Komfortas reikalauja aukų
Tyla – komfortas ir prabanga, kurią gali sau leisti automobilių gamintojas, konstruojantis rūmus ant ratų. Šis pasakymas yra apie „Rolls-Royce“, kurio kūrėjai mėgsta pabrėžti, kad didžiausias garsas, kurį girdi važiuodami flagmano „Phantom“ keleiviai, yra tiksintis laikrodis. Prašmatniausiame britiškame automobilyje be dvigubų stiklų ir kitų konstrukcinių elementų panaudota beveik pusantro šimto kilogramų garsą izoliuojančių medžiagų.
Vis dėlto nemažas papildomas svoris tampa priežastimi, dėl kurios išauga degalų ar elektros energijos sąnaudos, prastėja važiavimo ir valdymo savybės. Tad žemiškesnių transporto priemonių inžinieriams, norintiems sumažinti triukšmo lygį salone, reikia imtis kompromisų.
Dėl šių priežasčių mašinų gamintojai ieško naujų būdų, kaip sumažinti triukšmo lygį salone. Naujausios tendencijos rodo, kad jie vis dažniau pasitelkia aukštesnės klasės ausinėse naudojamą aktyvaus triukšmo slopinimo technologiją.
Variklių garsą tokiais būdais slopina „Lexus“, „Infinity“ ir keli kiti aukštesnės klasės amerikietiškų automobilių gamintojai, kaip antai „Lincoln“ ar „Cadillac“. O štai „Hyundai“, susikooperavusi su amerikiečių bendrove „Analog Devices. Inc“, sukūrė dar galingesnę naujos kartos sistemą, gebančią izoliuoti ne tik variklio, bet ir kelio triukšmą.
Kaip slopinamas triukšmas?
Kaip aiškina garso įranga užsiimančios įmonės „Horn Distribution“ Lietuvos filialo vadovas Romualdas Viniarskij, egzistuoja du garso izoliavimo būdai. Jie taikomi tiek ausinėms, tiek ir automobilio salonui, skiriasi tik tūriai: ausinių kaušelio tūris nedidelis, automobilio salono – didelis.
„Pirmasis – tai pasyvus triukšmo slopinimas izoliacinėmis medžiagomis: ausinėse naudojamas putų polistirenas ar porolonas, o automobiliuose – kitos medžiagos. Kitas būdas – aktyvus garso slopinimas“, – teigia pašnekovas.
Pasak jo, pasyvioji triukšmo izoliacija užtildo visus aplinkos garsus, o tai ausinių naudotojams gali būti pavojinga: sakykime, važiuojant dviračiu, nesigirdės eismo. Aktyvaus triukšmo slopinimo technologija leido sukurti kelis nepageidautinų garsų malšinimo lygius: pavyzdžiui, galima slopinti tik išorinius ūžesius, o ne žmogaus balsą.
„Triukšmo slopinimas vyksta taip: išorėje yra triukšmą įrašinėjantis mikrofonas, o viduje garsiakalbiai skleidžia jam priešingą garsą. Garso banga eina sinusoide, tad, garsiakalbiui grojant priešingą sinusoidę, tos bangos persidengia ir žmogus girdi baltą triukšmą, kurį mes suprantame kaip tylą. Tai yra šioks toks savęs apgaudinėjimas, bet mes tų garsų nebegirdime“, – dėsto R. Viniarskij.
Korėjiečiai limitus pastūmėjo tolyn
Kai aktyvaus garso slopinimo technologija (ANC) išpopuliarėjo ausinėse, ja susidomėjo ir transporto gamintojai. Jiems tai leido sukurti aukštos klasės garso izoliacijos lygį per daug neišbranginant automobilio ir nepadidinant jo svorio. Vis dėlto „Rolls-Royce“ lygį pasiekti vien su šia technologija nėra lengva, nes ji turi ribas. ANC geriausiai veikia tuomet, kai triukšmas yra nuolatinis, nuspėjamas ir žemųjų dažnių, kaip, tarkime, variklio burzgimas.
Padangų ir kelio triukšmą izoliuoti yra sunku, nes jis netolygus. Pavyzdžiui, pervažiavus per duobę, bumbtelėjimo garso sistema tiesiog fiziškai nespės apdoroti ir izoliuoti, nes garsas žmogaus ausį pasiekia per 4 milisekundes. Dėl to kiti gamintojai aktyvų triukšmo slopinimą naudoja daugiausia tik variklio garsui pritildyti.
Tuo tarpu „Hyundai“ kartu su „Analog Devices Inc.“ sukūrė sistemą, kuri geba prislopinti ir kelio triukšmą. RANC (angl. Road Noise Active Noise Canceling – aktyvus kelio triukšmo slopinimas) sistemos signalo delsa siekia vos 2 milisekundes, o tai reiškia, kad ji veikia dvigubai greičiau, nei kelio triukšmas pasiekia vairuotojo ar keleivių ausis. Sistema per 2 milisekundes išanalizuoja automobilį veikiančias kelio vibracijas, jas apdoroja ir į automobilio stereofoninius garsiakalbius pasiunčia priešingą garso bangą.
„Kiek elektronika gali numalšinti išorės triukšmą, priklauso ir nuo automobilio garso sistemos, per kurią leidžiami triukšmui priešingi garsai. Jeigu mašinoje bus įrengta 20 ar daugiau garsiakalbių, skirtumą tikrai pajusime, bet jei tokią didelę erdvę bus bandoma izoliuoti keliais foniniais garsiakalbiais, tai turėtų būti gana sunku“, – ekspertiniais pastebėjimais dalijasi R. Viniarskij.
Sunku atskirti, kas tikra
Per „Hyundai“ bandymus įvairiais kelio paviršiais buvo važiuojama skirtingu greičiu, matuojant garsą skirtingose sėdėjimo vietose. Nustatyta, jog RANC sugebėjo sumažinti triukšmą salone 3 dB, o tai maždaug perpus tyliau nei be šios sistemos.
Kurdamas šią sistemą korėjiečių automobilių gamintojas kartu su partneriais užtruko 6 metus ir ją jau pristatė masinei gamybai. Pirmiausia RANC pasirodė prabangiuose „Genesis“ modeliuose, o dabar – ir „Hyundai Ioniq“ serijos elektromobiliuose.
„Kadangi „Ioniq 6“ dėl gerų aerodinaminių savybių leido važiuoti greitai ir ekonomiškai, per elektromobilių lenktynes stengėmės kuo daugiau kilometrų sukarti magistraliniais keliais. Visą laiką mynėme didžiausiu leistinu greičiu. Tarp kitų maloniai stebinusių savybių mane džiugino aukšto lygio garso izoliacija.
Skriedami 130 km/val. greičiu galėjome šnabždėtis. Išties nežinojau apie aktyvų garso slopinimą, būčiau davęs galvą nukirsti, kad korėjiečiai tiesiog nepagailėjo izoliacinių medžiagų“, – paklaustas apie tai, kaip realiame pasaulyje veikia RANC sistema, atsako „Ignitis ON: pažink Lietuvą!“ elektromobilių lenktynėse „Hyundai Ioniq 6“ modeliu nugalėjęs žurnalistas Egidijus Babelis.