Schalldämpferakustik

Schalldämpfer werden eingesetzt, um Schallemissionen von Motoren zu mindern. Sie selbst stellen aber auch akustische Übertragungsglieder dar, die durch Hohlraumeigenschaften und Partialschwingungen der Oberfläche die Schallemission ungünstig beeinflussen können. Dies äußert sich im Mündungsschall und in der Schallemission über Körperschall.

Für den Schalldämpfer eines Pickups wurde untersucht, wie sich die Gesamtschallleistung zwischen Körperschall und Mündungsschall aufteilt und wodurch die Schallabstrahlung beeinflusst werden kann. Insbesondere war von Interesse, inwiefern sich eine Schallreduzierung durch Verwendung von Basaltsteinwolle erzielen lässt.

Im oberen Bild ist eine Oberflächeneigenform bei 1330 [Hz] dargestellt. Bei motorseitiger Anregung des Abgases wird Schall unter anderem über diese Eigenform abgestrahlt (mittleres Bild). Die Aufteilung der Schallabstrahlung in Körperschall und Mündungsschall ist für diese Resonanzfrequenz im unteren Bild erkennbar.

Während oberhalb von 1 [kHz] ein hoher Anteil der Schallleistung über die Oberfläche abgestrahlt wird, erfolgt die Schallabstrahlung unterhalb von 1 [kHz] fast ausschließlich über die Mündung.

Dieser Aspekt muss bei Maßnahmen zur Reduzierung der Schallabstrahlung berücksichtigt werden. Der untere Frequenzbereich kann durch die geometrische Gestaltung der Schalldämpferkammern beeinflusst werden, während sich der höherfrequente Bereich durch Versteifungsmaßnahmen (Sicken, Rippen) der Oberfläche verbessern lässt.

Der Einbau von Basaltsteinwolle an den inneren Stirnflächen führt zur Reduzierung der Schallabstrahlung um 10 [dB]. Diese Maßnahme wirkt allerdings nicht bei Resonanzfrequenzen, deren Eigenformen eine hohe Beteiligung der Mantelfläche aufweisen.