2020-11-20_PDF-Active-Sound-Performance

Abgasanlagen mit Klappensteuerung und Soundgeneratoren klingen toll, machen aber
Lärm. Deshalb gibt es seit 2016 neue Regelungen zum Bestand und zur Nachrüstung.
(vgl. https://www.motor-talk.de/news/anders-ist-erlaubt-lauter-verboten-t6359596.html)
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(vgl. https://www.motor-talk.de/news/die-sound-taste-bleibt-t5282750.html?highlight=EU%3BKlappen)
Damit stehen seit dem 01. Juli 2016 ganz klare und nicht mehr diskutierbare
Fakten, welche letztendlich von der Automotive-Branche eine neue
Generation von Abgasanlagen fordern.
Dabei ist Soundtuning bzw. Lautstärkereduzierung durch Gegenschall (ANC-Systeme) doch
gerade bei den heutigen und durch die Abgasnachbehandlung „vorgedämpften“ Turbomotoren
((Ottomotor oder Diesel mit DOC, (DEF + SCR bzw. SDPF) SCR und ASC)) eine geniale
Erfindung, um hierbei die hochkomplexen Anforderungen perfekt zu meistern.
Derart optimiert könnte auf konventionelle Schalldämpfersysteme, als auch auf Klappenanlagen
samt strömungstechnisch schädlicher und gewichtiger „Schlangennester “ völlig verzichtet
werden, denn es beständen kaum noch Staudruckverluste und von den Fahrzeugen
würden trotzdem die gesetzlichen Vorgaben voll erfüllt, wenn nicht gar übertroffen.
Es wird bei ANC-Systemen sozusagen „immer mit offener Klappe“ bei stets optimalen
Wirkungsgraden gefahren und dennoch kann ohne „Einfluß des Fahrers“ auch der Klangfarbe
gebührend der Umwelt Rechnung getragen werden (z.B. mittels elektronisch integrierter
Kurzzeit-Fourier-Transformation (engl. Short-Time Fourier Transform, STFT).
Genau das ist der tatsächliche Fortschritt, statt mittels technisch defizitärer, völlig überteuerter
und thermisch überforderter Sound-Booster per Tonkonserven und APPs den originären Abgasklang
nur zu übertönen und noch wilderes Röhren, Dröhnen, Schub-Blubbern und Gunshots
(sprich nur additiven Lärm) für teures Geld an den Mann / den „Sound-Fan“ zu bringen .

Mitmenschen die auf diesen Sound-Nonsens stehen, obwohl es bereits technisch weit überlegene
Lösungen gibt ein Auto leiser zu machen, sind m.M.n. in ihren Ansichten höchst
widersprüchlich (z.B. wie die Antinomie „Meine Nase wächst ‘gerade‘“, sagte Pinocchio).
Derartige „Rabulisten“ (so möchte ich die Fans von Sound-Tuning bezeichnen),
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• lieben einerseits den technischen Fortschritt um ein Auto leistungsstärker, sportlicher
und effizienter zu machen (meist jedoch ohne die Technik wirklich zu verstehen),
• andererseits oder gerade deshalb schwelgen diese Mitmenschen ihrer Monomanie in
ein rückständiges nur noch lärmendes und bereits deshalb überteuerten Sound-Tuning.
Derart handelt es sich um Egozentriker, welche billigend in Kauf nehmen, unsere Umwelt nur
zu Gunsten ihres Wohlgefühls und ihrer individuellen Psyche mit einem physikalisch und
wirtschaftlich völlig ineffizienten sowie sozial zumindest grenzwertigen Lärm zu belästigen.
Es gilt vielmehr die hohen Potentiale innovativer Abgasanlagen (insbesondere ANC-
Systeme) zukünftig zu nutzen, welche durch höchste Wirkungsgrade gekennzeichnet sind,
mittels neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse in den Bereichen Akustik, Elektronik und
Werkstoffkunde entwicklungstechnisch sowie in Praxis wirtschaftlich umzusetzen!
