Wibroakustyka w samochodach

Wibroakustyka w samochodach

Zanim samochód trafi do seryjnej produkcji, musi przejść przez szereg testów sprawdzających jego własności akustyczne. Producenci aut stosują szereg różnych rodzajów technik testowania, które generalnie są złożone i drogie.

Niedawno opracowane urządzenie testujące łączy w sobie stacje testowania hydraulicznego i naprężeniowego w jeden kompaktowy model.

Producenci samochodów testują akustykę swoich modeli i ich opon przy różnych prędkościach i na różnych typach powierzchni dróg. Przyrządy testujące składają się ze specjalnych bębnów o średnicy 2-3 m z różnymi materiałami symulującymi nawierzchnię drogi, ułożonymi wokół nich. Po takim urządzeniu porusza się testowane auto.

Techniki te są drogie, mogą być niebezpieczne przy dużych prędkościach i wymagają dużo miejsca. Poza tym są one nieodpowiednie przy sprawdzaniu efektów wadliwości nawierzchni drogi i podobnych źródeł drgań, które mogą być wykonane jedynie przy zastosowaniu systemów hydraulicznych.

Badacze z Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF w Darmstadt zbudowali pierwszy na świecie przyrząd testujący, łączący w sobie różne techniki analityczne w jeden system.

Michael Matthias z Mechatronic/Adaptronics Competence Centre z LBF powiedział, że udało się rozszerzyć możliwości testów hydraulicznych poprzez dodanie interfejsu naprężeń o wysokiej dynamice, dzięki czemu możliwa jest symulacja obciążeń strukturalnych w przedziałach częstotliwości do 50 kHz, a także obciążeń wibroakustycznych z przedziału 50 do 1000 Hz.

Badacze dzięki odpowiednim czujnikom zgromadzili charakterystyki drgań występujących w oponach i wnętrzu samochodu, jakie zdarzają się podczas jazdy na różnych nawierzchniach i przy różnych prędkościach, a także przy różnorodnych profilach opon. Zapis tych drgań jest następnie magazynowany w bazie danych, dzięki czemu mogą one być później „wgrane” do przyrządu testującego. Matthias wyjaśnił, że podczas testów stosowane są takie algorytmy modyfikowania sygnałów drgań, jakie odebrał by pasażer podczas rzeczywistej jazdy. Dzięki temu osiągany podczas testów dźwięk jest bardzo realistyczny.

Podczas testów koła samochodu są zastępowane silnikami elektrycznymi, symulującymi przyspieszenie pojazdu i opór generowany przez nawierzchnię drogi. Naukowcy pracują obecnie nad udoskonaleniem swojego produktu.