De meeste mensen willen een stille auto van binnen, tenzij het gaat om een sportwagen die echt te gek is. Stilte is lang geassocieerd met luxe, en mainstream autofabrikanten proberen nu het geluid te verminderen om hun auto’s ook luxueuzer te laten aanvoelen.
Autofabrikanten plaatsen geluiddempende barrières in hun auto’s, onder andere in de vloer en de motorkap, maar zelfs met moderne lichtgewicht materialen kunnen ze maar zo veel toevoegen.
Het toevoegen van meer geluiddempende barrières zorgt voor meer gewicht, en dat heeft weer invloed op het brandstofverbruik. Veel bedrijven gebruiken nu ook een elektronische methode, actieve lawaaibeheersing (ANC), die het lawaai wegneemt in plaats van het alleen maar te dempen.
ANC wordt nog belangrijker naarmate autobedrijven brandstofbesparende motortechnologieën gaan toepassen. Motoren met cilinderuitschakeling kunnen onaangenaam, laagfrequent geluid produceren wanneer ze op drie of vier cilinders draaien, net als motoren die bij lagere toerentallen draaien wanneer hun transmissies met meerdere toerentallen zo snel mogelijk naar hun hogere versnellingen schakelen om brandstof te besparen.
Dit komt bovenop de geluiden die in alle voertuigen worden geproduceerd, waaronder weggeluid van banden en trillingen van de ophanging, en windgeruis.
Hoe ANC werkt
De technologie werkt volgens hetzelfde principe als noise-cancelling hoofdtelefoons. Microfoons in de cabine vangen geluiden op en geven deze door aan de computer van het systeem, die de geluidsgolven bepaalt. Voor elke golf ongewenst geluid stelt het systeem een golf samen die volledig tegenovergesteld is. Het geeft het als een geluid uit de stereo luidsprekers, of de stereo aan staat of niet.
Dit staat bekend als “destructieve interferentie,” het is vrijwel onmerkbaar voor de inzittenden, maar het is genoeg om het probleem op te heffen. De piek-en-dal luchtdrukgolven van het ANC geluid, 180 graden tegenovergesteld aan de hoge en lage golven van de motor of het wegdek lawaai, in wezen combineren beide sets van golven in een bijna vlakke lijn, en zeer weinig – indien aanwezig – van het ongewenste geluid bereikt de inzittenden oren.
Andere noise-cancelling methoden
Er zijn tal van manieren om de cabine van een voertuig stil, verder dan alleen het toevoegen van geluiddempende materiaal. Akoestisch glas kan worden gebruikt in de voorruit en de zijruiten. Alle voorruiten zijn gemaakt van twee stukken glas met vinyl ertussen, om het bij elkaar te houden als het breekt.
Dit helpt op zichzelf al om het geluid te verminderen, maar akoestisch glas heeft een extra laag geluidsreducerend vinyl. Een akoestische voorruit kan een aanzienlijk verschil maken in cabine lawaai, maar het is duurder dan een gewone.
Automakers voegen ook naad kit tussen carrosseriepanelen voor geluidsreductie en voor waterdichtheid, en kan hydraulische carrosseriesteunen gebruiken om trillingen te verminderen.
Hyundai’s nieuwe RANC
Hyundai kondigde onlangs een nieuwe draai aan bestaande ANC-technologie, die het noemt Road Noise Active Noise Control, oftewel RANC. Het bedrijf zegt dat RANC een voertuig nog stiller kan maken omdat het de beperkingen van actieve lawaaibeheersing overwint – namelijk dat ANC alleen werkt wanneer het ongewenste geluid constant en voorspelbaar is, zoals het geluid dat wordt geproduceerd wanneer een motor draait.
Road noise, aan de andere kant, kan grillig zijn en slechts een fractie van een seconde nodig hebben om zijn aanwezigheid aan inzittenden kenbaar te maken, en ANC kan niet snel genoeg reageren.
Naast de microfoons en sensoren in het interieur die voor ANC worden gebruikt, maakt het RANC-systeem ook gebruik van een versnellingssensor om de trillingen van de weg te berekenen en naar een regelcomputer te sturen voor analyse.
De snelheid van het signaal en de berekening zijn zeer snel: het duurt 0,002 seconden om het geluid te analyseren en vervolgens een geïnverteerde geluidsgolf door de stereoluidsprekers te sturen om het tegen te gaan. Hyundai zegt dat het anders ongeveer 0,009 seconden duurt voordat het lawaai van de weg de inzittenden van het voertuig bereikt, dus de geluidsgolven zouden worden afgevlakt voordat iemand ze zou kunnen horen.
In tests verminderde RANC het lawaai in de cabine met drie decibel, ruwweg de helft van het lawaai van een auto zonder RANC. Het heeft de potentie om de hoeveelheid geluiddempend materiaal die nodig is in voertuigen te verminderen, wat op zijn beurt het totale gewicht vermindert. Het systeem lijkt ook op maat gemaakt voor elektrische auto’s, waar weg- en windgeruis nog beter voelbaar zijn voor inzittenden omdat er geen motorgeluid is.
Active Noise Addition
Maar hoewel een stil interieur een auto een premium gevoel kan geven, zijn niet alle auto’s bedoeld om stil te zijn, en dat kan een probleem zijn in een prestatiegerichte auto. Het is niet hetzelfde als je niet kunt horen de motor grommen, en dat kan niet komen door luid en duidelijk als de cabine is geïsoleerd en zijn geluid gecontroleerde.
Om dit te omzeilen, sommige automakers spelen een ander type muziek door de luidsprekers van de stereo-installatie: een opname van de motor, cued up zodat het geluid overeenkomt met wat de echte motor doet. Bestuurders horen nog steeds wat er onder de motorkap gebeurt, maar de opname versterkt het geluid.
Veel van het gerommel van een sportwagen is de uitlaat, en sommige hebben een schakelaar die een klep opent voor een luider en sportiever geluid.
Maar als het te veel wordt, heeft Ford een “stille tijd”-modus op zijn Mustang GT, waarmee je het uitlaatgeluid kunt onderdrukken bij het starten of rijden. Blijkbaar irriteerde een van de Mustang ingenieurs zijn buurman met zijn luide uitlaat ’s ochtends vroeg. De buurman belde de politie, en dat leidde tot de uitvinding van deze ultieme geluidsonderdrukking.