1聲音特征

目前，新技術(shù)的結(jié)合以及日趨嚴(yán)格的噪音和排放法規(guī)促成了噪聲和振動工程師工作重心的轉(zhuǎn)變。高速自然吸氣發(fā)動機曾是主流，而小型化增壓發(fā)動機如今已隨處可見。多方面的信息促使汽車制造商集中精力開展技術(shù)改良，如渦輪增壓器能夠減緩12-15 dB的外部噪聲。但即使如此，對工程師而言，開發(fā)高性能汽車可謂一項巨大的挑戰(zhàn)。

Bruel & Kjaer 聲學(xué)與振動測量公司聲稱，裝配一臺渦輪增壓器能夠徹底改變進氣側(cè)和排氣側(cè)的和音效果。一臺自然吸氣發(fā)動機的進氣噪聲是用來設(shè)計真實運動聲浪的重要聲源。一臺4缸4沖程的發(fā)動機輻射出的噪聲，可包括二階次噪聲、四階次噪聲和半階次噪聲。當(dāng)增加了一臺渦輪增壓器時，這些噪聲明顯減小了一個階次，并且會隨之產(chǎn)生大量的流動噪聲，甚至?xí)?dǎo)致增壓器的嘯叫現(xiàn)象。

汽車行業(yè)對換氣噪聲的抑制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是對增壓發(fā)動機產(chǎn)生的運動聲浪進行改善，仍是一項重大挑戰(zhàn)。因此通常會向小型化、減少氣缸數(shù)以及降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速的趨勢發(fā)展，上述措施對聲音都會產(chǎn)生一定的影響。4缸發(fā)動機作為多年的標(biāo)桿機型，通過噪聲抑制技術(shù)使其工作過程顯得平穩(wěn)優(yōu)雅并不困難。但要在2缸和3缸發(fā)動機上實現(xiàn)這一點，則有一定的難度。如果需要在混動車輛或者增程式發(fā)動機上應(yīng)用該技術(shù)，其需要在內(nèi)燃機和電動機之間進行過渡。同時再應(yīng)用停缸技術(shù)和滑行模式，可使動力總成的聲音特征能顯著地從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)。

2安靜的聲浪

對于高性能汽車而言，問題在于聲浪水平的減弱。在歐盟，逐步采用的新法規(guī)在未來的8年內(nèi)將最大程度地使乘用車的噪聲級別限制在68 dB和72 dB之間。

到目前為止，里卡多的新目標(biāo)是致力于調(diào)控排氣聲浪，從而有效改善車內(nèi)感受。盡管可能從未達到外部聲音環(huán)境，但經(jīng)典的聲浪運動在進氣系統(tǒng)的高壓端仍然存在。從渦輪增壓器與進氣道之間捕獲聲浪，在駕駛室內(nèi)就會存在有許多傳統(tǒng)的聲浪特性。由于渦輪增壓器的大量使用，汽車行業(yè)已經(jīng)采用了復(fù)雜的排氣管和配氣系統(tǒng)。在21世紀(jì)的前10年里廣泛使用此類方式，但發(fā)展至今也變得愈發(fā)復(fù)雜、昂貴。

后來，許多車型已經(jīng)轉(zhuǎn)而采用電子聲浪系統(tǒng)，使用汽車揚聲器從而增強自然聲浪。此類電子系統(tǒng)有效提升了性價比，而且可從排氣管和配氣機構(gòu)中選擇其一進行調(diào)節(jié)，但是其耐久性是關(guān)鍵所在。如果將該系統(tǒng)的聲音調(diào)至過高，很有可能會使人造聲從整車背景噪聲中凸顯出來。

增強的聲音來源也非常重要。里卡多支持在發(fā)動機上使用傳感器以收集真實聲音，并將其通過揚聲器播放出來。如果被過濾或者調(diào)整了，它仍然是真實的聲音，并非合成音，也無需更改排氣歧管以產(chǎn)生特別的聲浪傳導(dǎo)。一些汽車的聲音特征是基于揚聲器的聲音增強系統(tǒng)而得到，并可提供立體聲以改變汽車音色。部分制造商一直堅定地使用該系統(tǒng)。但事實是，許多主流汽車制造商僅在其可控范圍內(nèi)的某個部位使用此系統(tǒng)。依據(jù)所使用的電子系統(tǒng)不同，其間也存在細微的差別，例如某些高品質(zhì)聲音主要來自發(fā)動機艙?；谀K化方法，通過輸入發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門響應(yīng)，能夠合成一個標(biāo)準(zhǔn)聲音信號。