(Ungeachtet dessen dürften im Nachrüstbereich dann die Preislevel bis zu Akrapovič oder
NAP auch plausibler bzw. leistungsgerechter und damit akzeptabler erscheinen.)
Hierzu zwei Entwürfe eines ANC-Systems (Active Noise Cancellation):
(Weitere Details findet Ihr in https://www.yumpu.%com/de/document/read/65008625/2020-11-20-pdf-active-sound-performance)

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Man beachte bitte bei diesen Entwürfen:
• Die kompromisslose, direkte, strömungs- und querschnittsoptimierte Abgasführung,
• den Entfall von Klappen und von alternativen und leistungsrelevanten Schalldämpferelementen
zwecks Umgehung der “gesetzmäßigen Normen“,
• den Entfall von „Schlangennestern“ und internen Siebrohren zwecks zusätzlicher Absorptions-
und Reflexionskammern sowie von strömungsungünstigen Doppelendrohren,
• die System-Kompaktheit und den Entfall multipler innerer Strömungsumlenkungen
klassischer Schalldämpfer, d.h. max. 2 x 90 ° Umlenkung des Fluids je Abgasstrang
sind die logische “ultima Ratio“; man denke auch an die Zeta- & Widerstandsbeiwerte,
• Absorptionsdämpfer befinden sich nur in den schwarz verchromten Endrohren (offenporiger
AlMgSp0,5-Schaum zwecks hohem Wärmeübergangskoeffizient α, faserfrei
und beständig (keine teure EU-Konditionierung bei der Zulassung), wartungsfreundlich
• die konsequente Auslegung einflutiger, möglichst verlustfreier, rauscharmer und akustisch
von geringer Rauhigkeit charakterisierter Endrohre, statt strömungshemmender Y-
Endrohre (dies ermöglicht auch aerodynamisch günstigere breitere Heckdiffusoren),
• ergo insgesamt minimalster Staudruck bei höchster Effizienz im Gesamtsystem,
• die volle Systemintegration aller aktiven Akustikelemente (ANC, AHR, MICs) und deren
Anpassung an alle variablen Betriebsparameter wie Drehzahl, Last, Ladedruck, Gangwahl,
Temperatur, Luftdruck und Schallgeschwindigkeit in Echtzeit,

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• die möglichst direkte akustische Wirkung der ANC-Systeme auf die Abgasströme (z.B.
akustische Kopplung mittels Membran (Titan-Folie), bei kompletter Fluidtrennung),
• die wirksame akustische und thermische Isolation aller fluidführenden Systeme (z.B.
reduzierte Strahlungswärme, keine Verzerrung der Klangfarben, möglichst konstante
Schallgeschwindigkeit im System und keine „Blechresonanzen“ bzw. kein Dröhnen),
• die räumliche Konzentration aller unmittelbar am Abgasstrom gelegenen Akustikelemente
(z.B. HRs, keine externen “J-Pipes“ und vorgelagerte Resonatoren),
• die Gesamt-Beherrschung der diskreten Peaks (dB-Scheitelwerte) über das gesamte
Frequenzband hinsichtlich Schalldruck (dB) und Klangfarbe (Obertöne), d.h. die motorseitigen
Pegel durch aktive Pegelminderungen (ANC) auf die Zielpegel zu mindern,
• die optimierte interne thermische Isolation sowie die möglichst hohe extern Wärmeabfuhr
aller elektrodynamischen Komponenten (ANC, AHR, MICs),
• die Ausführung aller elektrodynamischen Komponenten in Schutzklasse IP 67,
• dies unter Einsatz von thermisch- und gewichtsoptimierten (>50%)Hightec-Werkstoffen,
• die größtmögliche Kompatibilität des Gesamtsystems mit einer breiten Motoren-Palette,
• die simple Anpassung an die erforderlichen Einbauverhältnisse des jeweiligen KFZ,
• die durch die hohe Komplexität der ANC-Microprocessorsteuerung und -Regelung
unter Einbindung der Steuerungs- & Regelelektronik in das CAN-BUS-System und
deren Anbindung an die Zentralelektronik, nicht mehr kostenrelevante Realisierbarkeit
des Ausschlusses von nachträglichen Manipulationen durch „Sound-Tuner“ und Halter.
