Зачем автомобилям перековывают голос?

Рык мотора для меломана имеет не меньшее значение, чем его технические характеристики. Но добиться сочного баритона теперь не так просто. Если раньше спорткары не обходились без V8 под капотом, то теперь их оснащают 4-цилиндровыми агрегатами с турбонакачкой. А такой мотор не грохочет, а свистит, как пылесос. Чтобы вернуть мужественный антураж приходится прибегать к изощренным эстетическим технологиям. В чем секрет правильного выхлопа разбирался «Автопилот». Подробности добавляются ежедневно, следите за обновлениями!

Клуб V8

Раньше, когда элегантные купе не стеснялись показываться на людях с V-образными «восьмерками», со звуком выхлопа мало кто церемонился. Голос V8 попадает в область архетипических частот в пределах 200–450 Гц, на которых разговаривает «царь зверей». А львиный рык всегда вызывал уважение и благородный пиетет. Его не хотелось прятать и самым правильным считался прямоточный глушитель, не обремененный лишними банками и убирающий лишь грохот свыше 90 дБ.

Но времена изменились. Киотские мудрецы со своими экологическими протоколами существенно подпортили кровь ценителям подлинных маслкаров. Началась борьба с многоцилиндровыми сердцами. Уважаемые V-образные атмосферные «восьмерки» объявлены врагами человечества и изгоняются из топовых модельных линеек. Их место занимают турбированные 4-цилиндровые «свистелки». А они не умеют благородно звучать, что и вызывает оторопь у меломанов.

Четырем цилиндрам и даже V6 трудно тягаться с членами клуба V8 в певческом мастерстве

Физические свойства маломерков не позволяют им дотянуться до эталона. Двигатель производит вспышки одна за одной в течение секунды. Чем больше цилиндров, тем больше вспышек, а следовательно и частота выдаваемого шума в Гц. К примеру на 1000 об/мин двигатель V8 шумит на 67 Гц, V6 развивает 50 Гц, а худенький 4-цилиндровый агрегат только 33 Гц.

На пике тяги, приходящемся примерно на 4000 оборотов, картина иная. V8 рычит как рассерженный лев с частотой 267 Гц, V6 выдает 200 Гц, а вот L4 лишь трясется на 133 Гц. То есть малолитражки рождены с другой глоткой. Но это еще не все.

Всю песню им портит многоступенчатый турбонаддув, засасывающая воздух гекалитрами. Турбина свистит, как газонокосилка, а слабый треск мотора тонет в ее высокочастотной истерике. Естественно мало, кто захочет слушать вместо благородного рыка раздирающие уши «бабские визги».

Чтобы вернуть современным моторам благородства в голосе, дизайнеры и инженеры придумали несколько вариантов решения проблемы. И все они предполагают максимальное глушение мотора, и искусственное воссоздание его звука с помощью сложных акустических устройств.

Дубляж и переозвучка

Если голоса нет, то можно петь под фонограмму. Французы решили не мелочиться и оснастили заряженные малолитражки Renault Clio RS и Megan RS аж семью голосами. Есть еще свой реальный выхлоп, но он настолько беден, что его принято прятать. Для быстрых заездов по асфальту предложено грохотание Renault Sport Clio 2 V6 2003 года выпуска. Это была культовая машина, изготовленная на базе хэтчбека Clio путем вваривания моторного подрамника прямо в салон и установкой заднеприводной трансмисии. V-образный мотор находился за локтем у водителя и при неважной изоляции глушил седоков ревом.

Мощности в 255 л.с. влопне хватало, чтобы бросать машины, как пушинку

В качестве шутки на выбор есть трескучая Alpine A110 1600S 1969 года или неуклюжий Renault 8 Gordini (1969). есть еще в памяти голоса современного раллийного Renault Sport Clio Cup (2012) а так же детища дружественного бренда Nissan — суперкара GTR. А для футурологов предложено оценить звук концепт-кара Renault Reinastella (2038), которую по корпоративной легенду начнут выпускать в 2038 году. Автомобиль жужжит, как насекомое, имитируя звук электромотора из будущего.

Такое перевоплощение стало возможным при приложению R-Sound Effect для бортовой системы Renault R-Link. Звук записан в память и транслируется через колонки. Это оказалось дешевле, чем возиться с 4-цилиндровым штатным аппаратом Clio RS.

Таким же образом можно скачать звук любого суперкара и загрузить в бортовую систему даже трескучий мотоцикл GP 1971 года. Но меломаны обычно воротят нос от искусственных решений. Настоящий звук гораздо богаче и вкусней.

