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978-3-658-18443-8 11

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Fahren in der neuen E-Klasse
Komfortabel, sicher und agil
Johannes Colditz | Matthias Leucht | Dr. Navid Samadi | Martin Lauer | Dr. Thorsten Breitfeld | Dr. Karsten Finger | Christoph Meier | Mathias Follak
© Daimler AG
Die neue E-Klasse bietet alles, was Fahrer von einer modernen Business-Limousine erwarten: höchsten Fahr­komfort, beste Innenraumakustik und Fahrdynamik. Dazu tragen zahlreiche Innovationen bei, unter anderem die neu entwickelte Vierlenker-Vorderachse und das Mehrkammer-Luftfederfahrwerk, das eine
hohe Spreizung zwischen komfortablem und sportlichem Fahren ermöglicht,
was in dieser Klasse einzigartig ist.
© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2017
J. Liebl (Hrsg.), Mercedes-Benz E-Klasse, ATZ/MTZ-Typenbuch, https://doi.org/10.1007/978-3-658-18443-8_11
Fahren in der neuen E-Klasse
113
Fahrverhalten
­individualisieren
Gesteigerte funktionale Ansprüche, größere Flexibilität bei individuellen Kundenwünschen und das Ziel, den Modulbaukasten voll zu nutzen, erforderten bei der Entwicklung der neuen E-Klasse von Beginn an
neue Wege bei der Gestaltung des Fahrwerks. Eine noch stärkere Verzahnung von
subjektiver Abstimmung, objektiver Analyse und den einzelnen Modulgruppen des
Fahrwerks hatte das Ziel, für jeden Kundenwunsch das passende Fahrwerksetup
zu konfigurieren und somit die Marktführung auch beim Fahrverhalten in diesem
besonders hart umkämpften Fahrzeugsegment zu sichern. Bei der Umsetzung des
Mercedes-Benz Fahrcharakters stand der
Fahrkomfort im besonderen Fokus, wobei
auf zwei Erfolgsfaktoren besonders geachtet wurde:
QQ Weiterentwicklung und Erweiterung
des Modulbaukastens der bereits erfolgreich im Markt befindlichen
S- und C-Klasse
QQ ein zusätzliches aktiv verstellbares
Fahrwerk für den sportlich ambitionierten Kunden, der trotzdem bei
längeren Autobahnfahrten nicht auf
den überragenden Langstreckenkomfort der E-Klasse verzichten möchte,
Bild 1.
Das Serienfahrwerk (Agility Control)
zeichnet sich durch eine sich selbst regulierende amplitudenselektive Dämpfung
aus, die für verschiedene Strecken und
Fahrbahnoberflächen
den besten Fahr-, Abroll- und Abtastkomfort ohne Abstriche bei der Fahrsicherheit einstellt. Bei den Verstelldämpfungsfahrwerken bestimmt der Kunde
selbst, wie stark die Komfortorientierung
beim Fahrverhalten im Vordergrund stehen soll. Gesteuert wird dies durch einen mehrstufigen Dynamic-SelectSchalter in der Mittelkonsole.
Das größte Komfortpotenzial von allen
Fahrwerken bietet dabei das AIR BODY
CONTROL. Bei diesem Fahrwerk kann
neben der Dämpfung durch Zuschaltung
von verschiedenen Luftvolumina an Vorderachse und Hinterachse auch die
Tragfedersteifigkeit entsprechend beeinflusst werden. Verändert sich dabei das
Verhältnis von Vorderachse und Hinterachse, wird gleichzeitig die Fahrdynamik
optimiert.
Fahrkomfort
Unter dem Fahrkomfort (Ride) wird
der straßenerregte Schwingungskomfort verstanden. Um diesen markentypisch
auszulegen, werden in der sub­jektiven Abstimmung sehr viele unterschiedliche Straßen befahren. Der dabei gewonnene Fahreindruck wird durch objektive Kenngrößen abgesichert, die auf repräsentativen
Referenzstrecken ermittelt werden. Dabei
werden im Wesentlichen die anspruchsvolle Landstraße, die gute Autobahn sowie
periodische Anregungen und diverse Einzelhindernisse betrachtet – und damit das
gesamte Anregungsspektrum, das ein
Kunde beim Fahrverhalten erleben kann.
