Eine leise Revolution: Neutralisierung von Geräusch, Vibration und Rauigkeit im Fahrzeugdesign

Ein strategischer Ansatz zur Reduzierung von NVH in Fahrzeugen

Jeder Werkstoff weist ein einzigartiges Dämpfungsverhalten auf, das bestimmt, wie effektiv er Stöße und Schallwellen absorbiert, um struktur- und luftübertragenen Lärm in Fahrzeugen zu verhindern. Dies hängt von Faktoren wie Feuchteaufnahme, Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften ab. Natürlich muss dieses Dämpfungsverhalten mit weiteren konstruktiven Anforderungen wie Leichtbau, Werkstoffbeständigkeit und Hydrolysebeständigkeit in Einklang gebracht werden. Ein strategischer Ansatz bei der Werkstoffauswahl kann daher den Unterschied zwischen einer unangenehmen, lauten Fahrt und einem ruhigen, komfortablen Fahrerlebnis ausmachen – und Automobilherstellern helfen, den modernen Komfortansprüchen der Verbraucher gerecht zu werden.

NVH verstehen und die Auswirkungen verschiedener Frequenzbereiche:

• Schwingungen treten in niedrigen Frequenzbereichen unter 100 Hertz (Hz) auf und sind physisch durch Kontaktpunkte wie das Lenkrad oder Türverkleidungen spürbar.
• Harshness bezeichnet einen mittleren Frequenzbereich von 10 Hz bis zu mehreren hundert Hz und erzeugt unangenehme Geräusche, die für das menschliche Ohr besonders störend sind.
• Noise tritt in höheren Frequenzbereichen auf und umfasst den Bereich des menschlichen Hörens (bis ~20 kHz).

Welche Materialeigenschaften beeinflussen die NVH-Leistung?

Standardkunststoffe dämpfen Schwingungen bereits deutlich besser als Metalle wie Stahl oder Aluminium, und drei Schlüsselfaktoren können zur Feinabstimmung der NVH-Leistung gezielt beeinflusst werden. Erstens bestimmt die Steifigkeit, wie leicht Schwingungen durch ein Bauteil geleitet werden. Steifere Materialien können Vibrationen besser widerstehen, übertragen sie allerdings auch leichter. Veränderungen der Steifigkeit durch Konstruktion und/oder Material führen zu unterschiedlichem Resonanzverhalten. Zweitens misst die Dämpffähigkeit, wie gut ein Material Schwingungsenergie absorbiert anstatt sie weiterzuleiten. Drittens beeinflusst das Gewicht die natürliche Schwingungsfrequenz von Komponenten, wobei leichtere Teile bei höheren Frequenzen und schwerere Teile bei niedrigeren Frequenzen vibrieren.

Zentrale Auswirkungen von Geräusch, Vibration und Harshness sind:

• Unangenehmes Fahrerlebnis
• Erhöhte Fahrerermüdung und Ablenkung
• Wahrgenommene Minderqualität des Fahrzeugs
• Bauteiler Ermüdung und Ausfall

Temperatur und Feuchtigkeit: Die Herausforderungen der Umgebung

Materialeigenschaften sind nicht unter allen Betriebsbedingungen konstant. Polymere wie Polyamide PA6, PA66, PPA und PA410 nehmen Feuchtigkeit auf, was sowohl die Dämpfungsleistung als auch die Steifigkeit beeinflusst. Dies ist besonders relevant, da Umweltbedingungen...Die Bedingungen im Fahrzeuginneren können erheblich variieren. Innenraumkomponenten arbeiten zwischen Raumtemperatur und bis zu 60–70 °C, Fahrwerkssysteme können Temperaturen von 110 °C erreichen, während Getriebe- und Pumpengehäuse sogar noch höheren Temperaturen ausgesetzt sein können. Wegen dieser Variabilität gibt es keine allgemeingültige Lösung für alle Bedingungen; die Materialauswahl muss auf die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung abgestimmt werden. Das ist der Grundgedanke hinter unserem spezialisierten NVH-Portfolio. Unsere spezialisierten NVH-Materialien bieten signifikant höhere Dämpfungswerte als Standardmaterialien und dies über einen breiteren Temperaturbereich, wodurch sie weniger empfindlich gegenüber den oben genannten Herausforderungen sind.

Das passende NVH-optimierte Material für Ihre Anwendung finden

Bei NVH wünschen sich Fahrzeugentwickler Werkstoffe, die Vibrationen effektiv absorbieren und gleichzeitig die erforderliche strukturelle Festigkeit und weitere mechanische Eigenschaften für den automobilen Einsatz bieten. Dafür haben wir ein dediziertes Sortiment spezialisierter Hochdämpfungs-Typen entwickelt, das für eine optimierte NVH-Leistung ausgelegt ist.

Beispielsweise bietet Akulon® GA-XLG0 eine verbesserte Schalldämpfung für Innenraumkomponenten im unteren Temperaturbereich. EcoPaXX® Q-KXG10 gewährleistet eine außergewöhnliche NVH-Kontrolle für Anwendungen im mittleren Temperaturbereich, wie etwa Fahrwerkssysteme. ForTii® NMX33 ist für die anspruchsvollsten Hochtemperaturumgebungen ausgelegt, einschließlich Getriebe- und Pumpengehäusen, und gewährleistet eine herausragende Performance in konditionierten und trockenen Zuständen.

Vom Konzept bis zur Serienfertigung: Umfassende Entwicklungsunterstützung

Die Auswahl des richtigen Werkstoffs für die jeweilige Komponente ist nur der Anfang auf dem Weg zu einer erfolgreichen NVH-Optimierung. Wir unterstützen Automobilhersteller in jeder Phase des Entwicklungsprozesses – vom ersten Konzept bis zur Serienfertigung. Dazu gehören die Beratung bei der Werkstoffauswahl, die Kostenbewertung beim Wechsel von Metall zu Kunststoffbauteilen, fortgeschrittene Simulationen zur Leistungsprognose und die Erstellung von Prototypen für frühe Testverfahren. Gemeinsam führen wir zudem Ausfallmodi- und Effektanalysen (FMEA) durch, um potenzielle Designrisiken frühzeitig zu identifizieren.

Envaliors End-to-End-Entwicklungsunterstützung umfasst:

• Konzeptentwicklung
• Detaillierte konstruktive Auslegung
• Leistungsanalyse und Bewertung
• Prozessoptimierung und -verbesserung
• Validierung von Komponenten und Systemen

Ihr Fahrplan zum NVH-Erfolg

Der „leise Wandel“ in der Automobilindustrie hat gerade erst begonnen. Mit dem zunehmenden Durchbruch von Elektrofahrzeugen und der Transformation des Fahrzeugs zum „dritten Raum“ – mehr Wohnraum als Transportmittel – steigen die Anforderungen der Endanwender an das Maß der Veredelung. Vorausschauende Hersteller bereiten sich auf diesen Wandel vor.Es wird erkannt, dass die Fahrzeuge von morgen in jeder einzelnen Komponente ein flüsterleises Betriebsverhalten aufweisen müssen. Eine strategische Materialauswahl und das Prinzip des „First-Time-Right“-Designs werden für Automobilhersteller, die diese Entwicklung anführen, zunehmend unerlässlich. Wer jetzt handelt, positioniert sich, um die neuen Standards für Komfort und Raffinesse im Automobilbau zu definieren – Komponente für Komponente.

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