Interessierte Kooperations- und Entwicklungspartner möchten bitte per PN
Kontakt mit mir aufnehmen, Danke.
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Sachstand (ab 2018) z.B. BMW AG
Werksseitig wurden angeboten:
bmw-m-performance-abgasanlage-active-sound
UVP 1.418,88 - 1.623,03 € (inkl. MwSt.), (ohne M2, M3, M4, M5, 6er, 7er, 8er, ohne MPPSK,
ohne Akrapovič, ansonsten bis ca. 6.900 € (inkl. MwSt.))
Zubehör
2x M Performance Endrohrblenden-Sätze chrom +149,98 € bis 4x M Performance Carbon-
Doppel-Endrohrblenden UVP 546,71 € (M2, M3, M4, M5 ), ansonsten Endrohrblenden-Sätze
in Sondergrößen (Carbon, Titan) bis ca. 1.475,00 € (inkl. MwSt.)

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Div. Zitate aus div. BMW-PR-Veröffentlichungen:
„Dieselfahrzeuge stehen Benzinern in den Fahrleistungen in nichts nach. Nur beim Sound gab
es bis jetzt einen deutlichen Unterschied. Erstmalig steht jetzt eine Sportabgasanlage speziell
für Diesel-Fahrzeuge zur Verfügung, die ebenfalls über einen emotionalen Klang verfügt. Die
M Performance Abgasanlage Active Sound ist ab 18d aufwärts auch für alle Dieselfahrzeuge
der BMW 2er, 3er und 4er Reihe erhältlich. In BMW eigenen Schalllaboren abgestimmt und
getestet worden, eignen sich diese Anlagen mit einem Höchstmaß Qualität und Stimmigkeit
perfekt für den sportlichen und dynamischen Fahrer und geben diesem die Möglichkeit, sein
Fahrzeug auf eine ganz besondere Weise zu individualisieren.
• Größere Endrohrblenden: Modelle 18d vor 07/2015 und 20d, 25d, 30d, 35d
Vergrößerung von 70 mm auf 76 mm.
• Größere Endrohrblenden: Modelle 18d nach 07/2015 und 20d, 25d, 30d, 35d
Vergrößerung von 75mm auf 76mm.
• Das Klangbild ist eine Kombination aus mehreren Komponenten: Der klassische Motorsound,
der durch den Entfall des Endschalldämpfers hervorgehoben wird und der durch
den Aktuator erzeugte Sound, unterstreichen zusätzlich den sportlichen Charakter.
• Klang im Innenraum: Der Sound wird immer im äußeren Heckbereich des Fahrzeugs
erzeugt. Dies ist auch, analog zu den bekannten und geschätzten BMW M Performance
Sportschalldämpfern, im Innenraum erlebbar.
• Aufwertung: Alle 18d Kunden bekommen jetzt ein zusätzliches Endrohr. Außerdem erfolgt
hier eine Aufwertung für alle 20d Fahrzeugen, die vor 07/2015 produziert wurden.
• Die Anlage ist perfekt abgestimmt mit dem M Performance Portfolio und vollständig in
die Designsprache integriert.
• Made in Germany: Die M Performance Abgasanlagen Active Sound wurden mit
neuester CAD- und FEM-Technologie entwickelt.
• Alle gesetzlichen Anforderungen werden erfüllt. Es sind keine zusätzlichen Abnahmen
oder Eintragungen in den Fahrzeugpapieren erforderlich“ (Zitate Ende).
(…. man könnte diese Zitate natürlich mit solchen anderer Hersteller ergänzen)
Kommentar meinerseits:
Schöne und in Masse ziemlich emotionale PR-Sprüche mit vielen Teilwahrheiten, aber
wenig echten Fakten, was allerdings dem Stand der Technik bei Abgasanlagen „Null“
bringt, weder zu deren Effizienz (Staudruck v.s. Dämpfung), noch zur Gesamtwirtschaftlichkeit
beiträgt und insgesamt nur die Lärmszenarien definitiv verschlechtert!

