Kształtowanie idealnej akustyki

W przypadku samochodu ciężarowego hałas uznaje się za rzecz oczywistą. On po prostu jest. Ale w Volvo działa specjalny zespół, dążący do poprawy komfortu i bezpieczeństwa poprzez optymalizację hałasu słyszalnego na zewnątrz i wewnątrz kabiny.

Przestrzenna kamera akustyczna.

Przestrzenna kamera akustyczna, przypominająca swoim wyglądem dyskotekową kulę, jest wypełniona wieloma małymi mikrofonami. Skanuje wnętrze kabiny w celu lokalizacji źródeł hałasu.

Żeby zaprojektować jak najbezpieczniejszy i najbardziej komfortowy samochód ciężarowy, trzeba zajmować wieloma różnymi aspektami. Najnowocześniejsze rozwiązania techniczne, zautomatyzowane systemy jazdy i rewolucyjny wygląd – wszystko to składa się na projekt samochodu ciężarowego przyszłości. Jednym z często nie doceniany aspektów jest wpływ poszczególnych źródeł hałasu w pojeździe na komfort jazdy.

Volvo Trucks od kilku dekad optymalizuje swoje produkty pod względem emisji hałasu. Swoją pierwszą komorę bezechową Volvo uruchomiło w 1982 r. w Goeteborgu i od tego czasu firma kształtuje profile akustyczne swoich pojazdów. Wyspecjalizowany zespół inżynierów z działu Noise and Vibration dba o to, by Volvo Trucks wyprzedzało konkurencję także i w tej dziedzinie.

 

Inżynierowie NVH w laboratorium hałasu i drgań w Volvo Trucks.

Theresia Manns, Torbjörn Ågren i Geir Andresen (od lewej do prawej): troje inżynierów NVH (Noise, Vibration & Harshness), pracujących w laboratorium hałasu i drgań, w Volvo Trucks.

Centrum tej cichej aktywności jest laboratorium hałasu i drgań. Intrygujące urządzenia emitują czerwone światło, zaś pośrodku ogromnej, wyłożonej materiałem dźwiękochłonnym komory znajduje się doświadczalny egzemplarz Volvo FH. W takie scenerii spotykamy trzech inżynierów NVH (Noise, Vibration & Harshness), którzy mają wieloletnie doświadczenie w tej specjalistycznej dziedzinie. Theresia Manns, Geir Andresen i Torbjörn Ågren należą do zespołu skupiającego około dziesięciu inżynierów, głównie w tym właśnie laboratorium, ale także w ośrodku doświadczalnym Volvo Trucks w Hällered koło Goeteborga.

W powszechnym mniemaniu, naszym zadaniem jest obniżanie poziomu hałasu. Tymczasem istotna jest także jego jakość – profil.

Theresia Manns

Inżynier NVH, Volvo Trucks

Theresia Manns.

Theresia Manns, inżynier NVH, Volvo Trucks.

– Zajmujemy się optymalizacją hałasu emitowanego przez samochody ciężarowe zarówno do wnętrza, jak i otoczenia pojazdu – mówi Theresia Manns. – W powszechnym mniemaniu, naszym zadaniem jest obniżanie poziomu hałasu. Tymczasem istotna jest także jego jakość – profil. Dążymy zatem do zapewnienia profilu akustycznego jak najlepszego z punktu widzenia komfortu i bezpieczeństwa jazdy.

Torbjörn Ågren podkreśla znaczenie współpracy z innymi wydziałami: – Każdą cechą pojazdu „opiekuje” się konkretna osoba – lider, która odpowiada za jej rozwój. W naszym przypadku cechą tą jest hałas emitowany przez kompletny pojazd. Utrzymujemy stały kontakt z osobami odpowiedzialnymi za poszczególne podzespoły i cały projekt. Ważnym czynnikiem są, oczywiście, wymagania prawne, które musimy znać z wyprzedzeniem. Wydział planowania produktu określa wysokie wymagania, a naszym wspólnym zadaniem jest zapewnienie dokładnie tego, czego klient oczekuje w kwestii hałasu. Trzeba również brać pod uwagę dokonania naszych konkurentów w tej dziedzinie.

Torbjörn Ågren.

Torbjörn Ågren, inżynier NVH, Volvo Trucks.

