Psychoakustik und subjektive Beurteilung drehzahlvariabler, hydraulischer Antriebe

  Schallmessung einer Pumpe

The electrification of industrial mechanical engineering is becoming increasingly widespread in both stationary and mobile applications. Especially in the field of mobile machines (excavators, wheel loaders, etc.), this leads to the hydraulic drive technology, which has so far been lost in the noise level of the combustion engine, becoming audible to the human ear and even perceptively coming to the fore. Pumps are the dominant noise source in hydraulic systems. They convert mechanical energy into hydraulic energy and can be found in almost all systems. The noise emission depends on the pump design and is still the subject of current research. However, only the noise level is considered, not the psychoacoustic parameters. The psychoacoustic classification of how people subjectively perceive and evaluate the noises emitted by different pump types - especially depending on speed and load - has not yet been researched. In addition, existing psychoacoustic models cannot be used to predict subjectively perceived annoyance, as they only allow product-specific statements. The acoustic and psychoacoustic properties of variable-speed hydraulic drives are investigated within the framework of the project.

 
Nutzen Vorgehen

Betrachtung des subjektiven Hörempfindens drehzahlvariabler hydraulischer Antriebe

Schallmessungen (Axialkolbenpumpe und Innenzahnradpumpe) im Schallmessraum

Vergleich unterschiedlicher Pumpenbauarten (Vergleich Axialkolbenpumpe mit einer Innenzahnradpumpe) bezüglich psychoakustischer Größen

Auswertung der Schallmessungen bezüglich Schalldruckpegel und psychoakustischen Messgrößen (Lautheit & Schärfe)

Korrelation bezüglich gemessenen psychoakustischer Größen und dem realen subjektiven Hörempfinden

Durchführen von Hörversuche durch das ifp

Modell zur Beurteilung des subjektiven Hörempfinden für drehzahlvariabler hydraulischer Antriebe Modellbildung zum subjektiven Hörempfinden

Kontakt

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Psychoakustik von Pumpen

Die Elektrifizierung des industriellen Maschinenbaus nimmt sowohl in stationären als auch mobilen Anwendungen immer weiter Einzug. Dies führt, insbesondere im Bereich mobiler Arbeitsmaschinen (Bagger, Radlader etc.), dazu, dass die bisher im Geräuschpegel des Verbrennungsmotors untergehende hydraulische Antriebstechnik für den Menschen hörbar wird und perzeptiv ggf. sogar in den Vordergrund dringt. Die dominierende Geräuschquelle in hydraulischen Systemen sind Pumpen. Diese wandeln mechanische in hydraulische Energie und sind in nahezu allen Systemen zu finden. Die Geräuschabstrahlung ist abhängig von der Pumpenbauart und weiterhin Gegenstand der aktuellen Forschung. Dabei wird allerdings ausschließlich der Geräuschpegel betrachtet, nicht aber die psychoakustischen Messgrößen. Dahingehend ist die psychoakustische Einordung, wie Menschen die von verschiedenen Pumpentypen emittierten Geräusche – insbesondere je nach Drehzahl und Last – subjektiv wahrnehmen und bewerten (z.B. bzgl. Belästigung) bisher noch nicht erforscht. Darüber hinaus können bestehende psychoakustische Modelle um subjektiv empfundene Belästigung (engl. annoyance) vorherzusagen, nicht übernommen werden, da sie jeweils nur produktspezifische Aussagen zulassen. Im Rahmen des Projektes werden die akustischen und psychoakustischen Eigenschaften drehzahlvariabler hydraulischer Antriebe untersucht.

Zielsetzung

Im Rahmen dieses Projektes werden die Betriebsgeräusche drehzahlvariabler Antriebe untersucht. Dazu werden in Schallmessungen die Betriebsgeräusche einer Axialkolbenpumpe und einer Innenzahnradpumpe instrumentell erfasst und die psychoakustische Kenngrößen mit subjektiven Wahrnehmungsurteilen und Geräuschbewertungen, aus Hörversuchen, in Zusammenhang gesetzt. Dabei arbeitet das ifas mit dem Institut für Psychologie (IfP) an der RWTH Aachen zusammen.

 
 

Schallmessung drehzahlvariabler hydraulischer Antriebe

Im Rahmen dieses Projekts werden eine Axialkolbenpumpe und eine Innenzahnradpumpe untersucht. Dazu wurden beide Pumpenbauarten im Schallmessraum vermessen und die instrumentell der Geräuschpegel, die Lautheit und die Schärfe erfasst. Die wesentlichen Betriebsparameter Druck und Drehzahl wurde gezielt variiert.

 

Danksagung

Das Forschungsprojekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Es handelt sich um ein Verbundvorhaben, welches das ifas zusammen mit dem Institut für Psychologie (IfP) mit Univ.-Prof. Dr. Sabine Schlittmeier durchführt.