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Betroffene Baureihen bei BMW:
1er Reihe Typ F20/21 ab 2011
2er Reihe Typ F22/23 ab 2013
3er Reihe Typ F30/31/34/35 ab 2012
4er Reihe Typ F32/33/36 ab 2013
5er Reihe Typ F10/11 ab 2010
6er Reihe Typ F06/12/13 ab 2011
7er Reihe Typ F01 ab 2011
X3 Typ F25 ab 2010
X4 Typ F26 ab 2014
X5 Typ F15 ab 2013
X6 Typ F16 ab 2014
X1 Typ F48 ab 2015
7er Reihe Typ G11/12 ab 2017
5er Reihe Typ G30/31 ab 2017
Ein ab Werk „modulierter“ Sound ist damit zwar weiterhin zulässig, mehr Lärm hingegen nicht.
(Siehe auch https://www.motor-talk.de/forum/aktion/Attachment.html?attachmentId=763114)
Spätestens im Juni 2018 ist deshalb für BMW die „Hoffnung“ geplatzt das MPPS-Kit weiterhin
genehmigt zu bekommen, weil zukünftig lt. BMW-Zubehörvermarktung normenunverträglich.
Dies schließt auch die Performance-ESD mit ein.
Es gibt also keine Möglichkeit mehr diese Kits noch legal zu verbauen bzw. nachzurüsten.
Technologien mit OPF, DPF und SRC sowie Klappen und Active Noise Cancellation (ANC)
setzen zwingend die Konformität mit folgenden Gesetzmäßigkeiten voraus:
Seit 1. Januar 2019 gelten u.a. rechtsverbindlich (Bestandsschutz ausgenommen):
1. VERORDNUNG (EU) 2018/1832 (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?
uri=CELEX:32018R1832)
in Verbindung mit
Amtsblatt des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur der Bundesrepublik
Deutschland (VkBl. 2018, Seite 214, Nr. 53 vom 15. März 2018 (https://atl-gefahrgutbuero.de/
data/documents/0518-Maerz-2018.pdf)
sowie
- VERORDNUNG (EU) Nr. 510/2011 (https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do ?
uri=OJ:L:2011:145:0001:0018:DE:PDF)

- VERORDNUNG (EG) Nr. 715/2007 (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?
uri=CELEX:32007R0715)
- VERORDNUNG (EU) 2017/1221 (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?
uri=CELEX:32017R1221&from=DE)
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Allerdings gibt es keine allgemein gültigen Aussagen, denn Konkretes ist vom Zeitpunkt der
jeweiligen Typenzulassung sowie der zu diesem Zeitpunkt gültigen Gesetzeslage abhängig
(Stichwort: Bestandsschutz). Man vergleiche https://www.autozeitung.de/auspuff-tuningsoundgeneratoren-verboten-194020.html
Vorschlag meinerseits:
Motoren sollten sich authentisch und auch psychoakustisch „sozialkompatibel“ anhören, egal
ob V6 oder V8, Boxer oder 180° V, oder moderne R3, R4, R5, R6 oder auch Turbodiesel.
Aber fast hätten sich ja alle per „Active Sound“, div. MIDI-Dateien und div. APPs individualisierten
KFZ demnächst gleich „VAG/AUDI-synthetisch“ angehört, wenn der Gesetzgeber nicht
eingeschritten wäre. Dann hätten wir alsbald akustisch gleiche Autos gefahren und dank dilettantischen
„Sound Tuning“ hätten sich div. “Rennsemmeln und Reisschüsseln“ im Vergleich zu
Hochleistungssportwagen „akustisch-emotional“ nur wenig beim Lärm (“Sound“) genommen.
Chapeau an die „Diktatur der Prolls“ bzw. auch an die deshalb willfährigen, weil zunehmend
nur noch profitorientierten Hersteller und ebenso an die entsprechenden Nachrüster.