W swojej pracy inżynierowie NVH koncentrują się na badaniu i modelowaniu źródeł hałasu w pojazdach ciężarowych Volvo. Uzyskane przez nich wyniki są podstawą do wprowadzania udoskonaleń. Zgodnie z przepisami, pomiar hałasu emitowanego przez samochód ciężarowy wykonuje się na otwartej przestrzeni.

– Obecnie testy w komorze bezechowej nie są formalnie wymagane – mówi Geir Andresen. – Jednak wymóg taki może zostać wprowadzony w przyszłości. Dlatego kluczowe znaczenie w weryfikacji rezultatów naszej pracy ma atestowany według ISO tor testowy w ośrodku doświadczalnym Volvo Trucks. Testy na otwartej przestrzeni prowadzimy, ponieważ w pomieszczeniu trudno jest odwzorować rzeczywiste warunki.

Geir Andersen.

Geir Andersen, inżynier NVH, Volvo Trucks.

Emisja hałasu przez samochody ciężarowe podlega ścisłym regulacjom na całym świecie. W Europie i na kilku innych rynkach obowiązują regulaminy EKG ONZ. Gdzie indziej obowiązują inne normy. Ponadto, należy brać pod uwagę wymagania lokalne.

Stopień skomplikowania w tej dziedzinie badawczej odzwierciedla rozbudowany zestaw urządzeń pomiarowych w laboratorium hałasu i drgań. Szczególną uwagę zwraca przyrząd zwany przestrzenną kamerą akustyczną, przypominający swoim wyglądem dyskotekową kulę, wypełniony wieloma małymi mikrofonami. Kamera umożliwia skanowanie wnętrza kabiny w celu lokalizacji źródeł hałasu. W rezultacie, po opracowaniu wyników za pośrednictwem odpowiednich algorytmów, powstaje graficzna mapa natężenia hałasu. Im wyższe natężenie, tym jaśniejszy kolor na diagramie. W ten sposób inżynierowie są w stanie izolować konkretne źródła, a następnie stopniowo je wytłumiać, tak aby uzyskać pożądany ogólny profil – obraz – akustyczny samochodu ciężarowego.

Zdarza się, że po wytłumieniu jednego źródła nagle pojawia się inny dźwięk, wcześniej niesłyszalny.

Geir Andresen

Inżynier NVH, Volvo Trucks

Innym ważnym obszarem aktywności zespołu inżynierów jest badanie oddziaływania dźwięków na kierowcę.

– Działanie pojazdu jest odbierane bardziej słuchem niż wzrokiem – mówi Theresia Manns. – Dźwięk jest nośnikiem informacji, na które kierowca reaguje. Często ludzie nie odbierają hałasu jako uciążliwy, dopóki ten nie zaniknie.

Pomiar całkowitego poziomu hałasu spełnia szereg celów. – Zdarza się, że po wytłumieniu jednego źródła nagle pojawia się inny dźwięk, wcześniej niesłyszalny – kontynuuje Geir Andresen. – Przedmiotem naszych badań jest kompletny samochód ciężarowy. Hałas słyszalny w kabinie może pochodzić ze źródeł znajdujących się poza nią. Dlatego tak ważna jest jej izolacja akustyczna oraz doskonalenie samej konstrukcji.

 

Inżynierowie testu sprawdzają wyniki.

Inżynierowie Torbjörn Ågren i Frédéric Wullens (z prawej) badają dane zarejestrowane przez kamerę akustyczną.

Aspekt hałasu w kabinie odnoszący się do bezpieczeństwa ma związek z częstotliwością dźwięku. On również podlega optymalizacji.

– Kierowców męczy dźwięk o niskiej częstotliwości – wyjaśnia Theresia Manns. – Chodzi o to, by nieprzyjemny hałas był niesłyszalny, a profil akustyczny był przyjazny dla kierowcy. Nasza praca polega kształtowaniu środowiska, w którym kierowca może spędzać dużo czasu, nie będąc narażonym na szkodliwy, monotonny hałas, choćby o niewielkim natężeniu.

Izolowanie poszczególnych źródeł dźwięku to mozolna praca. „Hermetyzacja” samochodu ciężarowego jest czasochłonna. Polega na kompletnym obudowaniu pojazdu osłonami, z wyjątkiem jednego, konkretnego miejsca, które ma być szczegółowo badane. Stosowane są również mniej czasochłonne metody badań, zarówno stanowiskowych, jak i tzw. poligonowych – na torze testowym. 

