FZA Beeinflussung der Luftkräfte am Fahrzeug

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Author:
toebber
ID:
305754
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FZA Beeinflussung der Luftkräfte am Fahrzeug
Updated:
2015-08-04 08:58:38
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FZA Beeinflussung der Luftkräfte am Fahrzeug
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Beeinflussung der Luftkräfte am Fahrzeug
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  1. Schallbegriff
    • Mechanische Schwingungen elastischer Medien, die Frequenzanteile im Hörbereich (16 Hz bis 16 kHz) enthalten, werden als Schall bezeichnet.
    • Solche Schwingungen entstehen, wenn die Moleküle eines elastischen Stoffes durch äußere Kräfte aus ihrer Gleichgewichtslage herausbeuget und anschließend sich selbst überlassen werden.
    • Infolge ihrer Elastizität- und Trägheitskräfte pendeln die Materialteilchen periodisch um ihre ursprüngliche Ruhelage.
    • Das Auftreten von Schall ist an Materie gebunden. Im Vakuum kann sich also kein Schall ausbreiten.
    • Während beim Luftschall ausschließlich Längst- und Longitudinalwellen vorkommen, treten in festen und flüssigen Medien auch Quer- und Transversbllwellen auf
  2. logarithmische Behandlung des Schalldrucks
    • Aufgrund des großen Bereichs der interessierenden, vom menschlichen Ohr wahrnehmbaren Schalldrücke von sieben Zehnerpotenzen (20*10-6 N/m2 bis 200 N/m2) ist die Kennzeichnung eine Geräusches in einem linearen Maßstab der Schalldrückwerte unübersichtlich
    • Eine solche lineare Schalldruckskala entspricht auch nicht dem Sinnesempfinden des Menschen
    • Daher werden an Stelle der Größen die Logarithmen der auf einen Bezugswert normierten Größen verwendet
  3. Pegelbewertung, Frequenzzerlegung
    • Der Schallintensitäspegel LI ist der Zehnerlogarithmus des Verhältnisses der gegebenen Schallintensität zu einer Schallintensität I0, die bei 1000Hz gerade notwendig ist, um ein Hörempfinden hervorzurufen
    • Der Schallaintensitätspegel wird in Dezibel (1 Bel (B) = 10 Dezibel (dB)) ausgedrückt und errechnet sich als
    • LI = 10*lg(I/I0)dB
  4. Frequenzbewertung
    • Herbei werden die Messgrößen durch einen bewertenden Filter gesichtet, was den Frequenzgang des menschlichen Gehörs berücksichtigen soll. Da das menschliche Ohr Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen unterschiedlich laut empfindet, werden sogenannte Frequenzbewertungskurven verwendet.
    • Überwiegend A-Bewertung im deutschen Rechtssystem
  5. Dämmung und Dämpfung
    • Schalldämmung ist die Verminderung er Ausbreitung von Schall durch Reflexion. Die Schallmindernde Wirkung wird hier im Gegensatz zur Dämpfung nicht durch Umwandlung von Schallenergie in Wärme erzielt.
    • Schalldämpfende Maßnahmen zielen dagegen darauf ab, Schallenergie in Wärme umzuwandeln.
  6. Windgeräusch und andere Geräuschquellen
    • Dem Problem des Windgeräusches wurde erst im Laufe der späten 1990er Jahre verstärkt Aufmerksamkeit gewidmet.
    • Infolge der Reduktion anderer Geräuschquellen im Fahrgastraum wurden bei höheren Fahrgeschwindigkeiten Windgeräusche hörbar.
    • Die Windgeräuschschallleistung nimmt mit der fünften bis sechsten Potenz der Geschwindigkeit zu, während der Anstieg des Reifen-Fahrbahn-Geräusches allgemein nur mit der dritten bis vierten Potenz erfolgt.
    • Daraus folgt eine Grenzgeschwindigkeit für das Dominieren des Umströmungsgeräusches bei Pkw von ca. 130 km/h
  7. Aeroakustische Geräuschentstehung
    • Im Wesentlichen drei unterschiedliche Geräuschentstehungsmechanismen:
    • Volumenstrom durch kleine Öffnungen (Monopol)
    • Wechseldruckbeaufschlagung fester Oberflächen (Dipol)
    • turbulente Schubspannungen (Quadrupol)