Wenn ein Hersteller oder auch Nachrüster wildes Röhren, Dröhnen, Schubblubbern, Schaltknallen
und Gunshots (sprich in toto Lärm) appliziert(e), dann macht(e) er dies, weil
1.) es eine gewinnbringende Klientel dafür gibt ( z.B. bei VAG, Daimler, AMG, BMW u.a.)
2.) in den Prüfnormen dieser Akustik-Nonsens nicht enthalten ist (war),
3.) und folglich in den Prüfverfahren auch nicht auftrat und dieses zudem Entwicklungs- und
Herstellungskosten sparte (=> weil um die Normen herum gebaut/entwickelt werden konnte).
Ins Leere gehende oder nicht in den Abgasstrang unmittelbar integrierte Aktuatoren sind das
beste Beispiel für den lächerlichen Widerspruch „LAUT-DÄMPFER“ eines LAUT-Sprechers in
der Blechkugel am bzw. neben dem Schall-DÄMPFER“ und das bitte ab 1.500 € aufwärts.
Man sollte sich deshalb erst einmal in die Materie einlesen, verstehen und
danach wie folgt differenzieren:

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● Das diskutierte Sound Tuning ist in Masse ein rein elektronisch generierter Sound.
Motor- bzw. Auspuffgeräusche werden mittels billiger Technik künstlich erzeugt und
additiv zum originären Klangspektrum im Bereich der Abgasdiffusoren „eingespeist“
(oder wirken auch ohne Verbindung zum Abgasstrom direkt ins „Freie“). Das vorhandene
oder auch nicht vorhandene Klangspektrum wird also nicht reduziert,
sondern für teures Geld mit noch mehr Lärm („Sound“) übertönt!
● Das Active Noise Cancellation (ANC) ist dagegen eine komplexe Entwicklung,
welche konventionelle Schalldämpfer partiell (oder auch komplett) ersetzen kann.
Im Abgasstrang wird zeitgleich ein genau gegenläufiges, also um 180° phasenverschobenes
Klangspektrum eingespielt, sodass „Schall und Antischall“ sich überlagern
und in Summe möglichst auslöschen. Dazu wird das originäre Frequenz- und Klangspektrum
des Fahrzeuges mittels einem Feed-Forward-Mikrofon und einem Feed-
Back-Mikrofon (sogen. hybrides ANC-System) fortlaufend dynamisch erfasst. Die
Gegengeräusche werden in Echtzeit errechnet, gefiltert, moduliert und maskiert,
mittels spezieller Aktuatoren in den Abgasstrang emittiert und entsprechend aller
variablen Parameter (z.B. Drehzahl, Last, Druckhöhe, Ladedruck, Beschleunigung,
Gangwahl, Temperatur und Schallgeschwindigkeit) unmittelbar in Echtzeit nachgeregelt.
Genau hierin liegen die Potentiale zukünftiger innovativer Abgasanlagen, welche
durch höchste Wirkungsgrade, bei geringsten Staudrücken gekennzeichnet sind
und zudem neueste Technologien sowie Werkstoffe nutzen!
Aktuelle gesetzliche Zulassungen und Änderungen der Steuerungen
von Klappen-Schalldämpferanlagen und verbauter Soundgeneratoren:
Einige Fahrzeuge aus dem Anwendungsbereich der Rahmenrichtlinie 2007/46/EG
besitzen serienmäßig Abgasanlagen mit variablen Geometrien (sog. Klappentechnik).
Diese Systeme sind als Bestandteil der Geräuschgenehmigung des Fahrzeugs derzeit
noch zulässig. Sie werden jedoch bei neu zu genehmigenden Fahrzeugen und Umbauten
bzw. bei Nachrüstungen in allen eventuellen Fahrmodi auf die Einhaltung der in
den harmonisierten Vorschriften festgelegten Grenzwerte des Fahrgeräuschs und der
Geräuschbestimmungen (Aditional-Sound-Emission-Provisions (ASEP)) geprüft.
Seit geraumer Zeit ist auch die Nachrüstung mit zusätzlichen Steuergeräten und/oder
modifizierten Softwarevarianten zur geänderten Ansteuerung von Klappenschalldämpfern
und von Sound-Generatoren vermehrt anzutreffen.