Bild 1
Ausprägung
Mercedes-Benz
Fahrcharakter
(© Daimler AG)
114
Die neue E-Klasse von Mercedes-Benz
Bild 2 Dynamic Select
(© Daimler AG)
Damit dies sichergestellt ist, werden
die Oberflächenprofile dieser Strecken
3-D-vermessen und durch sogenannte
Powerspektren klassifiziert. Die E-Klasse hat dabei den Anspruch, auf jeder
dieser Strecken das optimale Komfortverhalten zu zeigen.
Die digitalisierten Referenzstrecken stehen ebenfalls in der Mehrkörpersimulation und auf Ride-Prüfständen (VierStempelanlagen) zur Verfügung. Dadurch sind die Objektiva von digitalen
Dynamic Select
Bild 3 Ridesimulator
(© Daimler AG)
Mit dem Dynamic-Select-Schalter lassen sich verschiedene Fahrprogramme abrufen, bei denen neben Motor,
Getriebe und ESP das Fahrwerk und
die Lenkung eingestellt werden können. Je nach Fahrerwunsch kann zwischen Komfort, Sport und Sport+ ausgewählt werden. Dämpfungs- bzw.
Luftfedereigenschaften sowie Lenk­
gefühl werden zwischen komfortabel
und sportlich variiert. Der Fahrer erhält
eine Rückmeldung zum gewählten
Fahrprogramm im Kombiinstrument
und in der Headunit, Bild 2.
Fahren in der neuen E-Klasse
115
Prototypen (Simulation) und realen
Prototypen (Straße und Prüfstand) vergleichbar und können somit die Fahrzeugabstimmung in jeder Entwicklungsphase optimal unterstützen. Ergänzt wird dies noch durch den
Ride-Simulator, der die Möglichkeit bietet, die auf den Referenzstrecken ermittelten Objektiva von Simulation und
Messung subjektiv erlebbar zu machen.
Die Durchgängigkeit der Ergebnisse
von Simulation, Straße und Prüfstand
Bremse
Radbremse
Als Bremssystem wird eine hydraulische Zweikreisbremsanlage in Diagonal-Aufteilung eingesetzt. Die Zuordnung der Bremsendimensionen auf
die einzelnen Baumuster erfolgt nach
funktionalen und thermischen Anforderungen und setzt in Bezug auf das
Ansprechverhalten und die Stand­
festigkeit neue Maßstäbe in dieser
­Fahrzeugklasse. Durch Leichtbaumaterialien und innovative Leichtbaukonzepte verringerte sich das Gewicht
baumusterabhängig um bis zu 16 kg.
Bremssättel
Die restbremsmoment-optimierten
Aluminium-Radbremsen an der Vorderund Hinterachse unterstützen wesentlich den Leichtbaugedanken im Fahrzeug und sind wichtige ­Bausteine zur
Reduzierung der ungefederten Massen und CO2-Emissionen. Hierbei
kommen an der Vorder­achse Ein-Kolben-Faust- und Vier-Kolben-Festsättel
zum Einsatz. An der Hinterachse werden Ein-Kolben-Faustsattelbremsen
mit bremssattelintegrierter elektrischer Parkbremse (EPB) eingesetzt.
Bei den Faustsätteln besteht das
Bremssattelgehäuse aus Aluminium
und der Träger aus Sphäroguss. Die
Festsättel sind als zweiteiliger Voll-AluSattel ausgeführt. Der Belagverschleiß
der kupferfreien Bremsbeläge wird
über elektrische Fühler an den Bremssätteln überwacht.
war die Voraussetzung, das hohe Entwicklungsziel für den Fahrkomfort der
E-Klasse sehr effizient umzusetzen,
Bild 3.
Zusätzlich wurden bei der Entwicklung
der neuen E-Klasse stärker als bei früheren Baureihen auch auf einzelne Bauteile heruntergebrochene Zielvorgaben
formuliert. Dadurch war es frühzeitig
möglich, einzuschätzen, ob ein Bauteil
einfach aus dem Modulbaukasten übernommen werden konnte, oder weiterentwickelt werden musste, um das angestrebte Gesamtfahrzeugziel zu erreichen.
Bild 4 zeigt dies beispielhaft für die auf
dem Ride-Simulator ermittelte Sitzübertragungsfunktion in vertikaler Richtung.