    • Intensitäten:
    • Monopol Im≃ρ/c*v4
    • Dipol Id≃ρ/c3*v6
    • Quadrupol Iq≃ρ/c5*v8
    • ->Monopolquelle ist in der Regel die lauteste Quelle. Nur wenn alle Monopolquellen eliminiert werden, kann eine der verbleibenden Dipolquellen dominieren. Quadrupolquellen sind in den meisten Fällen vernachlässigbar
  8. Frequenz des abgestrahlten Geräusches
    • Die Frequenz des abgestrahlten Geräusches ist abhängig von den charakteristischen Abmessungen des umströmten Bauteiles und der Anströmgeschwindigkeit
    • ƒ=Sr+(v/lchar)
    • mit Sr = Strouhalzahl und lchar = charakteristische Abmessung (z.B. Höhe oder Breite) des Bauteils
    • Strouhalzahl kann für Anbauteile allgemein mit ungefähr 1 angenommen werden. Für zylindrische Teile ist sie jedoch mit 0,2 anzusetzen. Dabei ist die charakteristische Abmessung der Durchmesser.
  9. Maßnahmen zur Beeinflussung von Luftwiderstand, Auftrieb und Giermoment
    • Bug neigen und runden
    • Kühlluft führen und Menge regeln
    • Haube herunterziehen
    • Windschutzscheibe flach stellen
    • Dach wölben
    • Heckscheibe flach stellen
    • Heck anheben
    • Diffusor umsetzen
    • Radausschnitte abdecken
    • Unterboden glätten
    • Radwülste runden
    • Radschüsseln glatt abdecken
    • Bug feilen und Kotflügel einziehen
    • A-Säule runden
    • Windschutzscheibe Wölben
    • Außenspiegel optimieren
    • C-Säule einziehen
    • Heck einziehen
  10. Einfluss der Fahrzeugfront
    • Beispiel VW Bus
    • Stirnform eckig cW=0,76
    • Stirnform rund cW=0,42

    Neigung von Frontscheibe und Windlaufhöhe haben insbesondere Einfluss auf die Seitenkraft und das Giermoment. Ein tiefer gelegter Windlauf und auch eine stärker geneigte Frontscheibe vermindern das Giermoment.
  11. Einfluss von Dach- und Seitenkontur
  12. Anteil der Aeroakustik am Gesamtgeräusch, Hauptquellen
  13. Maßnahmen zur Verringerung allgemeiner und Vermeidung störender Windgeräusche bei Anbauteilen (Spiegel, Antenne)
  14. Maßnahmen zur Verringerung allgemeiner und Vermeidung störender Windgeräusche bei Schiebedach (Rauschen, Wummern)
  15. Maßnahmen zur Verringerung allgemeiner und Vermeidung störender Windgeräusche bei Unterboden
  16. Aspekte zur Schmutzfreihaltung: Fremd- und Eigenverschmutzung
  17. Aspekte zur Schmutzfreihaltung: Sicherheitsrelevante und komfortrelevante Verschmutzungsstellen
  18. Aspekte zur Schmutzfreihaltung: Maßnahmen zur Verbesserung der Fahrzeugverschmutzung
  19. Aerodynamik-Aufgaben bei der Cabrio-Entwicklung
    • Zugfreihaltung (offen)
    • Klimakomfort (offen)
    • Aeroakustik / Ballooning (geschlossen)
  20. Besonderheiten bei Gelände- und Sportfahrzeugen: Geländewagenzulassung
  21. Besonderheiten bei Gelände- und Sportfahrzeugen: Abtrieb / Unterboden
  22. Bremenkühlung und Bauteillasten

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