelag Messungen des Rollgeräusch in 7,5 m Abstand (Firestone 195/65R15) Ergebnisse einer Messreihe in Sperenberg (Versuchsstrecken) 27

28 Abschätzung für extreme Pegelreduktionen Normaler PKW, nagmv 71 db(a), Aufteilung 50:50 Szenario: Extrem-Absenkungen Annahmen Antriebsstrang: Antrieb 68 db Optimierung -6 db R/F 68 db Optimierung -3 db - Brennstoffzelle, Elektromotor, Restgeräusch nur von der Kraftübertragung (Auswirkung noch unbekannt, aber -6dB geschätzt) - für alle Fahrzeuge verfügbar Antrieb 62 db 67 db(a) R/F 65 db -4 db(a) (Technik derzeit nichtverfügbar!) Annahmen Reifen: - Auswahl des leisesten am Markt verfügbaren Reifens - Bester Reifen verfügbar mit -3dB unter Mittelwert - für alle Dimensionen verfügbar - für alle Fahrzeuge verfügbar - alle anderen Kriterien vernachlässigt 28

29 Gesetzliche Regelungen zum Lärmschutz 29

30 Anforderungen an die Fahrzeug-Produktpalette -x db(a)??? Anforderungen an alle Quellen zur Reduzierung von Verkehrslärm db(a) gesetzliche Anforderungen an ein Fahrzeug zur Typprüfung EU Noise Directive einklagbares Recht auf Lärmschutz in der EU UN-ECE R51 GRB / WP29 EU 70/157 30

31 Zusammenfassung Seit 1970 Außengeräusch-Grenzwerte (PKW) um 8 db(a) abgesenkt Vielzahl von Verbesserungsmaßnahem wurden umgesetzt Das neue Typprüfverfahren bildet die innerstädtischen Verkehrsituationen deutlich besser ab Gesetzliche Regelung möglichst weltweit harmonisieren 2 db(a) Grenzwertwertabsenkung (mit frühzeitiger Bekanntgabe) trauen wir uns zu Flüster-Asphalt kann auch für Altfahrzeuge sofort Verbesserung bringen. Wohngebieten mit hoher Lärmimmission kann kurzfristig geholfen werden. 31

32 Vielen Dank. 32

33 Vergleich der Messwerte für das Außengeräusch bisheriges Verfahren neues Verfahren Meßwert Typ- Prüfwert Grenzwert Meßwert Typprüfwert Grenzwert Fahrzeug: db(a) db(a) db(a) db(a) db(a) db(a) Touareg 2,5L TDI A6 74, ,6 73 (72) Touareg 2,5L TDI S6 77, ,2 73 (72) Touran 1,9 L TDI DSG 6 71, ,7 70 (71) Touran 1,9 L TDI S6 74, ,7 71 (71) Golf 1,6 L FSI A6 72, ,9 71 (71) Golf 1,6 L FSI S6 73, ,9 71 (71) Sharan 1,8T S6 74, ,9 71 (71) Passat 1,9 L TDI A5 71, ,4 69 (71) Passat 2,0 L TDI DPF S6 73, ,8 70 (71) Messungen des RW-TUEV in Alsdorf 33