Neben den Fahrwerkskomponenten leistet der Sitz einen wesentlichen Beitrag
zum Fahrkomfort. Ziel war ein möglichst
hoher Abfall der Schwingungsübertragung bei höheren Frequenzen. Je stärker
dieser ausgeprägt ist, umso geringer dringen durch die Straße angeregte Schwingungen und Vibrationen bis zum Fahrer
Bild 4
Sitzübertragungsfunktion
(© Daimler AG)
116
Bild 5
Parameterraum
für objektive
­fahr­dynamische
Bewertungen
Die neue E-Klasse von Mercedes-Benz
durch. Bei der E-Klasse wurden deshalb
intensive Versuche und Berechnungen mit
unterschiedlichen Sitzstrukturen, Sitzschäumen und Bezügen durchgeführt.
Handling
Neben dem Fahrkomfort war auch die erlebbare Fahrdynamik ein wesentliches Entwicklungsziel des Fahrcharakters: wendig
und leichtfüßig im Stadtverkehr, agil und
präzise auf kurvigen Landstraßen, souverän
und sicher bei schneller Autobahnfahrt – all
diese Eigenschaften werden von der E-Klasse erwartet und erfüllt.
Um dies zu gewährleisten, wurde analog
zum Fahrkomfort bereits zu Beginn der
Entwicklung das gewünschte fahr­dy­
namische Verhalten des Gesamtfahrzeugs anhand von Kennwerten und zugehörigen Zielbereichen definiert
und im Lastenheft dokumentiert. Neben
dem Grundcharakter wurden damit auch
die Ausprägungen der einzelnen Fahrwerke und Fahrmodi festlegt und objektiv beschrieben.
Die Fahrdynamik-Bewertungen erfolgen größtenteils anhand definierter
und reproduzierbarer Fahrmanöver,
die sich an DIN-/Zertifizierungsvorschriften orientieren oder aus Mercedes-Benz internen Anforderungen abgeleitet wurden. Diese Manöver sind
bezüglich Ihrer unterschiedlichen Betriebspunkte im Parameterraum „Fahrgeschwindigkeit / Querbeschleunigung
/ Anregungsfrequenz“ so gewählt, dass
der gesamte subjektiv erlebbare Fahrbereich abgedeckt ist und damit verschiedene Fahr­situationen objektiv bewertet
werden können, Bild 5.
Durchgeführt werden diese Manöver, die das Gesamtfahrzeugverhalten
beschreiben, hauptsächlich im unbe­
ladenen Zustand auf trockener Fahrbahn. Ergänzt wird dies durch Bewertungen mit definierter Fahrzeugbeladung und auf Niedrigreibwert, Bild 6.
Folgende Fahrzeugeigenschaften werden dabei objektiviert:
QQ Grundagilität und Untersteuerungsverhalten
QQ Schwimmverhalten
QQ Ansprechverhalten
QQ Bremsstabilität
QQ querdynamische Stabilität
QQ manöverinduzierte Aufbaubewegungen
QQ Lenkungsrückmeldung.
Fahren in der neuen E-Klasse
Auch beim Handling wurde das fahr­
dynamische Verhalten des W 213 bereits früh in der Entwicklungsphase digital bewertet. Dadurch war es möglich,
die im Vergleich zum Vorgänger geänderte Reifendimension sowie die großen Unterschiede bei Gewicht und
Achslastver­teilung von Ecktyp bis zum
Plug-In Hybrid – beides wesent­
liche Einfluss­g rößen für die Fahrdy­
namik – bereits vor den ersten verfüg­
baren Prototypen konzeptionell zu
b ewerten und die entsprechen­
den Kompo­nenten optimal auszulegen.
Neben der Kinematik, Elastokinematik und den notwendigen Konstruktionsdaten wie Geometrien und Gewichte flossen unter anderem auch zuvor im
Fahrversuch validierte Reifenkennfelder in die Fahrzeugmodelle ein. Im weiteren Entwicklungsprozess wurde das
Fahrverhalten dann in enger Verzahnung von Fahrwerkabstimmung (subjektiv), Fahrdynamiksimulation und
mittels Messtechnik operierender objektiver Fahrdynamikbewertung sukzessive verfeinert und angepasst.