Трещетки под полом

Не удивительно, что, инженеры Subaru и Ford пошли по другому пути и решили оснастить спорткары специальным акустическим устройством - симпозером звуковых волн. Прибор представляет из себя акустический разонатор размерами 60х50х40 мм, генерирующий целый спектр звуковых волн. У 4-цилиндровых 350-сильных Ford Focus RS симпозер вмонтирован в трубы впуска и расположен перед центральной панелью за стенкой моторного отсека. Он состоит из четырех резонирующих камер с язычком, как у губной гармошки. Акустики так настраивали его вибрации, чтобы попасть в диапазон между 250 и 450 Гц.

При разгоне наддув всасывает воздух, дроссель камеры открывается, воздух бьет в акустический механизм, и тот издает искусственный треск, недостижимый для 4-литрового турбированного мотора. Звук усиливается в резонаторе и направляется в салон через медную трубу. В среднем громкость двигателя поднимается на 3 дБ(А). Снаружи рев не слышен, и для окружающих автомобиль остается таким же тихим, как и обычный Focus.

А вот на заднеприводном Subaru BRZ симпозер стоит не на впуске, а на выхлопной трубе после коллектора. Магистраль имеет тупиковое отклонение, где закреплена резонирующая камера, а внутри нее сокрыта мембрана. Она и трещит под полом при активном разгоне. Эта же камера работает и как резонатор Гельмгольца, то есть как подавитель нежелательных звуковых наслоений.

Динамики в трубе

Но беда симпозеров в том, что они работают только на внутреннего слушателя. А ведь так хочется громыхнуть на половину улицы. Тогда звук должен исходить из дымохода. А почему бы не поставить колонки прямо в трубы? На первый взгляд бредовая идея была запатентована и реализована на премиальных автомобилях.

Главную проблему, как уберечь нежные динамики от горячих газов, разрешили с помощью тупиковой камеры Гольмгольца. После глушителей, у декоративного патрубка добавилось ответвление с новым резонатором, где и поместился активный излучатель звуковых волн - актуатор.

Камера Гольмгольца работает как излучатель в противофазе

С ее помощью подавляются нежелательные нотки, портящие мелодику. А колонки выдают вместо стертых частот новые, исправляющие песню мотора. Резонируют при этом не мембраны и язычки, а трубы, рождая столь милые уху обертона духовых инструментов.

Акустическая конструкция позволяет вытянуть из тракторного тарахтения благородный баритон. Технология оказалась полезной для коррекции певческих способностей дизелей.

К примеру, Audi применила актуаторы для спортивного внедорожника SQ7 с 8-цилиндровым дизелем 4.0 TDI. Тянет он отменно, но мелодикой в голосе был не богат. Однако актуаторы помогают подтянуть частоты до уровня, соответствующего премиальному шильдику V8.

А вот компания BMW с помощью актуаторов корректируют практически все дизеля, идущие с пакетом M Performance. А это 6-цилиндровые рядные «шестерки» и турбочетверки 18d, 20d, 25d, 28d для второй, третьей и четвертой серии. Хотя там песня уже не та. Дизельная «четверка» заметно проигрывает «шестеркам» и «восьмеркам».

Active Sound System обладает несколькими голосами и управляется через бортовое меню. Driving Experience Control. В режимах ECO PRO и COMFORT система лишь корректирует нервное тарахтение и помогает глушителям справляться с нежелательными резонансами. А вот в SPORT и SPORT+ она разворачивается в полную силу и наполняет пространство горячими эмоциями.

Но звук активных колонок в трубах априори неспособен быть слишком громким, так как возможности динамиков не безграничны. А ведь настоящий трепет окружающие испытывают лишь когда их обдает 250-герцевым архетипическим рыком на 90 дБ. Как этого добиться?

Прямоток для американца

Мастера гаражного тюнинга пробивают в глушителях дырки отверткой в надежде получить побольше децибел. Примерно по такому жк принципу идут спортивные инженеры. Правда дырку они проделывают только одну и закрывают ее управляемым электроклапаном.

На спортивных трассах есть послабления по экологическим требованиям, и допуски по шуму подбираются к 90 дБ. Грех не пореветь всласть

Это и позволяет электронный клапан. В повседневной жизни, когда клапан задраен, газы выхлопа идут через все круги подавления. А вот на треке, где кричать можно, прямоточная магистраль открывается, и газы бьют в обходную трубу, мимо банок глушителей.

