Om det inte är en riktigt grym sportbil vill de flesta människor att det ska vara tyst inuti bilen. Ljuddämpande tystnad har länge förknippats med lyx, och de vanliga biltillverkarna försöker nu minska bullret för att få sina fordon att kännas mer exklusiva.
Automobiltillverkare placerar ljuddämpande barriärer i sina fordon, bland annat i golvet och motorhuven, men även med moderna lättviktsmaterial kan de bara lägga till en viss mängd.
Att lägga till mer ökar vikten, och det i sin tur påverkar bränsleförbrukningen. Många företag använder nu också en elektronisk metod, aktiv bullerkontroll (ANC), som tar bort ljudet i stället för att bara dämpa det.
ANC blir ännu viktigare när bilföretagen inför bränslesparande motorteknik. Motorer med cylinderdeaktivering kan generera obehagliga, lågfrekventa ljud när de körs på tre eller fyra cylindrar, liksom motorer som körs på lägre varvtal när deras flerväxlade växellådor går in i sina högre växlar så snabbt som möjligt för att spara bränsle.
Detta är utöver de ljud som skapas i alla fordon, inklusive vägbuller från däck och fjädringsvibrationer samt vindbrus.
Hur ANC fungerar
Den här tekniken fungerar på samma sätt som hörlurar med brusreducering. Mikrofoner i fordonshytten fångar upp ljud och vidarebefordrar dem till systemets dator, som bestämmer ljudvågorna. För varje våg av oönskat buller kommer den sedan fram till en våg som är helt motsatt. Den skickar ut den som ett ljud från stereohögtalarna, oavsett om stereon är på eller inte.
Det kallas ”destruktiv interferens” och är praktiskt taget omärkligt för passagerarna, men det är tillräckligt för att eliminera problemet. ANC-ljudets lufttrycksvågor med toppar och dalar, som är 180 grader motsatta till de höga och låga vågorna från motor- eller vägbuller, kombinerar i princip båda uppsättningarna av vågor till en nästan platt linje, och mycket lite – om ens något – av det oönskade ljudet når passagerarnas öron.
Andra metoder för bullerdämpning
Det finns många olika sätt att göra en fordonshytt tystare, utöver att bara lägga till ljuddämpande material. Akustiskt glas kan användas i vindrutan och sidofönstren. Alla vindrutor är tillverkade av två glasbitar med vinyl mellan dem för att hålla ihop dem om de går sönder.
Som hjälper till att minska bullret i sig självt, har akustiskt glas ett extra lager av bullerreducerande vinyl. En akustisk vindruta kan göra en avsevärd skillnad i buller i kupén, men den är dyrare än en vanlig vindruta.
Automobiltillverkarna lägger också till sömmar mellan karosseripanelerna för att minska buller samt för att göra dem vattentäta, och kan använda hydrauliska karosserifästen för att minska vibrationer.
Hyundai’s nya RANC
Hyundai tillkännagav nyligen en ny variant av befintlig ANC-teknik, som man kallar Road Noise Active Noise Control, eller RANC. Företaget säger att RANC kan göra ett fordon ännu tystare eftersom den övervinner begränsningarna för aktiv bullerkontroll – nämligen att ANC bara fungerar när det oönskade ljudet är konstant och förutsägbart, som det som produceras när en motor är igång.
Vägbuller kan å andra sidan vara oregelbundet och det tar bara en bråkdel av en sekund innan det gör sig påmint för passagerarna, och ANC kan inte reagera tillräckligt snabbt.
Förutom de inre mikrofoner och sensorer som används för ANC använder RANC-systemet också en accelerationssensor för att beräkna vibrationer från vägen och skickar dem till en styrdator för analys.
Signalhastigheten och beräkningen är mycket snabb, det tar 0,002 sekunder att analysera bullret och sedan sända en inverterad ljudvåg genom stereohögtalarna för att motverka det. Hyundai säger att det tar cirka 0,009 sekunder för vägbuller att nå bilens passagerare annars, så ljudvågorna skulle vara plattlagda innan någon kunde höra dem.
I tester minskade RANC bullret i kupén med tre decibel, vilket är ungefär hälften av bullret i en bil utan RANC. Det har potential att minska mängden ljuddämpande material som behövs i fordon, vilket i sin tur minskar totalvikten. Systemet verkar också vara skräddarsytt för elbilar, där väg- och vindbrus kan vara ännu mer påtagligt för passagerarna eftersom det inte finns något motorljud bredvid.
Active Noise Addition
Men även om en tyst interiör kan ge ett fordon en premiumkänsla är det inte alla bilar som är tänkta att vara tysta, och det kan vara ett problem i en prestandabil. Det är inte samma sak om du inte kan höra motorn morra, och det kanske inte kommer fram högt och tydligt om kupén är isolerad och bullerkontrollerad.
För att komma runt detta spelar vissa biltillverkare upp en annan typ av musik genom stereons högtalare: en inspelning av motorn, som är uppspelad så att ljudet stämmer överens med vad den riktiga motorn faktiskt gör. Förarna hör fortfarande vad som finns under motorhuven, men inspelningen förstärker ljudet.
En stor del av en prestandabils mullrande är avgasljudet, och vissa har en omkopplare som öppnar en ventil för att få ett högre och sportigare ljud.
Men när det blir för mycket har Ford ett ”Quiet Time”-läge på sin Mustang GT, som låter dig stänga av avgasljudet när du startar eller kör. Tydligen irriterade en av Mustangs ingenjörer sin granne med sitt högljudda avgasljud först på morgonen. Grannen ringde polisen, och det föranledde uppfinningen av denna ultimata bullerdämpning.