Milczenie jest złotem – jak działa system redukcji hałasu w samochodach?

Niektóre dźwięki wydawane przez samochody, jak np. bulgot „V-ósemki”, są mile widziane. Niektóre – nie. O ile te pierwsze często podbija się sztucznie , o tyle drugie się eliminuje. Służy do tego aktywny system redukcji hałasu.

Bez dwóch zdań współczesne samochody działają na podróżnych w sposób kojący. Łatwo się prowadzą, często mają komfortowe zawieszenia i zapewniają ciszę w kabinie, o jakiej w przypadku ich poprzednich wcieleń nawet nie próbowano marzyć.

To nie tylko zasługa stosowania grubszych szyb czy coraz skuteczniejszych materiałów wygłuszających, ale i nowoczesnej technologii. Znana jest ona jako aktywny system redukcji hałasu i pozwala na wytłumienie odgłosów wiatru, opon czy drogi (TUTAJ przeczytasz o wibracjach za kierownicą).

Co to jest aktywny system redukcji hałasu?

Jak już wspomnieliśmy, redukuje on niepożądany szum, ale wykorzystuje do tego współczesne osiągnięcia techniki. Aktywny system redukcji hałasu opiera się na czujnikach i mikrofonach, które wychwytują niechciane dźwięki, a następnie tworzą efekt anulowania.

Hałas z drogi lub z silnika dociera do pasażerów w ciągu zaledwie 0,009 s, natomiast system jest w stanie wykonywać swoje „cuda” w krótszym czasie. W rezultacie do uszu pasażerów nie dochodzą niepożądane dźwięki.

System może obniżyć poziom głośności o 3-4 dB. To naprawdę dużo, ponieważ 3 dB oznacza aż dwukrotne zwiększenie hałasu. Co istotne ograniczenie go pomaga kierowcom zmniejszyć zmęczenie podczas dalekiej podróży. System redukcji hałasu wpływa więc nie tylko na komfort, ale i obniża ryzyko wypadku.

Co istotne, to bardzo bezpieczne rozwiązanie. Dlaczego? Ponieważ system redukcji hałasu nie blokuje dźwięków istotnych z punktu widzenia prowadzącego. Czyli nadal usłyszy on syreny samochodów uprzywilejowanych czy klakson innych pojazdów (TUTAJ dowiesz się o umiejscowieniu silnika w aucie).

Jak działa aktywna redukcja szumów?

Większość systemów stosowanych przez producentów wykorzystuje mikrofony do monitorowania poziomów dźwięku i ich częstotliwości. Procesor pobiera te informacje i generuje oddzielny sygnał dźwiękowy z odwróconą fazą.

Głośniki samochodu odtwarzają następnie taki dźwięk po to, aby wchodził on w interakcję z hałasami powstającymi podczas jazdy. Bez zbytniego zagłębiania się w naukowe dywagacje, powstały w ten sposób dźwięk jest albo niesłyszalny dla ludzkiego ucha, albo mniej słyszalny od tego, co ma „przyćmić”.

Mimo że aktywny system redukcji używa sprzętu audio zamontowanego w samochodzie, działa niezależnie od niego. I niezależnie od tego, czy został on włączony, czy też nie.

Czym różni się aktywna redukcja hałasu od izolacji akustycznej?

Izolacja akustyczna to fizyczny materiał, który producenci umieszczają w samochodzie, aby ograniczyć przedostawanie się hałasu do kabiny. Instalują go zazwyczaj pomiędzy panelami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Poza tym w niektórych pojazdach stosuje się podwójne szyby (lub grubsze szyby), które dodatkowo izolują od niepożądanych dźwięków.

Tam, gdzie aktywna eliminacja hałasu działa w celu dopasowania i negacji niechcianych dźwięków za pomocą innych dźwięków, fizyczna izolacja akustyczna stanowi barierę, która tłumi, a przynajmniej ma tłumić, wszystkie odgłosy powstające podczas jazdy (TUTAJ poznasz podstawy aerodynamiki samochodu).

Jakie korzyści płyną z aktywnej redukcji hałasu?

Aktywny system redukcji hałasu daje liczne korzyści:

• zapewnia ciszę w kabinie, zwiększając tym samym komfort jazdy
• ogranicza hałas z zewnątrz, gdy np. prowadzi się rozmowę z wykorzystaniem systemu głośnomówiącego lub słucha ulubionego podcastu
• powoduje mniejsze rozpraszanie kierowcy, dzięki skuteczniejszymi wyciszeniu hałasu na autostradach, nierównych drogach czy po prostu w ruchu ulicznym
• ogranicza zmęczenie kierowcy, a więc w pewien sposób przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa w ruchu drogowym
• zmniejsza ilość materiałów wygłuszających w samochodzie, czyli dokłada swoją niewielką cegiełkę do redukcji zużycia paliwa

Przykłady aktywnej redukcji hałasu

Przez pierwsze lata aktywny system redukcji hałasu był zarezerwowany wyłącznie dla pojazdów luksusowych i klasy premium. Czasy się jednak zmieniły, w rezultacie czego technologia ta „rozlała się” także na inne, bardziej przyziemne modele. Jednym z takich przykładów jest Ford Mondeo.

Mimo wszystko, aktywny system redukcji hałasu nadal pozostaje domeną samochodów z wyższej półki. Co ciekawe, producenci samochodów starają się wprowadzać własne, unikalne systemy.

Aktywny system redukcji szumów koncernu Jaguar-Land Rover

System tego koncernu pozwala zredukować niepożądany hałas w kabinie o 3-4 dB. Wykorzystuje do tego czujniki przy każdym z kół, monitorujące drgania na drodze i obliczające falę dźwiękową o przeciwnej fazie w celu wyeliminowania hałasu.

Jest ona odtwarzana za pomocą zestawu renomowanej firmy Meridian.

Aktywny system firmy Hyundai

System o nazwie RANC, stosowany w samochodach marki Hyundai, pozwala na zmniejszenie hałasu w kabinie o 3 dB. W jego przypadku zastosowano mikrofony, wzmacniacze, czujniki prędkości oraz cyfrowy procesor dźwięku (DSP).

Technologia ta wykorzystuje fale odwrócone do hałasu dochodzącego z opon i nawierzchni drogi. Czujniki prędkości kontrolują drgania z drogi, a mikrofonu monitorują stan tłumienia hałasu podczas jazdy. Informacja z nich trafia do procesora dźwięku.

System RANC skutecznie zwalcza hałas drogowy oddzielnie dla siedzeń kierowcy i pasażera oraz kanapy.

System Cadillaca

Aktywny system redukcji hałasu w modelach Cadillaca odbiera dane z układu napędowego samochodu za pomocą trzech mikrofonów zamontowanych na podsufitce. Następnie oblicza on dokładny sygnał, mający na celu przeciwdziałanie hałasowi z drogi i „wypuszcza” go przez głośniki.