117
Ausprägung des
­Fahrwerkscharakters
Bild 6
Fahrdynamische
Erprobung auf
Niedrigreibwert
Voraussetzung und Basis für die Um­
setzung des für Mercedes-Benz typischen Fahrcharakters der neuen E-Klasse ist die neue Vierlenker-Vor­derachse
aus Aluminium, Bild 7. Diese besitzt aufgrund der Anordnung und Gestaltung
der Radführungselemente günstige
Kenngrößen für die Achs­
kinematik.
Durch die Entkopplung der Längskräfte von den Querkräften, die auf den Stoßdämpfer wirken, verbessert sich die Vertikaldynamik und damit der für den Fahrer
spürbare Fahrkomfort. Die Spreiz-Nach-
Bild 7
Vierlenker-Vorderachse mit AIR BODY
CONTROL:
1. oberer Quer­
lenker,
2. Zugstrebe,
3. Federlenker
(© Daimler AG)
(© Daimler AG)
118
Bild 8
Fünflenker-­
Hinterachse:
1. Federlenker,
2. Schubstrebe,
3. Spurstange,
4. Zugstrebe,
5. Sturzstrebe
(© Daimler AG)
Die neue E-Klasse von Mercedes-Benz
laufachse liegt nahe an der Radmitte. Dadurch werden der Stoßradius und der
Lenkrollradius klein, was die Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen infolge
von Reifenunwuchten und Bremskraftschwankungen minimiert. Das hohe
Wankzentrum bringt am Kurvenaußenrad mehr negativen Sturz, kann somit
größere Seitenkräfte übertragen und
entlastet den Drehstab. Reduziertes
Untersteuern im höheren Querbe­
schleunigungs­b ereich verbessert das
fahrdynamische Potenzial. In Verbindung mit der vor der Radmitte angeordneten Direkt­lenkung können so hohe Durch­f ahr­g eschwindig­k eiten im
doppelten Fahrspurwechsel nach ISO
erzielt werden.
Die serienmäßige Direktlenkung wird
vom Kunden dadurch wahrgenommen,
dass die Lenkübersetzung über dem
Lenkwinkel spürbar direkter wird. Das
elektromechanisch unterstützte Lenk­
getriebe bietet neben der geschwindigkeitsabhängigen Lenkkraftunterstützung einen erhöhten Lenkkomfort
beim Geradeauslauf.
Als Sonderausstattung in Verbindung
mit dem Sportfahrwerk steht dem
Kunden ein sportlich ausgelegtes Lenkgetriebe zur Verfügung. Gegenüber der Komfortlenkung wer-
den Fahrzeughandling und -agilität
deutlich gesteigert.
Die Fünflenker-Hinterachse, Bild 8, und
ihre Komponenten wurden im
Hinblick auf Funktionsverbesserung und
Gewichtseinsparung weiter­entwickelt.
Dabei wurde das Prinzip der Raumlenkerhinterachse, die an einem Fahrschemel aufgehängt ist, wegen ihrer Radführungsqualitäten im Wesentlichen vom
Vorgänger übernommen und noch weiter optimiert. Die Kinematik und Elastokinematik der Achse wurden an die Gegebenheiten der neuen E-Klasse angepasst.
Ein wesentliches Ziel bei der Aus­legung
und Abstimmung der neuen E-Klasse
war die Verbesserung des Abtastkomforts bei der Überfahrt von Querfugen.
Zu diesem Zweck konnte an der Vorderachse das Komfortlager als wesent­liche
Stellschraube verbessert, an der Hinterachse das vordere Fahrschemellager vergrößert und die radführenden Elastomerlager feinoptimiert werden. Als
Kenngröße wurde der VDV-Kennwert
neu eingeführt. Dieser gewichtet die vom
Fahrer bei Querfugenüberfahrt gespürte
Beschleunigung in vertikaler und Längsrichtung von Vorder- und Hinterachse in
ihrem zeit­lichen Verlauf und summiert
sie zu einem Gesamtwert. Je geringer
dessen Betrag, desto besser tastet das
Fahrzeug ab. Bild 9 zeigt, dass die neue
E-Klasse Fugen und Stoßkanten deutlich
geschmeidiger überfährt als der betrachtete Wettbewerb.
AGILITY CONTROL
AGILITY CONTROL ist das weiter­
entwickelte Basisfahrwerk der Hinter­
radantriebs-Plattform von MercedesBenz, das nochmals komfortabler
abgestimmt wurde – mit großen Federwegen und wegabhängiger Dämpfung.