Chevrolet Performance таким образом обогатило голос Corvette. Этот спорткар держится за V8 как за часть американской традиции. Клапан здесь как нельзя кстати. На широких спортивных полигонах или на просторах хайвеев можно вдуть в трубы максимальную энергию.

Такое же устройство монтируется и на Camaro с 5-литровыми моторами. Есть оно и на 2,0-литровых 238-сильных машинах с турбонаддувом. Но такой клапан у даунсайзингов не даст нужного эффекта и выступает как украшение. Прежде чем усиливать голос, его необходимо исправлять в резонаторах.

Огонь и титановые трубы

Но самая сложная система звука реализована в титановом выхлопе на Nissan GTR. Правда установлен там не 4-цилиндровый агрегат, а V6. Расхождение по герцам у «шестерок» с «восьмерками» кратно полуторному множителю. И с применением хитрых приспособлений можно подтянуть голос к идеалу. В GTR используется многоступенчатые настройки, включающие и физические резонаторы и альтернативный прямоток, электронный шумодав в салоне и динамики в качестве симпозера.

В городском ритме автомобиль нем, как рыба. Однако с переключением рычажка трансмиссии в положение «Трек» происходит метаморфоза. Электромагнитный клапан, пускает поток газов мимо глушителя. Прибавки в мощности «прямоток» не дает из-за навешанных катализаторов. Но звук получается громким.

На полигоне аппарат ревет на пределе разрешенных значений в 90 дб

Вживую GTR удалось послушать на автодроме Формулы 1 в Сочи. Автомобиль оглашал окрестности, словно поршневой истребитель на бреющем полете. Но от добра добра не ищут, и «прямоток» выдает сюрприз под названием "exhaust drone". При определенных частотах громкий орган под днищем рискует войти в резонанс с конструкцией, и материализуется гул, отвлекающий от наслаждения.

Чтобы подавить нежелательные вибрации приходится прибегать к помощи Active Sound Enhancement (ASE). Этот комплекс приборов вооружен микрофонами внутри салона, а так же под капотом. Компьютер пользуется данными о вращении вала мотора, электроника фиксирует начало резонанса и компенсирует нежелательное гудение акустическим противофазным излучением из динамиков мультимедийной системы. За счет чего и удается ликвидировать посторонние шумы и усилить басовитый баритон V6.

Но приглушить вибрации еще полдела. Для превращения V6 в V8 требуется добавить правильных частот. Этот финт проделывает аудиосистема в диапазоне от 200 до 450 Гц. Правда обману подвергаются седоки внутри автомобиля. Снаружи слышен подлинный треск V6.

Динамиков в трубах у GTR нет. Зато присутствует клапан, как у Corvette. Если его закрыть, то GTR становится тихим, как легковушка.

В общем, чем жестче экологические требования, тем сложнее озвучивать автомобиль. То ли еще будет! Самые «безвредные» машины на электричестве вообще лишены голоса, и инженерам приходится выдумывать искусственные трещетки, чтобы хоть как-то обозначать их на дороге.

Электронный звук

В этом году на международном автосалоне в Токио компания Nissan презентовала не только концепты, но и звук «Canto» для электромобилей будущего. Дело в том, что электрокары на малых скоростях беззвучным и пешеходов необходимо предупреждать о их появлении, иначе недалеко от беды.

Звук решили делать не простой, а экологичный. Вместо рычащего баритона автомобиль должен запеть магическим фальцетом. Для реализации идеи нашлись музыканты, написавшие футуристическую мелодию, которая мгновенно улавливается слухом и одновременно не раздражает окружающих. Трескотня уступила место колокольчику и высокочастотной песне, похожей на журчание воды.

К слову, название «Canto» переводится с латыни как «я пою». Работает искусственный голос до 30 км/ч

Система Approaching Vehicle Sound for Pedestrians (VSP) состоит из встроенной в ветровое стекло камеры, умеющей распознавать пешеходов и велосипедистов, а так же шести динамиков, формирующих объемный звук. Если по курсу автомобиля виден человек, то колонки выдают направленный акустический луч для отпугивания пешехода.

Громкость сигнала почти на 5 дБ ниже, чем шум, производимый автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, но распространяется он дальше, за счет высокой частоты. Тем самым, слышат автомобиль только те люди, которые преграждают ему путь. Жильцы окрестных домов наслаждаются тишиной. Как утверждается, акустическими излучателями VSP будут оборудованы все электрокары Nissan.

Владимир Гаврилов