Wszystkie jednostki napędowe w trakcie działania generują hałas – jedne mniejszy, inne dość znaczny. Za tłumienie tego hałasu odpowiadają układy wydechowe. To ich elementy mają za zadanie redukować dźwięki wydawane przez pracujące silniki i tym samym sprawić, żeby samochody spełniały normy hałasu. Jakie rozwiązania wykorzystują marki motoryzacyjne, aby nowe modele były komfortowe w użytkowaniu i zgodne z przepisami?
Układ wydechowy pełni trzy podstawowe funkcje – odprowadza gazy spalinowe z jednostki napędowej na zewnątrz, oczyszcza je ze szkodliwych substancji, a także odpowiada za redukcję hałasu generowanego przez pojazd. To ostatnie jest możliwe dzięki zastosowaniu rozwiązań, które skutecznie tłumią dźwięki pojawiające się w trakcie pracy silnika.
O jakich rozwiązaniach mowa?
Montaż tłumików akustycznych
Na przykład o tłumikach akustycznych. Tłumiki montowane są powszechnie w różnego rodzaju pojazdach. W samochodach osobowych wstawia się często dwa lub trzy podzespoły, żeby maksymalnie zmniejszyć hałas.
Jakie rodzaje tłumików instaluje się w autach? Tłumiki absorpcyjne, refleksyjne oraz rzadziej interferencyjne. Absorpcyjne redukują dźwięki o częstotliwości powyżej 500 Hz do maksymalnie 2500 Hz. Działają na zasadzie pochłaniania hałasu i energii z gazów spalinowych, dlatego są wypełnione watą stalową oraz mineralną watą szklaną.
Tłumiki refleksyjne wykorzystują wielokrotne odbijanie fali dźwiękowej i radzą sobie z tłumieniem dźwięków o niskich częstotliwościach. Dzielą się na dwa rodzaje – z rezonatorem szeregowym lub bocznikowym. W modelach z rezonatorem szeregowym rezonans następuje w głównym przewodzie odprowadzającym spaliny, natomiast z bocznikowym w przewodzie odgałęzionym.
A co z tłumikami interferencyjnymi? Te nakładają na siebie drgania – rozdzielają spaliny na dwa strumienie, kierując je częściowo do krótszego, a częściowo do dłuższego kanału. Na końcu strumienie się spotykają i interferują ze sobą do momentu wygaszenia drgań. Tego rodzaju tłumiki zmniejszają dźwięki o niskich częstotliwościach.
Wstawienie rur wydechowych o podwójnej konstrukcji
Co poza tłumikami można wykorzystać do redukcji hałasu? Podwójne rury wydechowe. Nie używa się ich w izolacji, tylko w połączeniu z innymi rozwiązaniami, bo są średnio efektywne, ale one również dzięki swojej wielowarstwowości absorbują drgania i redukują dźwięki. Jeśli zamontuje się je w układzie wydechowym, który składa się z dwóch tłumików różnego typu, skutecznie będą pełnić swoją funkcję – odprowadzać gazy spalinowe i zmniejszać hałas.
Wykorzystanie materiałów dźwiękochłonnych
Część marek motoryzacyjnych w niektórych modelach idzie o krok dalej i pokrywa karoserię pojazdu materiałami wibroizolacyjnymi, np. pianką akustyczną, gumą wibroizolacyjną lub kompozytami polimerowymi w miejscach, gdzie układ wydechowy ma z nią styczność. W ten sposób ogranicza się przenoszenie drgań na wnętrze samochodu, a jednocześnie redukuje przenikanie dźwięków do kabiny.
Czasami w celu redukcji hałasu wykorzystuje się również wełnę mineralną – izoluje się nią elementy układu wydechowego.
Użycie systemów aktywnej redukcji hałasu
Najnowszymi i najbardziej zaawansowanymi rozwiązaniami, które minimalizują dźwięki wydawane przez pojazdy są systemy aktywnej redukcji hałasu nazywane w skrócie ANC od angielskiego Active Noise Control. ANC zawierają mikrofony i głośniki generujące fale dźwiękowe.
Jak to działa? Mikrofony monitorują poziom dźwięków oraz ich częstotliwości i przekazują informacje do procesora, który generuje oddzielny sygnał dźwiękowy z odwróconą fazą. Następnie głośniki odtwarzają dźwięki wchodzące w interakcje z hałasami powstającymi w trakcie jazdy. Dzięki temu, że ludzkie ucho nie jest w stanie wychwycić tych dźwięków, człowiek ma wrażenie, że samochód pracuje cicho.