Alle Stahlfederfahrwerke der E-Klas­-
Fahren in der neuen E-Klasse
se sind mit DampMatic II, einem passiven Dämpfungssystem, ausgestattet.
Diese Dämpfertechnologie bietet
die Möglichkeit, bei sehr kleinen Anregungen, die wichtig für den Langstreckenkomfort sind, keine störenden höherfrequenten Beschleunigungen im
Fahrzeug zu erzeugen. Bei größeren Anregungen, die bei unebener Landstraße
und schnellen Spurwechseln Bedeutung
haben und unter anderem sicherheitsrelevant sind, bleibt die erforderliche
Dämpfung trotzdem ausreichend hoch.
Bei DampMatic II wurde das Dämpfungssystem weiterentwickelt, um einen
wesentlich weicheren Übergang zwischen der Dämpfung bei kleinen und
größeren Anregungen zu erhalten, sodass der Fahrer nie das Gefühl hat, der
Aufbau sei auch nur im geringsten „lose“
angebunden.
Das AGILITY-CONTROL-Fahrwerk gibt
es auch in einer tiefergelegten Ausführung für Kunden mit hohen Komfortansprüchen, denen eine sport­liche Optik
wichtig ist. Da es in der Regel mit einem
AVANTGARDE-Exterieur-Paket kombiniert wird, wird es auch als AVANTGARDE-Fahrwerk bezeichnet. Das Fahrzeug
steht 15 mm tiefer auf etwa den gleichen
Federsteifigkeiten wie das Basisfahrwerk,
hat aber eine entsprechend geringere
Schwerpunkthöhe.
Auch beim AVANTGARDE-Fahrwerk
kommt das DampMatic II mit den erläuterten Vorteilen in Verbindung mit der
17"-Einstiegsbereifung zum Einsatz.
AIR BODY CONTROL
AIR BODY CONTROL ist das Fahrwerk für
Kunden mit höchsten Ansprüchen an den
Fahrkomfort, die aber trotzdem eine
Wählbarkeit zwischen komfortabel und
sportlich wünschen. Dies wird erreicht
durch ein neu konzipiertes Rundum-Luftfeder-Fahrwerk, das neben einem skalier-
baren Verstelldämpfungssystem ADS+
durch Zuschaltung von mehreren Luftkammern auch eine Skalierbarkeit der
Federsteifigkeit ermöglicht. Damit sind in
Stellung „Komfort“ sehr niedrige
Federsteifig­keiten beziehungsweise ungedämpfte Aufbaueigenfrequenzen darstellbar, die ein geschmeidigeres Überfahren von Straßenunebenheiten und ein
samtenes Abrollen und Abtasten ermöglichen, Bild 10.
Gleichzeitig bietet die Four-Corner-Niveau-Regulierung den Vorteil, durch Anpassung der Federsteifigkeiten an die jeweilige Beladung dieses Komfortpotenzial auch bei unterschiedlichen
Beladungen zu erschließen. Ihr Aufbau
ist in Bild 11 ersichtlich.
Der Stößigkeitsindex ist eine Kenngröße, die die Stärke der Aufbaubeschleunigung im für den Fahrkomfort subjektiv besonders wichtigen Frequenzbereich zwischen 4 und 10 Hz hoch
gewichtet. Bild 12 zeigt, dass die Einstellung „Komfort“ deutlich geringere
Werte im Vergleich zu den Einstellungen „Sport“ und „Sport+“ aufweist und
damit ein überragend komfortables
Gleiten auf allen Fahrbahnoberflächen
ermöglicht. Im Vergleich sind auch das
passive Komfortfahrwerk AGILITY
CONTROL und das sportlich orientierte
Stahl-VSD-Fahrwerk dargestellt.
