Bisher beeinflussten die OEMs den Klang und das Geräusch von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren im Wesentlichen mit Hilfe von passiven Elementen, indem sie den Auspuff in mechanischer Hinsicht entsprechend auslegten. Ein neues Technologiepaket, das aus den Elementen „ActiveSilence“ und „ActiveSound“ besteht, ermöglicht jetzt eine aktive Beeinflussung und Formung des Auspuff-Geräuschs. Möglich wird dies mit speziellen Lautsprechern, die im heißen Abgasstrang untergebracht sind.

Wenn am Steuergerät eines verbauten Abgas-Lautsprechers die entsprechenden Parameter anliegen, dann wäre es sogar möglich, einen Kompaktwagen mit dem Sound eines Ferraris auszustatten. Dieser Sound kommt dann direkt aus dem Abgas-Endrohr und damit exakt von der Stelle, wo jeder es erwartet. Dies ist sicherlich ein sehr extremes Beispiel, aber es zeigt die Möglichkeiten dieser neuen Technologie auf, die das Esslinger Unternehmen Eberspächer entwickelt hat. Weil die Entwickler des Auspuffsystems sich damit während der mechanischen Design-Phase nicht mehr um den Sound kümmern müssen, können sie sich ausschließlich auf Umwelt- und andere Aspekte konzentrieren, während der passende Sound zu einem späteren Zeitpunkt hinzugefügt wird.

Olaf Schmidt erklärt, wo sich der aktive Sound-Generator befindet.

Olaf Schmidt erklärt, wo sich der aktive Sound-Generator befindet. Alfred Vollmer

Da sich der Klang des Auspuffs, so zu sagen der akustische Fingerabdruck des Fahrzeugs, durch Parameter-Einstellungen in einem Steuergerät ergibt, erhalten die OEMs eine ganz neue Flexibilität, während gleichzeitig ganz neue Designabläufe mit viel kürzeren Durchlaufzeiten möglich werden.

Erster Schritt: Gegenschall einspielen

Damit der Auspuff eines Fahrzeugs auch die gesetzlich festgelegten Geräuschvorgaben erfüllt, muss der Auspuff individuell an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst und kalibriert werden. Wenn die Entwickler das Geräusch mit passiven Methoden (Dämpfung) beeinflussen, dann ist hierfür auf Grund der notwendigen, volumen-intensiven Dämpfungsglieder ein relativ großer Bauraum erforderlich, während sich gleichzeitig der Abgasgegendruck erhöht, was wiederum einen höheren Kraftstoffverbrauch und damit größere CO2-Emissionen zur Folge hat.

„Mit ActiveSilence von Eberspächer wird das Layout der Abgasanlage einfacher“, erklärt Olaf Schmidt, Marketing Manager bei Eberspächer Electronics. „Möglich wird dies durch einen Aktor samt integriertem Lautsprecher und einem Steuergerät mit integriertem Verstärker.“ Die Steuerung berechnet aus den Daten des Motorsteuergeräts und eines Sensor-Mikrofons in der Abgasanlage den erforderlichen Antischall, um bestimmte, vorher festgelegte Frequenzen auszulöschen. Dieses „Verfahren zur Dämpfung von Schallschwingungen“ ließ sich Dr. Paul Lueg in Berlin bereits 1933 patentieren. Seit Jahrzehnten hat sich dieses Antischall-Verfahren bereits im Kleinleistungsbereich bewährt – und zwar in Kopfhörern für den Einsatz in Flugzeugen und Hubschraubern.

Auspuffanlage eines Audi A6, in dem ActiveSound zum Einsatz kommt.

Auspuffanlage eines Audi A6, in dem ActiveSound zum Einsatz kommt. Eberspächer

„Über das ActiveSilence-Steuergerät können die entsprechenden Frequenzen individuell – auch an unterschiedlichste Fahrzeuge – angepasst werden“, betont Matthias Keck, Leiter F&E Abgastechnik weltweit bei Eberspächer. „Weitere Vorteile: Der Gegendruck sinkt deutlich und die gesamte Abgasanlage kann kompakter ausfallen. Im Pkw-Bereich ergeben sich dadurch Einsparungen beim Volumen von bis zu 60 Prozent und beim Gewicht von bis zu 40 Prozent. Darüber hinaus sinken auch die CO2-Emissionen, und das Fahrgeräusch ist bis zu zehn Prozent leiser. Wir haben derzeit ein Design-In, bei dem das Abgassystem genauso laut ist wie zuvor und dabei den gleichen Sound erzeugt – allerdings bei einem geringeren Gewicht und kleinerem Volumen.“

In einem Demo-Fahrzeug senkte Eberspächer durch Nutzung der ActiveSilence-Technologie das Volumen von 49,6 Liter auf 37 Liter, die Masse von 28,0 kg auf 22,3 kg und den Abgasgegendruck von 160 mbar auf 110 mbar im Vergleich zu einem Fahrzeug mit  einer passiven Abgasanlage. Allein die Verringerung des Abgasgegendrucks soll dabei Kraftstoff-Einsparungen von bis zu 3% bringen.

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