Zaposlouchejte se do ticha

Ticho léčí, říká stará poučka. Zrovna tak platí, že hluk je nejen v autě nepříjemný, a proto se ho snaží vývojáři eliminovat. Podívejte se, jak na tom pracují.

7. 2. 2023 Škoda svět

Různé zvuky a hluky vydávají i ta nejlepší a nejmodernější auta. Týká se to i těch elektrických, jejichž pohon je v porovnání se spalovacím motorem velmi tichý. Znát je to zejména s rostoucí rychlostí, kdy u aut obecně začíná na intenzitě nabírat hluk odvalujících se pneumatik a aerodynamický hluk. Ten zhruba od 100 km/h dominuje. Na tyto disciplíny se samozřejmě vývojáři ve Škoda Auto zaměřují dlouhodobě, ale v poslední době tak trochu narůstá jejich důležitost.

Filip Nováček z technického vývoje Škoda Auto a měřící hlava osazená mikrofony

Zvuky, které jsou způsobeny právě prouděním vzduchu, konkrétně zkoumá disciplína zvaná aeroakustika. „Vozy testujeme v aeroakustickém tunelu, kde na ně fouká vzduch, jako kdyby jely. Můžeme měnit jeho rychlost a případně auto i pootočit, aby vítr foukal z boku,“ říká Filip Nováček z technického vývoje Škoda Auto. Měření v tunelu má podle něj tu výhodu, že na rozdíl třeba od měření na běžné silnici do údajů nepromlouvají externí vlivy a jednotlivá měření tak jsou téměř přesně reprodukovatelná. „Můžeme zkoušet různé varianty řešení a vždy změříme přesně vliv té varianty,“ vysvětluje. Pro řadu akustických testů a měření má Škoda Auto vlastní zařízení a laboratoře, nicméně pro aeroakustická měření využívá specializovaná pracoviště po celé Evropě.

Zvuku plná měřicí hlava

Jak takový test vlastně probíhá a jak pracoviště vypadá? Aeroakustici měří celé „hotové“ auto. „Potřebujeme slyšet, co se děje v interiéru,“ objasňuje Nováček, proč se nepoužívají modely. Testovací trať pro takové měření je uzavřený vnitřní vzduchotechnický okruh s odhlučněným aerodynamickým tunelem, který umožňuje měřit právě zvuky způsobené prouděním vzduchu. Auto se umístí do odhlučněné měřicí komory a dovnitř inženýři na každé sedadlo posadí „měřicí hlavy“. To jsou speciální modely se zabudovanými mikrofony, které simulují to, jak slyší člověk. Z venku pak na auto míří akustické kamery, což jsou desítky malých mikrofonů spojené s videokamerou. Tahle kombinace umožňuje v obraze určit, odkud pochází jaký zvuk.

Jak probíhá aeroakustické testování vozů?

Testovací model je upevněn v testovacím prostoru. Hluk v místnosti je měřen pomocí mikrofonů umístěných ve zvukotěsné komoře. K místnosti přiléhá tryska, která zrychluje proudění vzduchu natolik, aby do testovací místnosti vzduch vstupoval opravdu jednolitý a zbytečně se nevířil. Proud vzduchu před tryskou ostatně sjednocují usměrňování síta. Vzduch za testovací místností je třeba naopak zpomalit, to má na starosti difuzor. V rozích tunelu pak nechybí vodicí lopatky, které absorbují všechny hluk, ale především vedou proud vzduchu správným směrem. Teplo vznikající v aerokustickém tunelu nakonec mírní chladicí povrch umístěný naproti ventilátoru.

Vzduch pro účely testu uvádí do pohybu mohutný ventilátor. Ten je ale na rozdíl třeba od běžného aerodynamického tunelu umístěn dále od měřicí místnosti, aby byl minimalizován vliv jeho hluku na měření. Proud vzduchu v oběhu usměrňují vodicí lopatky, které se nacházejí v každém ze čtyř rohů uzavřeného tunelového okruhu. Ty absorbují hluk a vedou vzduch správným směrem. Před vstupem do měřicího prostoru proudí vzduch přes takzvaná usměrňovací síta, která proud vzduchu sjednotí a eliminují víření. Pak je tu tryska, která proud vzduchu urychlí, zároveň při tom sníží jeho víření a zaručí jeho jednolitost. Takto urychlený vzduch vstupuje do testovacího prostoru. Než vzduch dokončí celý cyklus a je opět poháněn ventilátorem, prochází ještě přes chladicí povrch, aby odevzdal teplo, které v cyklu vzniklo.

Různé izolační materiály odhluční interiér vozu s různou intenzitou.

Zvuk vydávaný schválně

Akustiku ve Škoda Auto ovšem vývojáři nezkoumají jen z hlediska proudění vzduchu, to je jen jedna z disciplín. Automobilka má například dvě špičkové akustické měřicí komory s válcovými dynamometry, které umožňují měřit hluk vozu obecně, přičemž se tu dá například simulovat jízda po různých površích. Tady se měří nejen hluk pohonného ústrojí (včetně výfuku u aut se spalovacími motory), ale také další hluky, které auto a jeho jednotlivé části při jízdě vydávají. Automobilka také provádí jízdní zkoušky – a to ve všech možných klimatických podmínkách, na vlastním polygonu i po celém světě.

I tady je práce akustiků v souvislosti s nástupem elektromobilů snad ještě intenzivnější než doposud. „Spalovací motor spoustu zvuků schová, ale elektromobily jsou tak tiché, že vynikne i sebeméně rušivý podnět. Zvyšují se tak akustické požadavky na všechna zařízení ve vozidle. Řidiče můžou neznámé zvuky zbytečně rozptylovat, může si dokonce myslet, že je s autem něco špatně, i když ve skutečnosti není. Takové situace pak můžou být nebezpečné,“ vysvětluje Filip Nováček.

Filip Nováček v akustické komoře

Ve většině případů se snaží vývojáři hluky eliminovat, ale třeba u motorů nebo výfuků jde i o příjemné naladění daného zvuku. A u elektromobilů a plug-in hybridů dokonce existuje (kromě dalších) i zvuk schválně generovaný. Jde o zvuk, který tato auta vydávají při jízdě nízkou rychlostí, kdy jsou jinak pro chodce až nebezpečně tichá. Svůj originální zvuk, který chodce na jízdu auta upozorňuje, tak má i rodina elektromobilů Enyaq iV. Vývoj takového zvuku je opravdová věda.