Chodzi o to, by nieprzyjemny hałas był niesłyszalny, a profil akustyczny był przyjazny dla kierowcy.

Theresia Manns

Inżynier NVH, Volvo Trucks

– Najwięcej pracy mamy w związku z testami kontrolnymi na otwartej przestrzeni, gdy pogoda sprzyja – mówi Torbjörn Ågren. – Trzeba wykonać wiele czynności przygotowawczych. Gorącym okresem są również testy w związku z wprowadzanymi nowymi regulacjami, a także niektóre etapy poszczególnych projektów.

Rozstajemy się z inżynierami w chwili, gdy szykują kamerę akustyczną do kolejnej serii pomiarów. Spotkanie podsumowuje Torbjörn Ågren, wyjaśniając, że ich praca polega na znajdowaniu właściwej równowagi, zarówno w sensie dosłownym, jak i metaforycznym.

– Poszukujemy rozwiązań, które pozytywnie wpływają na doznania podczas jazdy. Posuwamy się naprzód stopniowo. Chcemy, by rezultatem był samochód ciężarowy, który brzmi jak Volvo.

 

Badanie dźwięku w kabinie.

Izolowanie poszczególnych źródeł dźwięku w kabinie samochodu ciężarowego to mozolna praca.

Główne źródła dźwięku, od których wiele zależy

SILNIK:
Bijące serce samochodu ciężarowego, jego odgłosy są dla kierowcy kluczowym nośnikiem informacji.

SKRZYNIA BIEGÓW:
Włączaniu biegów towarzyszą dźwięki, które powinny pozostawać w harmonii z innymi reakcjami pojazdu.

WLOT POWIETRZA:
Kanał wlotowy to bezpośrednie połączenie cylindrów w silniku z otoczeniem i jednocześnie kanał przekazywania informacji o aktualnym stanie silnika.

UKŁAD KLIMATYZACJI:
Układ klimatyzacji nie tylko powinien być skuteczny. Nie powinien także generować dźwięków rozpraszających kierowcę.

OPONY:
Toczeniu się opon po podłożu towarzyszy hałas. Dla doświadczonego kierowcy zmiany tego odgłosu mogą być ostrzeżeniem o śliskiej nawierzchni.

TYLNA OŚ:
Tylna oś przenosi moment obrotowy o dużej wartości ze skrzyni biegów na koła. Przekładnia główna musi być zoptymalizowana pod kątem cichobieżności.

Korzyści: Odpowiednia akustyka jest ważna dla

UWOLNIENIA OD STRESU
Podczas pokonywania dużych odległości kierowcy muszą czuć się w kabinie komfortowo i być zdolni do koncentrowania swojej uwagi na drodze.

INTELIGENTNEJ INTERAKCJI
Słysząc różnego rodzaju dźwięki dochodzące z pojazdu, kierowca ocenia jego stan, a następnie odpowiednio reaguje. Ważna jest również interakcja za pośrednictwem systemu multimedialnego, co wymaga wysokiej ogólnej jakości dźwięku.

WRAŻENIA JAKOŚCI

Zoptymalizowana akustyka wewnętrzna i zewnętrza pojazdu istotnie wpływa na wrażenie jakości Volvo. Dobrym przykładem jest odgłos zamykania drzwi kabin, który stanowi pierwszy zwiastun jakości.

Treści powiązane

Właściwe wyczucie – jak opracowano IFS

Zadanie zostało jasno określone: opracować zawieszenie, które sprawi, że samochody ciężarowe Volvo będą bezkonkurencyjne pod względem właściwości jezdnych i komfortu. Realizacja tego celu okazała się poważnym wyzwaniem....

Kształtowanie idealnej akustyki

W przypadku samochodu ciężarowego hałas uznaje się za rzecz oczywistą. On po prostu jest. Ale w Volvo działa specjalny zespół, dążący do poprawy komfortu i bezpieczeństwa poprzez optymalizację hałasu słyszalnego na zewnątrz i wewnątrz kabiny. ...

„Nie” dla oporu powietrza

Koszty paliwa stanowią jedną trzecią całkowitych kosztów firmy transportowej. Dzięki udoskonaleniu własności aerodynamicznych, w połączeniu z nowym silnikiem, spełniającym normę EURO 6 Step C, Volvo Trucks stwarza szansę zaoszczędzenia nawet trzech ...

Filtruj artykuły

5 true 5