119
Bild 9
VDV-Wert zur
Bewertung
Abtasten/­
Quer­fugen
(© Daimler AG)
120
Die neue E-Klasse von Mercedes-Benz
Bild 10
Übersicht ungedämpfte
Aufbaueigen­
frequenz
(© Daimler AG)
Bild 11
Mehrkammer-Luftfeder: Federbein
Vorderachse (links),
Hinterachsluftfeder
(rechts)
(© Daimler AG)
Fahrwerk mit adaptiver
Verstelldämpfung
Neben dem überragenden Langstreckenkomfort auf der Autobahn bietet dieses
Fahrwerk dem Kunden auch auf Landstraßen mit „Handlingkurs-Profil“ eine hohe
Queragilität. Neben einer sportlichen Optik – das Fahrwerk steht wie
das erwähnte AVANTGARDE-Fahrwerk
ebenfalls 15 mm tiefer – wird dies durch
ein sportlich ausgelegtes Lenkgetriebe mit
direkterer Lenkübersetzung und sportlich
angepasster Abstimmung des Lenkmoments erreicht. Dieses harmoniert bereits
perfekt mit 18"-Mischbereifung als Einstiegsbereifung, die gleichzeitig für eine
hohe Fahrstabilität und einen schnellen
Aufbau der Querbeschleunigung (gerin­ge
Phase) nach erfolgtem Lenkeinschlag
sorgt, Bild 13. Dem Fahrer bleibt es dabei
überlassen, wie stark er den Aufbau anbinden möchte. Analog AIR BODY CONTROL
steht ihm dafür wieder das Verstelldämpfungssystem ADS+ in den Schalterstellungen „Komfort“, „Sport“ und „Sport+“ zur
Verfügung. Die Spreizung und damit die
Fahren in der neuen E-Klasse
subjektive Erlebbarkeit sind aber nochmals deutlich größer. Deshalb mussten
Federn und Stabili­satoren moderat sportlicher ausgelegt werden, wodurch auch bei
diesem Fahrwerk Grundgeschmeidigkeit
und Langstreckentauglichkeit in Stellung
Komfort erhalten bleiben. Wird die Stellung „Sport“ oder „Sport+“ angewählt, erfolgt bei sport­licher Fahrweise eine beeindruckende, sub­jektiv deutlich erlebbare,
stärkere Horizontrierung bei schnellen
Lenkbewegungen beziehungsweise ein
sehr viel geringeres Ausheben beim Über­
fahren von Bodenunebenheiten bei Geradeausfahrt.
Räder und Reifen
Die neuen Räder und Reifen wurden
in zahlreichen Simulations-, Test- und
Erprobungsschleifen präzise auf die
Anforderungen und den Charakter der
neuen Mercedes-Benz E-Klasse abgestimmt, für die unterschiedliche Reifen- und Radmodelle in den Dimensionen 16 bis 20" erhältlich sind.
Neben der Standard Mercedes-Benz
Original(MO)-Sommer- und Winterbereifung kommen für dieses Fahrzeug
auch Mercedes-Benz Original
Extended(MOE)-Reifen mit Notlaufeigenschaften als Sonderausstattung
zum Einsatz. Diese sind ab 17" -Bereifung mit erhältlichen Rädern kombinierbar.
MOE-Reifen der neuesten Generation
zeichnen sich durch ein hohes Maß an
Fahrdynamik, Komfort und Sicherheit
aus. Sie ermöglichen darüber hinaus
im Pannenfall eine Weiterfahrt mit maximal 80 km/h über eine ausreichende
Distanz, um an einen sicheren Ort
oder in eine Werkstatt zu kommen.
Die tatsächliche Reichweite ist abhängig von Beladung, Straßenbeschaffenheit und restlichem Reifendruck. Zusätzlich leisten aerodynamische
Raddesigns und rollwiderstandsoptimierte Reifen einen erheblichen Beitrag zur CO2-Reduzierung.
Noise, Vibration,
­Harshness
Neben den aktiven Komponenten zur Individualisierung des Fahrverhaltens
spielt das generelle Schwingungs- und
Akustikverhalten eine wesentliche Rolle
für ein erholsames und harmonisches
Fahrerlebnis. Die neue E-Klasse verkörpert eine ganz neue Kultur des Fahrens,
die den Fahrer entlastet und die Freiheit
verschafft, die Zeit im Auto individuell
und in neuer Qualität zu nutzen.