Die Bandbreite der Veränderungen reicht von manuellen mechanischen oder auch elektronischen
„laut/leise Umschaltern“ bis zu kennfeldgesteuerten und sich automatisch
ändernden Schallpegeln (gesteuert z. B. über das Geschwindigkeits-, Gang-, Last- und
Drehzahlsignal). Das Geräuschverhalten dieser so geänderten Fahrzeuge ist im realen
Verkehr i.d.R. aber höher als deren serienmäßiges Geräuschverhalten.

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Bei Fahrzeugen für die ältere harmonisierte Geräuschanforderungen gelten, wird die
Übereinstimmung mit den Vorschriften im Nachweis gemäß § 19 StVZO oftmals seitens
Tuner und „Sound-Fans“ als gegeben dargestellt, da gemäß diesen Vorschriften lediglich
die „normalen Betriebsbedingungen“ und somit keine zusätzlichen Fahrmodi des
Fahrzeugs geprüft wurden, oder aufgrund der Tatsache, dass die Änderungen das
Geräuschverhalten im Bereich der Messung des Fahrgeräuschs (z. B. 2. & 3. Gang im
Geschwindigkeitsbereich von 50 bis 65 km/h) unverändert belassen wurden.
Gemeinsames Verständnis von Bund und Ländern:
Änderungen an Fahrzeugen gemäß § 19 StVZO auch in Verbindung mit § 21 StVZO mit
veränderten Steuerungen von Klappen-Schalldämpferanlagen bzw. Soundgeneratoren,
welche höhere Geräuschpegel erzeugen, widersprechen dem § 30 Abs. 1 Nr. 1 StVZO.
Dies ist auch dann der Fall, wenn die zugrunde liegenden harmonisierten Vorschriften
deren Einfluss nicht bewerten würden. Veränderte Steuerungen von serienmäßig verbauten
Klappen-Schalldämpfern und/oder Soundgeneratoren sind nur dann im Sinne
der StVZO als zulässig anzusehen, wenn die Fahrzeuge nach der Umrüstung unter
allen realen Betriebszuständen nicht lauter als im serienmäßigen und dem in der
Betriebserlaubnis überprüften Zustand sind.
Bestehende Teilegutachten zur genannten Thematik, welche die nachfolgend
aufgeführten Anforderungen nicht berücksichtigen, sind zukünftig im Rahmen
von Änderungsabnahmen abzulehnen.
Nochmals, eine Nachrüstung mit einer veränderten Ansteuerung von Klappen-Schall
dämpferanlagen und/oder Soundgeneratoren ist mit den vorgenannten Anforderungen
der StVZO also nur noch dann vereinbar, sofern in allen wählbaren Einstellungen/Fahrmodi
unter allen realen Fahrsituationen (z. B. Geschwindigkeit, Last, Beschleunigung,
Verzögerung, jeweils in allen wählbaren Getriebestufen, Geschwindigkeitsbereichen und
Fahrmodi) das Geräuschniveau des umgerüsteten Fahrzeugs nicht höher ist, als das
Geräuschniveau des genehmigten, serienmäßigen Typs unter identischen Bedingungen
(d.h. Vergleichsmessungen vor und nach der Änderung).
Fahrzeuge bei denen aufgrund älterer Geräuschvorschriften nur jeweils einzelne
Bedingungen (Gangstufen, Geschwindigkeitsbereiche und eventuell vorhandene
Fahrmodi) im Rahmen der Fahrzeuggenehmigung auf die Einhaltung der Grenzwerte
überprüft wurden, haben im Falle der beschriebenen Änderungen diesen Nachweis für
alle eventuell vorgenannten Bedingungen (alle wählbaren Einstellungen/Fahrmodi unter
allen realen Fahrsituationen) zu erbringen.
Beim Vorhandensein unterschiedlicher Fahrmodi bilden die der ursprünglichen Fahrzeuggenehmigung
zugrunde liegenden geprüften, grenzwertkonformen Modi vor der
Änderung die Basis des Vergleichs zu allen anderen Bedingungen nach der Änderung.

