环保也要热血-人造引擎声浪系统

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  • 日期(2020-07-24)
环保也要热血-人造引擎声浪系统

澎湃的排气声浪不但代表着引擎强劲的性能,也是万千车迷为高性能跑车所倾倒的魅力源泉。相信不少车迷仅仅通过摄人心魂的声浪,就能立即分辨出自己心仪的车型,自汽车诞生以来,排气声浪就成为了内燃引擎时代不可或缺的铿锵音符。

为性能跑车的排气声浪更趋天籁

为了追求独具魅力的引擎声浪,各大汽车厂商可谓不遗余力,在排气系统中植入旁通阀(Exhaust Bypass Valve)的方法,则是业界较为普遍也最传统的方法,这套系统的工作原理在于将排气管内设置一具阀门,通过控制阀门的开启或关闭,来扭转排气声浪的变化。当转速较低时阀门会处于关闭状态,排出气流较小,排气声浪较为低沉。当引擎处于高转速或切换至运动模式时,阀门则会打开营造出类似直通管的效果,排气声浪自然更加高亢有力。

除此之外,一种叫做“Sound Symposer”的声浪模拟系统则在近年开始流行,这一系统被通称为跑车声浪排气系统,通过一个小巧的调音装置,来获取引擎运转传出的音频,并将其传递到驾驶室内,加强驾驶者对于引擎声浪的听觉享受。

进气调音器主要由一个共振腔体与一套连接进气系统及车内管道组成。这个共振腔体可以分为四个腔室,两个腔室在发动机侧,通过中间的薄膜与另外两个腔室相隔离。当油门开度较大时,引擎所产生的脉冲通过进气系统,到达引擎侧腔室内的薄片处,在外侧的腔室内会产生相应的声波,并通过传声管道穿过防火墙,最终传递到驾驶舱内。

跑车声浪排气系统多用于性能跑车上,特别是Porsche对其又为偏爱。因为以一部性能车来讲,车内的听觉品质是营造一部跑车灵魂的关键。特别是对于一部Porsche,设计师希望它在巡航时的引擎声精緻而富有韵律感,在加速阶段则要具有恢弘的压迫感,借助跑车声浪排气系统则可以让这样的理想成为可能,而具备可切换功能的前提下,夜深人静的巷弄也可关闭其系统,让跑车不会成为扰人的工具。

让绿色环保车款也能拥有熟悉的性能味

随着混合动力与纯电动汽车的普及,带来了更高燃效的同时也带来了一个困扰,那就是排气声浪消失了!如果你曾经驾驶过纯电动汽车,你一定会发现,负责驱动的电动机运转起来真是安静极了,在低速状态行驶,车辆能发出的噪音也仅仅是来自轮胎,以及几乎细不可闻的电动机嗡鸣声。

这对于车内的乘员来说听起来似乎是个好消息,不过对于路上的行人来讲可能就成为一项威胁,一辆不发出任何声音的电动汽车,行走巷弄间不容易被行人发觉,特别是对于声音的依赖性更强的盲人,或被手机分散了注意力的行人,没有引擎声浪的提醒,就意味着发生交通事故的几率将大大增加。

另一方面,对于那些富于驾驶激情的年轻人,引擎轰鸣和排气声浪的咆哮无疑是他们所寻求的慰藉,也许你已经过了年少轻狂的年纪,但谁有能说自己不曾经历过对大马力引擎的憧憬与嚮往,但现在声音温顺如绵羊一般的节能环保车型显然不是热血车主的选择。

随着新能源车型声音问题的日益尖锐,各国政府机构也相继作出相关的法律规定与要求,例如欧洲议会就规定,在2019年以前欧盟区的所有新能源汽车都必须加装能够发出虚拟引擎

声浪的扬声系统,让行人们能够注意到车辆的来往。在2019年到来之前,汽车厂商们还有5年时间去筹备电动汽车和Hybrid车型的声浪警告系统,但其实已不少厂商已经走在了世界前列。

以精于驾乘体验的BMW自然在这一领域不落人后,早在2011年就率先在M5上应用了名为Active Sound Design的声浪模拟系统,为车内营造出十足的驾驶氛围。而在刚刚推出的混合动力跑车i8上,Active Sound Design系统则得到继承与发展,i8搭载的ASD系统可以依据车辆的工作模式,为车辆提供了三套不同的排气声浪音效。

在BMW i8行驶过程中,一侧的排气管负责于传统引擎的排气功能,而另一侧的排气管内则隐藏着一具扬声器,在双管齐下做动让BMW i8具有极富魅力且媲美V8引擎的排气声浪。同时,BMW i8在车头的位置特别设置了一套行人警告系统,可以在车速低于时速50公里/小时的情况下,主动发出声音提示行人有车辆接近。

透过U-CAR的实车试驾体验中,我们发现虽然i8仅配置了1具3缸1.5升的小排气量涡轮增压引擎,与传统的大排气多缸引擎相比,声浪却毫不逊色。BMW的声学工程师以与3缸引擎关係深切的6缸引擎声音为样本,利用其基频上的共同点做为调整校準的参考点,将6缸引擎声浪与3缸引擎原本的声浪完美的融合,让i8同样可以演奏出迷人的声浪,鼓动驾驶者的热情。

而即便是在引擎已经启动的行驶状况下,在Sport Mode与一般模式之间切换,便可以发现,Active Sound Design系统声浪的开启与关闭,都能精准地与3缸引擎的自然声音完美的叠合,从乘员的角度聆听,仅会觉得声音突然地变大声及变小声,并无法分辨出人造声音与自然声音之间的差异,其精密的调校功夫,令人讚赏。

此外,一贯以舒适安逸着称的雷克萨斯,也在其新NX车系中引入名为Active Sound Control的引擎声浪控制系统,当车辆处于Sport S+模式时,该系统通过位于仪錶盘下方的电子控制单元获取引擎声浪,根据不同的引擎转速与油门开度,通过执行机构模拟出增强后的引擎声效,Active Sound Control系统再输出音效与真实引擎声浪以各占50%的比例进行混合后,从驾驶舱内搭配扬声器拟真输出,而驾驶者要做的只是轻轻拨动一个调节钮。

未来,引擎形式的差别将不再重要

面对混合动力与电动车日益繁荣的趋势,声浪增强、传导、模拟系统在逐步的从性能车领域向民用车领域转化,利用科技手段,保证富有激情的驾控环境的同时,方便有效的提升舒适性并降低行人面临的安全风险。

汽车产业正面临由传统燃料引擎向电动引擎等新能源引擎的转变期,这一过程将开启未来汽车发展的全新方向,最终也可能彻底改变汽车的现有概念。这一转变过程,也对人类的社会化活动带来新的影响,没有引擎噪音要如何引起行人的注意?便是课题之一。虽然目前有一部分人认为这种做法有些“矫揉造作”,而现阶段以电子系统模拟内燃引擎噪音似乎是目前行之有效的方式,却也只是汽车在由内燃机向新能源演化过程中的一个瞬间。

随着引擎声浪模拟技术的不断推进,也许在可预见的未来,引擎形式的差别将不再重要,以假乱真的引擎声浪系统让环保节能车也能拥有熟悉的性能味,将为每一个热爱汽车、热爱引擎声浪的车迷营造出一个美好而又触手可及的驾乘体验。