Mercedes-Benz SLK-Klasse - Aeroakustik-Test im Windkanal

Mit seinem serienmäßigen Variodach bietet der SLK-Sportwagen von Mercedes-Benz den besten Geräuschkomfort in seiner Fahrzeugklasse. Das zeigen Tests im Aeroakustik-Windkanal der Universität Stuttgart mit einem neuartigen Hohlspiegel-Messverfahren. Weil das Variodach Windgeräusche besser dämmt als ein Stoffverdeck, liegt das Innengeräusch in der SLK-Klasse bei 140 km/h um bis zu sechs Dezibel unter den Werten anderer Roadster. Das entspricht einer Halbierung der Lautstärke.

Das Variodach ist eine Mercedes-Erfindung, die den SLK seit 1996 zu einem Unikat unter den Sportwagen seiner Klasse macht. Es bietet alle Vorzüge eines festen Hardtops und ist dennoch genauso flexibel wie ein Faltverdeck. Nur rund 20 Sekunden dauert die vollautomatische Verwandlung vom Roadster zum Coupé: Das Variodach entfaltet sich aus dem Kofferraum, schwenkt nach vorne und schließt sich über den Insassen, um sie vor Wind und Wetter zu schützen. Mehr noch: Anders als ein herkömmliches Stoffverdeck sorgt die innovative Dachtechnik auch für hohen Geräuschkomfort und macht die SLK-Klasse langstrecken-tauglich.

Das bestätigen die Ergebnisse der Windkanaltests, bei denen die Mercedes-Ingenieure erstmals zwei moderne Messverfahren gleichzeitig einsetzten, um den Zusammenhang zwischen den Windgeräuschen an der Außenhaut des Daches und dem Schallpegel im Innenraum zu untersuchen.

Für aeroakustische Messungen entwickelten die Sindelfinger Fachleute einen drei Meter großen und mit einer Vielzahl von Mikrofonen ausgestatteten Hohlspiegel, der aus fünf Meter Abstand jene Geräusche aufzeichnet, die der Fahrtwind bei der Umströmung der Karosserie verursacht. Mit diesem Verfahren können die Ingenieure ganze Karosseriebereiche abtasten, störende Schallquellen lokalisieren und beobachten, wie sich die Geräusche ausbreiten. Eine Videokamera im Brennpunkt des Hohlspiegels macht den untersuchten Bereich auf dem Computerbildschirm sichtbar. Gleichzeitig blendet das System die Windgeräusche je nach Lautstärke (Pegel) und Frequenz als unterschiedlich farbige Flächen in das Videobild ein. Waren für solche Geräuschanalysen bisher Dutzende Einzelmessungen erForderlich, so genügt bei dem neuen Hohlspiegel-Verfahren nur eine Messung, um beispielsweise A-Säule, Außenspiegel, Seitenscheibe und Dach zu untersuchen.

Dieses neuartige Aeroakustik-Messverfahren wurde bei dem Test durch die bewährte Kunstkopftechnik ergänzt: Hinter dem Lenkrad des SLK-Sportwagens nahm ein Kunstkopf-Dummy Platz, dessen anatomisch nachgebildete Gehörgänge mit Kondensator-Mikrofonen bestückt sind. Sie ermöglichen sowohl räumliche Tonaufzeichnungen als auch präzise Schalldruck- und Frequenzmessungen.

Aeroakustik: Windgeräusche am Variodach hörbar leiser

Die Auswertung beider Messverfahren zeigt den positiven Einfluss des stabilen Variodachs auf den Geräuschkomfort im Innenraum des SLK-Sportwagens. Der akustisch sensible Bereich in Kopfhöhe des Fahrers erscheint auf dem Computerbild der Hohlspiegel-Mikrofonie als dunkelblaue – sprich: besonders leise – Zone. Hier liegen die Windgeräusche bei 140 km/h nur zwischen 71 bis 73 Dezibel (dB (A)). Dementsprechend niedrig ist der Schallpegel im Innenraum: Am linken Ohr des Fahrers wurden 73,4 Dezibel und am rechten Ohr 71,2 Dezibel gemessen.

Anders sehen die Ergebnisse bei Sportwagen mit Stoffverdecken aus. Hier zeichnete die Hohlspiegel-Messtechnik im Aeroakustik-Windkanal deutlich höhere Windgeräusche von 75 bis 77 Dezibel auf.

Der Innengeräuschpegel lag mit durchschnittlich 78,5 Dezibel um fünf dB (A) über den Werten der SLK-Klasse. Maximal wurden in Stoffverdeck-Roadstern bis zu 79,6 Dezibel gemessen, also über sechs dB (A) mehr als im SLK – ein hörbarer Unterschied, denn er bedeutet eine Verdoppelung der Lautstärke.

Psychoakustik: Leise und angenehme Geräuschkulisse im SLK-Sportwagen

Neben solchen Messwerten ist für die Mercedes-Ingenieure die Frage wichtig, wie Autofahrerinnen und Autofahrer den Akustikkomfort empfinden. Denn manche Geräusche, die der Schallpegelmesser als leise registriert, können aufgrund ihrer Frequenzen durchaus unangenehm sein und das Wohlbefinden auf langen Strecken trüben. Deshalb sind für die Fachleute neben Dezibel und Hertz auch eine Reihe psychoakustischer Kennwerte maßgebend, die über die subjektive Wahrnehmung der Geräuschkulisse im Automobil informieren.

Einer dieser Parameter ist zum Beispiel die Lautheit. Er wird aus verschiedenen Frequenzgruppen berechnet und beschreibt deshalb präziser als der Schallpegel (in Dezibel), wie der Mensch die Lautstärke empfindet. Dank Variodach und guter Schallisolation fällt der Wert für die Lautheit im SLK-Sportwagen deutlich geringer aus als in Roadstern mit Stoffverdeck.

Ein anderes Kriterium für den Geräuschkomfort ist der so genannte Artikulations-Index. Er gibt Auskunft darüber, wie gut sich die Auto-Insassen während der Fahrt verständigen können. Lästig ist es beispielsweise, wenn der Fahrtwind permanent ein hochfrequentes Zischen verursacht und so die Sprachkommunikation erschwert.

Für die SLK-Klasse berechneten die Mercedes-Ingenieure einen Artikulations-Index von 45 Prozent. Er liegt damit fast auf dem Niveau eines Coupés oder einer Mittelklasse-Limousine und übertrifft die Werte anderer Roadster mit Stoffverdeck um bis zu acht Prozentpunkte.