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Fazit:
● Anders ist erlaubt, lauter verboten, mehr zu diskutieren gibt es nicht,
● Höhere Effizienz, mehr Leistung und weniger Verbrauch sind besser,
● also gilt es die vielfachen Potentiale zukünftiger innovativer Abgasanlagen,
welche durch höchste Wirkungsgrade gekennzeichnet sind,
mlttels neuester wissenschaftliche Erkenntnisse in den Bereichen
Akustik, Elektronik und Werkstoffkunde entwicklungstechnisch in die
Praxis umzusetzen sowie wirtschaftlich zu nutzen!
Zusammenfassung und Ausblick
In der Fahrzeugentwicklung werden wie dargestellt die Zielkonflikte bei der Entwicklung
von Abgasanlagen immer schärfer. Innovative aktive – genauer gesagt reaktive - ANCbgassysteme
nutzen integrierte, prozessorgesteuerte und -geregelte Sekundärschallquellen
und u.U. variable Resonatoren dazu, die kompromissbehafteten akustischen
Funktionen konventioneller Anlagen zu substituieren, die Einhaltung der immer schärfer
werdenden gesetzlichen Grenzwerte zu entschärfen und dennoch die Wirkungsgrade
sowie die Wirtschaftlichkeit der Systeme zu verbessern.
Hierbei können signifikante Dämpfungen der Abgasgeräusche von bis zu 10 dB
reduzieren (as etwa einer Halbierung der Lautstärke entspricht) über einen Frequenzbereich
von ca. 40 bis ca. 15.000 Hz (d.h. im Frequenzgang des menschlichen Hörbereichs
und auch der handelsüblichen Aktuatoren) erzielt werden.
(vgl. https://www.youtube.com/watch?v=0pnzjn2SZZY sowie
https://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruckpegel#/media/Datei:Lindos1.svg)
Derart wird zwar der relevante Bereich der Motorordnungen rein physikalisch bzw.
„akustisch-mechanisch“ abgedeckt. Allerdings wird „nur“ rein technisch- physikalisch
dem Gesetzgeber und weniger bzw. nur sehr bedingt dem menschlichen Gehör und
dessen Lärmempfinden Rechnung getragen.
Eine der größten Herausforderung bei ANC-Systemen ist deshalb der Diskrepanz
zwischen Messergebnissen ((dB(A) & dB(C)) und dem Höreindruck des Menschen
(Sone, Bark) gerecht zu werden:
Bereits Mitte des 18. Jahrhunderts definierte der deutsche Sprachforscher und Lexikograph
Johann Christoph Adelung den Begriff Lärm trivial als „ein jeder lauter,
beschwerlicher Schall“.
In Gesetzestexten wird Heute als Lärm der „unerwünschter Schall“ bezeichnet und
enthält somit eine physiologische und medizinische, als auch subjektive Komponente.
Damit sind wir im komplexen Bereich der Hörphysiologie und der Psychoakustik.

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Der stets subjektiv geprägte Mensch beurteilt Schallereignisse (trivial Lärm) nach
1) Einwirkungsdauer
2) spektraler Zusammensetzung (Tonhöhen, Klang(farbe), Harmonie, Inharmonizität,
Authentizität sowie Anhäufungen von unharmonischen Obertönen (z.B.
3) Rauschen, aber auch Knallen),
4) zeitlicher Struktur
5) (subjektivem) Pegel
6) (subjektivem) Informationsgehalt
7) und subjektiver Einstellungen (Sympathien & Antipathien)
Nach Prof. Karl Eberhard Zwicker erfasst deshalb die Phsychoakustik
a) die Lautheit N, zur Beschreibung des Lautstärkeeindruckes;
b) die Schärfe S, zur Beschreibung des Tonhöhenanteiles am Schallereignis;
c) die Schwankungsstärke F, zur Beschreibung langsamer Lautstärkeschwankungen;
d) die Rauhigkeit R, zur Beschreibung schneller Lautstärkeschwankungen;
e) die Tonhaltigkeit, zur Beschreibung der auffälligen tonalen Anteile in einem Geräusch.
