Forschungsprojekte

Leise und schwingungsarme Klimageräte für Schienenfahrzeuge

Zielbranchen

Sonstiger Fahrzeugbau

Problemstellung

Klimageräte in Schienenfahrzeugen sind eine wesentlicher Lärmfaktor im Fahrzeuginnen- und -außenraum. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit dem Klimaanlagenhersteller Faiveley Transport Leipzig GmbH & Co. KG wurden die Geräusch- und Schwingungsphänomene an diesen Geräten genauer untersucht. Neben der Identifizierung von Hauptgeräusch- und Vibrationsquellen stand die Analyse der Übertragungswege von Schall und Schwingungen im Fokus. Ziel war es, jeweils ein einfaches Berechnungswerkzeug für die Schallabstrahlung sowie die Körperschalleinleitung zu entwickeln, das im industriellen Entwicklungsprozess einsetzbar ist.

Lösung

Das Vorhabensziel, nämlich die Verringerung der Schallabstrahlung in die Umgebung um 10 dB sowie die Minimierung der Schwingungseinleitung in die Fahrzeugstruktur um 8 dB, wurde mithilfe von zwei verschiedenen Berechnungsverfahren erreicht. Die Verwendung von Axiallüftern mit großen Durchmessern bei gleichzeitig relativ geringen Betriebsdrehzahlen war maßgeblich verantwortlich für die Reduzierung des Außengeräusches. In die Fahrzeugstruktur eingeleitete Schwingungen konnten durch den Einsatz von frequenzgangoptimierten Verdichterlagern ebenfalls deutlich verringert werden. Die Berechnungsmodelle und Verbesserungsmaßnahmen wurden an einem Versuchsträger und einem Funktionsmuster verifiziert.

Akustische Eigenschaften von Bahnklimageräten können zunehmend bereits in der Konstruktionsphase berücksichtigt werden. Dieser wirtschaftliche Ansatz wird möglich, da durch die angewandten Berechnungsmodelle auf vibroakustische Messungen an Versuchsträgern verzichtet werden kann. Die schalltechnischen Verbesserungen an Klimageräten reduzieren maßgeblich die Lärmbelastung, die von Schienenfahrzeugen ausgeht.