Experimentelle Untersuchungen zur Interaktion zwischen Pkw ...

14 Einführung
Eberspächer [29] hat in einer Auswertung zahlreicher Quellen festgestellt, daß folgende
Mechanismen an der Entstehung des Reifengeräusches beteiligt sein können:
Reifenschwingungen, Air-Pumping und Luftresonanzeffekte in Profilrillen.
Die Untersuchungen von Denker [25, 26], Bschorr et al [18] und Eberspächer [29] zeigen, daß
das Reifengeräusch primär durch Reifenschwingungen verursacht wird, wobei die
Schwingungen hauptsächlich durch das Aufschlagen der Profilelemente auf die Fahrbahn, durch
Gleitvorgänge im Reifenlatsch und durch ein „Ausschnappen“ der Profilelemente aus der
Kontaktzone im Reifenauslauf angeregt werden. Messungen mittels
Miniaturbeschleunigungsaufnehmer und Laser-Doppler-Vibrometer von Eberspächer [29]
ergaben, daß die Schwingungen der Lauffläche des Versuchsreifens bis zu Frequenzen von 2500
Hz auftreten und die Hauptquelle des Reifengeräusches sind. Iwao [55] hat diese Erkenntnis
bestätigt.
Das Reifengeräusch ist stark von der Kombination Reifen - Fahrbahn abhängig. Dabei haben die
Fahrbahntextur und der Absorptionsgrad der Fahrbahnoberfläche eine besondere Bedeutung,
wie die Arbeit von Böhm et al [10] darstellt. In der Arbeit von Koike et al [60] wurden
Miniatur-Drucksensoren in Profilrillen eingebaut und damit der Schalldruck auf verschiedenen
Fahrbahnen gemessen. Die Meßergebnisse zeigen, daß der Schalldruck stark abhängig von der
Profilgestaltung und den Oberflächen der Fahrbahnen ist. Dies bedeutet, daß die
Randbedingungen größere Einflüsse auf die Bewegungen der Luft in Profilrillen haben.
Air-Pumping und Luftresonanzeffekte in Profilrillen sind Auswirkungen der Bewegung der Luft
in den Profilrillen im Reifenlatsch. Eine zufriedenstellende Beschreibung dieser Luftbewegungen
ist trotz zahlreicher Arbeiten bisher leider nicht zu finden. Ein Hauptgrund dafür ist es, daß man
die Randbedingungen der Luftbewegung noch nicht bestimmen könnte, z.B. die
Volumenänderung der Profilrillen oder die überrollte Fahrbahntextur in sehr hoher Auflösung.
Um Air-Pumping und Luftresonanzeffekte gut erklären zu können, müssen zunächst
Meßmethoden für die Bestimmung dieser Randbedingungen in dieser Arbeit entwickelt werden.
1.2.4 Fahrbahntextur
Die Oberfläche der Fahrbahn spielt eine wichtige Rolle bei der Interaktion zwischen Reifen und
Fahrbahn. Zum einen regt die Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche mit ihren verschiedenen
Frequenzen die Gummioberfläche an. Nach der vereinheitlichen Gummireibungstheorie von