Užitek v tišini

Užitek v tišini

Hrup je tudi v avtomobilih moteč. Kako ga torej inženirji skupajo čim bolj zmanjšati?

7. 2. 2023 Škodin svet

Tudi najboljši in najsodobnejši avtomobili povzročajo različne zvoke in šume. To vključuje tudi električne avtomobile, ki so v primerjavi z motorji z notranjim zgorevanjem zelo tihi. To je še posebej opazno pri povečanju hitrosti, ko sta hrup pnevmatik in aerodinamični hrup na splošno glasnejša. Pri hitrosti od približno 100 km/h navzgor se sliši predvsem aerodinamični hrup. To so področja, na katera se razvijalci pri Škodi seveda že dolgo osredotočajo, vendar so v zadnjem času postala še pomembnejša.

Filip Nováček iz Škodinega tehničnega razvoja in preskusna glava, opremljena z mikrofoni

S hrupom, ki ga povzroča zračni tok, se ukvarja stroka, imenovana aeroakustika. "Mi testiramo avtomobile v aeroakustičnem tunelu, kjer zrak piha nanje, kot da bi vozili. Spreminjamo lahko hitrost zraka in po potrebi obrnemo avtomobil, da vidimo učinek stranskega vetra," pravi Filip Nováček iz Škodinega oddelka za tehnični razvoj. Dodaja, da imajo meritve v tunelu v primerjavi z meritvami na običajni cesti to prednost, da ni drugih zunanjih vplivov, ki bi vplivali na podatke, zato je vsaka meritev skoraj natančno ponovljiva. "Preizkusimo lahko različne alternative in smo prepričani, da natančno merimo učinek," pojasnjuje. Za številne akustične teste in meritve ima Škoda lastne prostore in laboratorije, za aeroakustične teste pa uporablja specializirane lokacije po vsej Evropi.

Merilne glave, ki poslušajo

Kako dejansko poteka tovrstno testiranje? Strokovnjaki za aeroakustiko izmerijo celoten "dokončan" avtomobil. "Slišati moramo, kaj se dogaja v notranjosti," pojasnjuje Nováček. "Testna steza" je zaprt zračni krog z zvočno izoliranim vetrovnikom, ki omogoča merjenje zvokov, ki jih povzroča zračni tok. Avtomobil se postavi v zvočno izolirano merilno komoro, v notranjosti avtomobila pa inženirji na vsak sedež namestijo "merilno glavo". To so posebni modeli z vgrajenimi mikrofoni, ki simulirajo, kako zvoke in šume sliši človek. Akustične kamere, to je na desetine majhnih mikrofonov, povezanih z videokamero, so nato usmerjene v avtomobil od zunaj. Ta kombinacija omogoča, da se na sliki ugotovi, od kod prihaja zvok.

Kako poteka aeroakustično testiranje?

Preskusni model je imobiliziran v preskuševalnem območju. Hrup v prostoru se meri z mikrofoni, nameščenimi v zvočno izolirani komori. Šoba, ki meji na prostor, pospeši pretok zraka, tako da je zrak, ki vstopa v preskusno komoro, resnično enakomeren in se ne vrtinči po nepotrebnem. Tok zraka pred šobo poenotijo rektifikacijski zasloni. Nasprotno pa je treba zrak za preskusnim prostorom upočasniti, to stori razpršilnik. V vogalih predora so nameščene vodilne lopatice, ki absorbirajo ves hrup, predvsem pa usmerjajo zračni tok v pravo smer. Na koncu toploto, ki nastaja v aeroakustičnem predoru, odstranjuje hladilna površina, ki se nahaja nasproti ventilatorja.

Zmogljiv ventilator poganja zrak za preskus. Za razliko od običajnega vetrovnika pa je ta ventilator nameščen dlje od preskusnega območja, da zmanjšajo vpliv njegovega hrupa na meritve. Zračni tok usmerjajo vodilne lopatice, ki so na vsakem od štirih vogalov zaprtega kroga tunela. Te absorbirajo hrup in usmerjajo zrak v želeno smer. Pred vstopom v merilno območje zrak teče skozi tako imenovane usmerjevalne zaslone, ki poenotijo zračni tok in odpravijo vrtinčenje. Sledi šoba, ki pospeši zračni tok, hkrati pa zmanjša vrtinčenje in zagotavlja enakomernost. Pospešeni zrak vstopi v preskusno območje. Preden zrak zaključi cikel in ga ponovno požene ventilator, gre skozi hladilno površino, tako da izgubi toploto, ki je nastala med ciklom.

Različni izolacijski materiali različno zmanjšujejo hrup v notranjosti avtomobila.

Namerno ustvarjeni zvoki

Inženirji pri Škodi pa ne obravnavajo akustike le s stališča pretoka zraka: to je le eno od področij. Škoda ima na primer dve najsodobnejši akustični merilni komori s cilindričnimi dinamometri, ki omogočajo merjenje splošnega hrupa avtomobila med simulacijo vožnje na različnih površinah. Tu se ne meri le hrup pogonskega sklopa (vključno s hrupom izpušnih plinov pri avtomobilih z motorji z notranjim zgorevanjem), temveč tudi drugi zvoki, ki jih avtomobil in njegovi posamezni deli povzročajo med vožnjo. Škoda izvaja tudi vozne preskuse v vseh vrstah podnebnih razmer na svojem testnem poligonu in po svetu.

Tudi na tem področju je zaradi prihoda električnih avtomobilov delo akustikov morda še pomembnejše. "Motorji z notranjim zgorevanjem prikrijejo veliko zvokov, električni avtomobili pa so tako tihi, da izstopa tudi najmanjši hrup. To povečuje akustične zahteve za vse dele vozila. Voznike lahko po nepotrebnem zmotijo neznani zvoki in lahko celo mislijo, da je z avtomobilom nekaj narobe, čeprav v resnici vse deluje odlično. To ima lahko včasih nevarne posledice," pojasnjuje Filip Nováček.

Filip Nováček v akustični komori

V večini primerov si inženirji prizadevajo zvoke odpraviti, pri motorjih ali izpušnih plinih pa gre na primer tudi za to, da zvok prilagodijo tako, da je prijeten. Pri električnih avtomobilih in priključnih hibridih pa je zvok celo namerno ustvarjen. To je zvok, ki ga ti avtomobili proizvajajo med vožnjo pri nizkih hitrostih, ko so sicer nevarno tihi za pešce. Družina električnih avtomobilov Enyaq iV  ima tudi svoj izvirni zvok, ki opozarja pešce na bližajoči se avtomobil. Razvoj takšnega zvoka je resna znanost.