Diese Kriterien bzw. Parameter und die darauf basierende Lautheitsberechnung zur
Ermittlung der psychoakustisch empfundenen Lautheit (nach Zwicker) wurden in
die DIN 45631 / ISO 532 B übernommen.
(vgl. https://www.akustiktest.de/pdf/XL2-Schall-Messen-Lautheit-DIN-45631-Zwicker-
Psychoakustik-sone-Acoustilyzer-Al1.pdf sowie
https://de.wikipedia.org/wiki/Lautheitsberechnung)
D.h.: Ein wirksames ANC-Abgassystem muß mit seinen aktiven Strukturen
auch Akustische Maskierungen erzeugen können.
In Konsequenz sind mittels der Ansteuerung- und Regelung des ANC-Systems, zusätzlich
zur rein physikalischen und gesetzlich geforderten Schalldämpfung, das Wirken der
aktiven vibroakustischen Aktuatoren und der u.U. variablen Resonatoren, entsprechend
der menschlichen Wahrnehmung des Schalls zu verknüpfen und zu maskieren.
Die Dissertation „Akustische Maskierungmittels aktiver Strukturen“ des Dr.-Ing.
Dipl.-Ing. Christian Thyes an der TU Darmstadt erscheint zu gegebenen Problematik
als sehr hilfreich und wegweisend.

Als ganz wesentliche Ergebnisse dieser Arbeit erscheinen:
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Das Wirken aktiver Struktursysteme wird mit der menschlichen Wahrnehmung von
Schall verknüpft, indem psychoakustisch präferierte Methoden entwickelt wurden, um
Wandlerwerkstoffe in aktiven vibroakustischen Systemen anzusteuern.
Die zur Ansteuerung genutzten Algorithmen für die Geräuschreduktion berücksichtigen
die Gesetzmäßigkeiten des menschliche Hörens, um die Lautheitsempfindung in
die Zielfunktionen der adaptiven Regelung zu integrieren.
Die reduzierten, veränderten und maskierten Geräusche und die Bewertung der
Algorithmen erfolgt zunächst simulativ in einem Rechnermodell. Insbesondere werden
das Rauschen überlagert, um ein gleichmäßigeres Geräusch zu erzeugen sowie raue
akustische Signale in ihrer Rauigkeit insgesamt wirksam gedämpft und maskiert.
Beide Verfahren werden also miteinander kombiniert um die phsychoakustischen
Pegel zu senken. Eine erste Evaluierung erfolgt im Probandenversuch.
In der Umsetzung und zum Nachweis der Technologiereife, werden die Simulationsergebnisse
des Rechnermodells auf einen Entwicklungsträger (Versuchs- und Messaufbau)
übertragen und derart die Praxistauglichkeit des Systems erneut evaluiert sowie
final nachgewiesen. Ergänzend erfolgt eine Kostenanalyse.
(vgl. https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/4973/1/Akustische_Maskierung_mittels_aktiver_Strukturen.pdf)
Soweit zu innovativen und aktuell bereits realisierbaren ANC-Systemen.
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Als weitere Zukunftsperspektive (+ 2024 ?) muss die noch im Entwicklungstadium
befindliche und bahnbrechende Technologie “Carbon Nanotube (CNT)-Lautsprecher -
fluiddurchströmte coaxiale und leichte Festkörperlautsprecher“ genannt werden:
Mit derartigen extrem leichten, kompakten, unkomplizierten und zum Fluidstrom
coaxialen thermophonen ANC-Aktuatoren dürfte für die Abgastechnologie revolutionäre
technische und wirtschaftliche Fortschritte eingeleitet worden sein!
(https://www.mtu.edu/unscripted/stories/2018/september/carbon-nanotubesshush-loud-heating-and-air-conditioning-systems.html
,
https://acoustics.org/2aea6-carbon-nanotube-speakers-future-of-transparent-andlightweight-solid-state-speakers-suraj-m-prabhu-dr-andrew-barnard/)