Durch das optimierte Schalliso­lations­
konzept unterstützt durch modernste
Entwicklungswerkzeuge, wie dem Beamforming-Verfahren und einem hybriden
Prognoseverfahren für die Innenraum-
121
Bild 12
Stößigkeitsindex
zur Bewertung von
Stuckern
(© Daimler AG)
Bild 13
Lenkwinkel­
zunahme versus
Phasenlage zur
Bewertung des
Anlenkens/
Ansprechen
(© Daimler AG)
122
Die neue E-Klasse von Mercedes-Benz
Bild 14
Schwingungs­pegel bei Rad-/
Reifenanregung
(© Daimler AG)
akustik, ist es wieder gelungen, eine äußerst komfortable Business-Limousine der
Welt auf den Markt zu bringen.
Das notwendige Fundament für Schwingungsarmut im Fahrbetrieb ist die Struktursteifigkeit der Karosserie selbst. Die
Herausforderung, die E-Klasse als räumlich größte Ausprägung ihrer Fahrzeugfamilie auf dieser robusten Plattform mit
einem hohen Maß an Steifigkeit auszustatten, wurde gemeistert. Auf dieser Basis konnte die gesamtheitliche Abstimmung des Fahrwerks und der Lagerkonfiguration durchgeführt, und im
Kompromiss ein markengerechtes Fahrverhalten dargestellt werden, das über
alle Fahrzustände hinweg als das beste
im Wettbewerbsumfeld erlebbar ist.
Die E-Klasse zeigt durch die Umsetzung
einer guten Basissteifigkeit zusammen
mit einer optimierten Lagerabstimmung
ein hervorragendes Abkoppelverhalten
der rad- und motorangeregten Schwingungen an der Vorder- und Hinterachse,
Bild 14. Damit stellt sie im Wettbewerbsvergleich das Fahrzeug mit den geringsten Schwingungsamplituden am Fahrersitz dar.
Hybride Verfahren
Die Abstimmung der komfortablen
Schwingungs- und Akustikeigenschaften
über alle Fahrwerke und Motorisierungen
hinweg wurde mit eigens für diesen
Zweck entwickelten hybriden Berechnungsverfahren gewährleistet. Die hybride Prognose ist eine Methode, die auf der
klassischen TPA (Transferpfadanalyse)
aufsetzt. Im Unterschied zur TPA werden
Schallisolation
Für den Kunden ist die Schallisolation
zwar nicht sichtbar, aber dennoch ist
sie für die Soundgestaltung eines
Fahrzeuginnenraums von enormer
Bedeutung. Durch sie wird der Geräuschkomfort im Inneren eines Fahrzeugs entscheidend beeinflusst.
Wichtig war es schon in der frühen
Fahrzeugentwicklungsphase, die neuesten Isolationskonzepte zu implementieren. Möglich wurde dies durch
die gesammelten Erfahrungen aus
den Vorgängermo­dellen sowie den
gezielten Einsatz der SEA-Berechnungstools. So konnte beispielsweise
durch eine konsequentere Abdichtung aller Übergänge und Durchbrüche in der Stirnwandisolation im Vergleich zur Vorgängerbaureihe ein
entscheidenter Schritt zu ­einem noch
geringeren Motordurchschallen getan
werden. Im Hauptbodenbereich betrachtete man nicht nur den Teppich,
sondern den gesamten Bodenaufbau
bei der akustischen Auslegung. Erfahrungen aus der Baureihe 212 trugen
maßgeblich zur optimalen Auslegung
des Zusammenspiels aus Teppich­
hinterschäumung, Absorption, Körperschallbedämpfung des Rohbaus sowie der Schalldämmung bei.
