Trucks
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.
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.
– 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.
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.
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.
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.
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.
– 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.
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.
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.