So klingt der Quantensprung: Der neue Opel Astra im Akustiklabor

Rüsselsheim.  Stille. Es ist in dem ungewöhnlichen Raum so still, dass man den berühmten Stecknadelkopf fallen hören könnte. In der Mitte steht der neue Opel Astra, rundherum fällt der Blick auf zahlreiche Mikrofone. Wird der Motorsound des brandneuen Kompaktklässlers für den nächsten Werbespot aufgenommen? Nicht ganz, denn zum Zeitpunkt, zu dem der Astra hier vorfährt, befindet er sich noch in der Endphase zur Serienreife. Und damit aus dem neuen Astra auch tatsächlich ein Quantensprung wird, dafür tragen nicht zuletzt die Techniker und Ingenieure um Bernd Justen Verantwortung. Sie sind für das passende Geräuschverhalten des Kompaktklasse-Modells zuständig und prüfen dies hier auf Herz und Nieren: im Akustiklabor von Opel in Rüsselsheim. Neben Tests auf der Komfort- und Geräusch-Messstrecke im Opel Test Center Rodgau-Dudenhofen fahren die Neuentwicklungen des Automobilherstellers hier abschießend für den „guten Ton“ vor.

Noise & Vibration: Der „gute Ton“ über und unter der Astra-Haube

Ganz oben im Lastenheft des neuen Astra stand neben höchster Effizienz der dynamische Sound des Fahrzeugs, und das bei ausgewiesener Laufruhe. Dafür sorgen zuvorderst die Turbobenziner und Turbodiesel der jüngsten Generation, die den Astra antreiben und dessen athletisches Erscheinungsbild auch hörbar machen sollen. „Doch das ist nur ein Aspekt, den wir im Akustiklabor prüfen“, erklärt der für die Kompaktklasse-Modelle zuständige Vehicle Performance Manager Bernd Justen. Vielmehr muss der Astra eine umfangreiche und genau definierte Anforderungsliste abarbeiten. „Dazu gehört neben dem passenden Motor-Sound oder dem Rollgeräusch genauso auch das Schließgeräusch der Türen oder das Klicken des Blinkers. Hier vor Ort überprüfen wir zunächst die simulationsbasierte Grundauslegung. Davon ausgehend arbeiten wir dann weiter, bis der Astra in Sachen Geräuschverhalten unsere Erwartungen erfüllt.“

Die Wände und Decken des Labors sind dank geräuschabsorbierender Materialien perfekt schallisoliert. Hier wird der Astra auf große Rollen gefahren, die in den Hallenboden eingelassen sind. Sie erzeugen den gleichen Widerstand, den ein Fahrzeug auf der Straße durch Wind und Rollreibung erfahren würde. „So können wir ‚auf der Rolle‘ die gleichen Lastzustände fahren wie auf der Straße und wetterunabhängig sowie unter konstanten Rahmenbedingungen verschiedene Szenarien testen“, sagt Justen. Zu diesen zählen zum Beispiel das Leerlaufverhalten, die Start/Stop-Funktion sowie das Fahren unter Teil- und Volllast. Die hochempfindlichen Mikrofone nehmen dabei sämtliche Geräusche zur anschließenden Auswertung auf.

Eine typische Messung auf dem Rollenprüfstand ist ein Volllast-Hochlauf im dritten Gang, den der komplett neue 1.4 ECOTEC Direct Injection Turbo, ein Vierzylinder aus derselben Motorenfamilie wie der innovative Einliter-Dreizylinder von Opel, stets unter Einhaltung der vorher definierten Grenzkurven für das Innengeräusch hervorragend meistert. Wie bereits beim Dreizylinder entwickelten die Konstrukteure das wahlweise 92 kW/125 PS oder 110 kW/150 PS starke Aggregat mit dem Ziel, hinsichtlich Geräusch- und Vibrationsverhalten einen neuen Standard zu setzen (Kraftstoffverbrauch kombiniert: 5,5‑4,9 l/100 km, CO₂-Ausstoß kombiniert: 128-114 g/km). Vorbildliche Laufruhe konnten sie durch ein geräuschoptimiertes Motorblock-Design erzielen, bei dem unter anderem die Ölwanne zweigeteilt ausgeführt wurde. Als weitere Maßnahmen zur Verminderung des Geräuschpegels wurden der Abgaskrümmer schallgeschützt in den Zylinderkopf integriert, ein geräuschdämmender Ventildeckel konzipiert, die Hochdruckeinspritzventile entkoppelt und die reibungsarme Steuerkette auf leisen Rundlauf hin optimiert. Dass die Entwickler hier ganze Arbeit geleistet haben, zeigt sich auf dem Prüfstand: Die Motoren bieten ein angenehmes und dabei dynamisches Klangerlebnis – und minimieren den Geräuschpegel im Innenraum.

„Kunstkopf“-geprüft: Angenehmer Fahrzeug-Sound im Astra-Innenraum

„Das vorbildliche Geräuschbild bestätigen auch unsere ‚Kunstköpfe‘“, nennt Justen die seltsam anmutenden Gestalten in der Fahrgastzelle des Astra, die an Dummys oder Schaufensterpuppen erinnern. Auf den Sitzen sind Kunststoff-Nachbildungen des menschlichen Kopf- und Schulterbereichs drapiert, die über eine korrekte Nachbildung der akustisch relevanten Komponenten des menschlichen Außenohrs verfügen. „In den Ohren unserer Kunstköpfe befinden sich ebenfalls hochempfindliche Mikrofone. Mit diesen können wir Geräusche so aufnehmen und wiedergeben, wie sie von ‚echten‘ Menschen wahrgenommen werden.“ So ist nicht nur eine Stereo-Aufnahme und Wiedergabe möglich, auch oben und unten lassen sich unterscheiden, das Hören wird sozusagen dreidimensional.

Um den gewünschten und für die Passagiere angenehmen Fahrzeug-Sound zu erlangen, wird mit der so genannten binauralen Messtechnik eine Transferpfad-Analyse durchgeführt. Dies ermöglicht es, zwischen Körperschall und Luftschall zu unterscheiden. „So können wir die unterschiedlichen Geräuschquellen identifizieren und analysieren – und feinjustieren“, beschreibt Bernd Justen die Arbeit des Teams. Denn dank der Transferpfad-Modelle erkennen die Ingenieure, an welcher Schraube sie wortwörtlich noch drehen müssen, um den vereinbarten Zielwert zu erreichen – zunächst virtuell und dann in der Realität. Fällt Beides zur Zufriedenheit aus, hat der Astra die nächste wichtige Hürde zur Serienreife überwunden.