Fahren in der neuen E-Klasse
123
Bild 15
Anwendung
hybride Prognose –
Transferfunktionen
zum Fahrerohr
(© Daimler AG)
Bild 16
NVH-Maßnahmen
im Motor­konzept
(© Daimler AG)
124
Die neue E-Klasse von Mercedes-Benz
jedoch Anregungsdaten und Übertragungsfunktionen für eine Innengeräuschprognose verwendet. Dabei werden die
nötigen Anregungsdaten des Körper- und
Luftschalls der Aggregate und die Übertragungsfunktionen von Lagern, Karosserieübertragungsverhalten im Körper- und
Luftschall über ein Netzwerkmodell verrechnet. Eine Prognose des Innengeräusches ist möglich und gewährleistet
gleichzeitig einen tiefen Einblick in die
Teilbeiträge des Innengeräusches. Über
die identifizierten Anregungen und Pfade
ist es möglich, den gewünschten Geräuschkomfort gezielt abzustimmen. Bei
den Aggregaten wie dem neu entwickelten OM654 wurde diese Methode entlang
Bild 17 Schallpegel im Volllast-Hochlauf
(© Daimler AG)
Bild 18 Klangspektrum in Terz-Pegeln
(© Daimler AG)
Akustische Kamera
Das Beamforming-Verfahren, auch unter
dem Begriff „Akustische Kamera“ bekannt, Bild 19, hat als Entwicklungswerkzeug im Bereich „Akustik Gesamtfahrzeug“ bei der Daimler AG in den
vergangenen Jahren eine beachtliche
Entwicklung erlebt. Diese lässt sich in
einer Vielzahl von Veröffentlichungen
und Patentanmeldungen zu diesem
Thema messen. Dieses High-TechWerkzeug ermöglicht es, eine hochauflösende dreidimensionale Kartierung
des Fahrzeuginnenraums auch unter
modalen Schallfeldbedingungen zu berechnen. So zeichnet sich das Verfahren
durch eine ungeahnte Robustheit, Vielseitigkeit und vor allem bestechende
Präzision aus. Dazu verhelfen unter anderem eine fortschrittliche Algorithmik
und angepasste Signalverarbeitung. Einen weiteren Baustein liefert die MultiArray-Technik, die die Kombinationen
mehrerer Mikrofonarrays am selben
­Objekt ermöglicht. Sie garantiert die optimale Anpassung der benötigten Messtechnik an die gegebenen Rahmen­
bedingungen. Die Ergebnisse der
akustischen Kamera helfen den subjektiven akustischen Eindruck zu objektivieren und unterstützen dabei, Maßnahmen optimal einbringen zu können.
Fahren in der neuen E-Klasse
125
der gesamten Entwicklungskette eingesetzt. So konnten die Maßnahmen zur
Verbesserungen des Klangbilds, und die
Motor- und Getriebelagerabstimmung
bereits vor dem ersten Einbau im Fahrzeug auf die Auswirkungen im Innengeräusch prognostiziert werden, Bild 15.
Neuer Dieselmotor
OM654
Der neue Vierzylinder-Dieselmotor OM654
kombiniert optimale NVH-Eigenschaften
bei niedrigstem Gewicht mit hoher Leistung bei günstigem Verbrauch. Das NVHKonzept mit geschränktem Triebwerk und
zweiteiligem Kurbelgehäuse aus Aluminium stellt ein Minimum an Schwingungen
bei optimierter Steifigkeit dar und reduziert
Grundanregung und Rauhigkeit wie auch
Reibleistung und Motorgewicht. Zur Reduzierung der Körperschalleinleitung werden
Motorträger aus Kunststoff eingesetzt, und
um bei niedrigen Drehzahlen verbrauchsgünstig zu fahren, wurde der Schwingungsdämpfer im Drehmomentwandler weiterentwickelt. Die konsequente Kapselung
erzielt beste Ergebnisse gegen hochfrequente Geräuschanteile. Die Dämmung
der Aluminiumstruktur und Kunststoffölwanne und -zylinderkopfhaube bringen
günstigste Geräuscheigenschaften bei minimalem Gewicht und die Integraldämmung von Abgaskrümmer, ATL und HotEnd reduziert Wärmestrahlung und die
Schallabstrahlung. Mit der NVH-gerechten Verbrennungsapplikation, durch verspannte Zahnrädern und die NVH-Auslegung der Luftführung werden auch die
Störgeräusche unauffällig. Die stringente
Umsetzung des NVH-Motorkonzepts,
Bild 16, der konsequente Einsatz von Simulationsverfahren und die gezielte Abstimmung der Bauteile führen zum Ziel:
Hohe Laufkultur, geringes Geräuschniveau, Bild 17, und charakteristisches
Klangbild, Bild 18, bei souveräner Fahrleistung, hoher Wirtschaftlichkeit und geringstem Gewicht.
DANKE
Weitere Autoren: Markus Riedel, Hans
Storck, Prof. Ludger Dragon, Michael Nie-
stegge, Dirk Creuzberger, Ralph Michalski,
Achim Hespelt, Jochen Götz, Prof. Thomas
Breitling, Wolfgang Kauke, Clemens Nau,
Gerhard Schneider, Markus Beck.
Bild 19
Akustisches Array
(© Daimler AG)
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