Untersuchungen zum Zusammenhang von Rohbau und Fugentoleranzen auf das Wind- /Wischergeräusch von PKW

Kurzfassung

Bei einigen Fahrzeugen tritt während der Fahrt bei laufendem Scheibenwischer im Frequenzbereich bis 3 kHz ein fauchendes Geräusch auf, das vor allem in Dachrahmenmitte störend wahrgenommen wird und als Wischerfauchen bezeichnet wird. Dabei handelt es sich nicht um normales Wischergeräusch, das bei höheren Frequenzen auftritt und für dessen Entstehung Wechselwirkungen der Strömung mit Fugen des Dachbereichs nicht nötig sind. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, diese Schallentstehung bei der aerodynamischen Wechselwirkung von Wischer und Dachfugenbereich besser zu verstehen und deren Mechanismen zu identifizieren, sowie Ansätze zur Geräuschreduzierung abzuleiten und zu erproben. Zur Kompensation des Wischerfauchens werden aktuell baureihenspezifische Sondermaßnahmen angewendet, die durch Bauteilanpassungen ersetzt werden sollen. Es wurden Fahrzeuge der Baureihen C236, W214, C205 und V297 ausgewählt, im Windkanal gemessen und verglichen. Neben einer bestehenden CFD-Simulation, auf deren Ergebnisse zurückgegriffen wurde, wurden statische Druckmessungen, Wollfäden zur Strömungsvisualisierung und Hitzdrahtmessungen vor dem Wasserablaufloch durchgeführt. Im Innenraum des Fahrzeugs wurde die Akustik mit Kunstköpfen und in den Dachkanälen der Wechseldruckpegel mittels Flachdruckmikrofonen gemessen. Die Messungen haben ergeben, dass, wenn der Wischer 150mm vor der Wasserfangleiste steht, im Bereich des Wasserablauflochs ein kritischer Strömungszustand vorliegt, der sich von Wischer in Parkposition durch eine deutlich erhöhte Turbulenz und ein geändertes Stromlinienprofil abgrenzt. Die mittleren Geschwindigkeiten in den Kanälen im Dachbereich scheinen nicht mit dem Geräuschanstieg im Innenraum zu korrelieren. Die akustische Quelle scheint im Bereich des vorderen linken Wasserablauflochs zu liegen. Als wesentlichen Unterschied zwischen den Fahrzeugen mit und ohne auffälligem Wischerfauchen, treten bei den Fahrzeugen C236 und W214 die gleichen Resonanzen im vorderen Dachrahmenbereich auf und sie haben mit Wischer eine höhere Turbulenz am linken Wasserablaufloch vorliegen.