在多種情形下，將軟件布置于現(xiàn)存的車載播放器或擴音器內(nèi)部，同時使用標(biāo)準(zhǔn)揚聲器產(chǎn)生音效。這意味著就重量和成本而言，通常增加一個音效增強系統(tǒng)產(chǎn)生的弊端最小。然而，揚聲器的數(shù)量和位置的布置細節(jié)會影響到該系統(tǒng)的聲音真實性。哈曼Halosonic提到，必須考慮到這些技術(shù)應(yīng)用模型的多樣性，不希望出現(xiàn)新的立體聲。

另外需要考慮的是如何避免聲音的局部化。如果揚聲器布置于駕駛室，則有著不少解決方法，而其它選擇則是在外部產(chǎn)生聲音。許多汽車制造商通過附著于前隔離壁上的揚聲器獲得聲音，而其它方案則是在排氣管內(nèi)或四周布置揚聲器。

3仿真的聲音

自從20世界90年代早期開始，已經(jīng)對發(fā)動機聲音進行仿真處理，以及使用越來越精確的進氣和排氣預(yù)測。采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)或者仿真模型，通過揚聲器聲音增強系統(tǒng)的影響，可對流入駕駛室內(nèi)的聲音傳播途徑進行模擬。

采用虛擬仿真，其主要目的在于壓縮開發(fā)時間節(jié)點。仿真可為開發(fā)者提供一個非常明確的概況，而不是由噪聲-振動-平順性（NVH）工程師經(jīng)過測試后得出。這種革新的下一步是車內(nèi)聲音仿真。目前一些公司提供設(shè)備，允許工程師在一個測試臺上使用揚聲器來調(diào)節(jié)模型聲音。這意味著可通過觸摸鍵調(diào)整參數(shù)，并可在自主設(shè)計和競品車型之間進行實時對比。當(dāng)電子聲音增強系統(tǒng)的使用持續(xù)增強時，此類技術(shù)將得以持續(xù)使用。

4聽不見的旋律

通過立體聲及確定的頻率，應(yīng)用發(fā)動機階次噪聲抵消（EONC）技術(shù)就可抑制一些聲音。只要了解點火階次，就有可能抵消由發(fā)動機誘發(fā)的任何種類的振動噪聲，例如，在發(fā)動機排氣側(cè)減輕低頻響聲。

數(shù)字模型的優(yōu)勢是無需對汽車結(jié)構(gòu)進行任何物理更改。相反，傳統(tǒng)的NVH技術(shù)可能會導(dǎo)致底盤工程師和動力總成工程師之間的矛盾。但數(shù)字模型能更好地調(diào)節(jié)原聲的傳播路徑，基于日新月異的軟件功能，在原聲調(diào)節(jié)后仍可以使系統(tǒng)短暫運行。雖然抵消部分噪聲并不存在挑戰(zhàn)性。但在300 Hz以上的頻域，相反聲浪的疊加，會使傳統(tǒng)揚聲器的位置過于局部化而使聲音失真。當(dāng)零部件老化時，需要使用能夠自檢的麥克風(fēng)去調(diào)整汽車音色的變化。但是，更改發(fā)動機音色，對當(dāng)今動力總成工程師而言可能會更有趣味性。

基于整車輕量化的影響，一種可能的方法是移除如平衡軸的一些特征，但是移除之前需要采用其它方式解決噪聲和振動。增加燃油壓力后采用類似的措施可以緩和發(fā)動機強烈的振動。較難抵消的高頻振動，能夠以數(shù)字形式記錄，并吸引動力總成工程師去探索發(fā)動機的燃燒過程。NVH工程師的工作并不容易，但是沒有哪個技術(shù)難關(guān)是不可逾越的，因為聲音自始至終是區(qū)別不同車型的關(guān)鍵特征。