Aby jazda była jednocześnie dynamiczna i wydajna, inżynierowie firmy BMW pracują nad stworzeniem lekkiej, dźwiękochłonnej konstrukcji, złożonej z komponentów specjalnie dobranych pod względem ich właściwości  akustycznych. Główny cel to poprawa komfortu jazdy oraz wykorzystanie zalet obniżonej masy pojazdu i kompaktowej struktury instalacyjnej, co możliwe jest dzięki dobraniu materiałów o ściśle określonych własnościach. Tym sposobem, nabywca otrzymuje funkcjonalny produkt o niższej masie własnej, który gwarantuje ogromną radość z jazdy przy niskim zapotrzebowaniu na paliwo i ograniczonym poziomie emisji CO2. Zmniejszenie poziomu hałasu towarzyszącego jeździe wymaga normalnie użycia ciężkich materiałów wygłuszających i tłumiących. Takie rozwiązanie ogranicza poziom wibracji powierzchniowych. Dzięki nowoczesnym materiałom stosowane obecnie komponenty silnika są coraz lżejsze. Cały czas rosną jednak wymagania wydajnościowe wobec układów napędowych. Oznacza to, iż np. skrzynie korbowe budowane są z aluminium, przez co brakuje materiałowego wyciszenia nieprzyjemnych dźwięków powstałych w procesie spalania. Potrzeba zatem inteligentnych rozwiązań, które pozwoliłyby zachować wysoki poziom komfortu jazdy. Specjaliści od akustyki opracowują je poprzez systematyczne udoskonalanie takich elementów jak np. skrzynie korbowe. Zabieg zwany „użebrowaniem” pozwala na stałe ograniczać nieprzyjemne odgłosy, a skrzynia korbowa pozostaje – w ostatecznym rozrachunku – bardzo lekkim elementem.

Ponadto sama jednostka napędowa jest częściowo zamknięta w kapsule akustycznej. Elementy pochłaniające lub tłumiące hałas nie wymagają zbyt dużej przestrzeni montażowej, są lekkie i jednocześnie w zadowalającym stopniu redukują jego poziom. Z wyciszenia i tłumienia dźwięków przy samym silniku wynikają również dodatkowe korzyści jeśli chodzi o ogólną wydajność układu napędowego. Jeśli nieprzyjemne odgłosy zatrzymywane są już u źródła, nie ma konieczności dodatkowego wyciszania przedziału pasażerskiego. Pomaga to oszczędzić materiały, obniżyć masę pojazdu oraz ograniczyć zużycie paliwa. Inna metoda na stworzenie lekkiej akustycznej konstrukcji, która poprawi komfort jazdy i wydajność, polega na nadaniu funkcji dźwiękochłonnym elementom już zamontowanym w pojeździe. W konstrukcji podwozia wykorzystywanej w obecnie dostępnych modelach BMW, która poprawia ich właściwości aerodynamiczne, lekkie, wzmocnione tworzywo termoplastyczne (LWRT) zastępuje stosowaną poprzednio ramę pomocniczą wykonaną z polipropylenu, która była cięższa, zajmowała więcej miejsca, a jej montaż wymagał użycia większej ilości materiałów wygłuszających.

W nowej konstrukcji podwozia rama pomocnicza pełni jednocześnie funkcję materiału pochłaniającego dźwięk. Rozwiązanie to pozwala obniżyć masę pojazdu, zajmuje mniej miejsca w pojeździe i jednocześnie wydatnie zwiększa powierzchnię tłumiącą hałas. Nowa konstrukcja ma grubość zaledwie od dwóch do ośmiu milimetrów, czyli jest zdecydowanie cieńsza od rozwiązań stosowanych uprzednio, gdzie grubość takich materiałów dochodziła do 30 milimetrów. Nowe struktura jest również o połowę lżejsza od poprzedniej ramy pomocniczej z dodatkowym amortyzatorem.

O ile lekka akustyczna konstrukcja pozwala poprawić parametry dźwiękochłonne pojazdu oraz zwiększyć komfort jazdy, aktywne systemy takie jak Active Sound Design gwarantują, iż silnik podczas przyśpieszania generuje dźwięk o wyjątkowo dynamicznej barwie. Należy bowiem pamiętać, iż dynamika pojazdu to w dużej mierze zjawisko dźwiękowe. Dzięki zastosowaniu systemu Active Sound Design inżynierowie mogą tworzyć brzmienie, które najlepiej oddaje charakter pojazdu lub nawet dostosować jego barwę do indywidualnych upodobań klienta.

Aby stworzyć pożądaną barwę dźwięku silnika, udoskonalamy naturalną charakterystykę jego pracy przy pomocy systemu elektroakustycznego, dzięki czemu manewr przyśpieszania zmienia się w niezwykłe pod względem akustycznym doznanie i sprawia dodatkową przyjemność. (Albert Kaltenhauser, kierownik działu Airborne Sound, Acoustics and Vibrations)

Zademonstrowany po raz pierwszy w 2009 roku w prototypie marki MINI i w wersji dla silników benzynowym, system Active Sound Design stosowany jest obecnie również w pojazdach z jednostkami wysokoprężnymi, zapewniając im sportowe brzmienie jakie nie było dotąd osiągalne w tego typu silnikach. Sportowa charakterystyka osiągów nowoczesnych silników Diesla oraz ich wysoki moment obrotowy, odczuwalny szczególnie podczas ruszania i przyśpieszania, kłóci się z wrażeniami akustycznymi do jakich przyzwyczaiły nas jednostki wysokoprężne. Typowa dla silników Diesla surowa charakterystyka impulsów układu zapłonowego odpowiada za charakterystyczny odgłos ich pracy, który często określa się  mianem „klekotania”. Dzięki zastosowaniu lekkiej, inteligentnej konstrukcji akustycznej w produktach firmy BMW Group, udało się znacząco zminimalizować ten nieprzyjemny odgłos pracy jednostek wysokoprężnych. Tym samym stworzono zapotrzebowanie na system Active Sound Design, który ma za zadanie uczynić walory dźwiękowe bardziej sportowymi. Innymi słowy system ten sprawia, iż dynamiczny charakter pojazdu staje się namacalnie słyszalny.

Aby zagwarantować niepowtarzalne wrażenia dźwiękowe i nadać silnikowi Diesla rasowe, sportowe brzmienie, inżynierowie akustycy muszą w sposób optymalny dopasować dźwięk do charakteru danego pojazdu oraz osiągów i kultury pracy jego jednostki napędowej. Zbyt mocny dźwięk przy niewystarczającej moc silnika pozostawiałby złe wrażenie. Natężenie odgłosu pracy jednostki napędowej musi bowiem harmonijnie odpowiadać wybranemu w danej chwili stylowi jazdy. Wyzwanie polega tu na odpowiednim dozowaniu natężenia dźwięku w każdych warunkach jazdy i budowaniu autentycznego, akustycznego charakteru pojazdu. Aktywny system kontroli dźwięku pozwala na zdecydowanie bardziej systematyczną, uporządkowaną i klarowną regulację niż system konwencjonalny, który przewiduje jedynie modyfikacje podzespołów układu dolotowego i wydechowego.

Już niewielkie zmiany w brzmieniu pojazdu mogą mieć ogromny wpływ, ponieważ ludzie – niczym wrażliwe urządzenia analityczne – podświadomie oceniają walory akustyczne, a mózg bez przerwy rejestruje wszystkie zmiany.
(Dr Alfred Zeitler, psycholog akustyczny)

Samochód testowy (model BMW 635d) zoptymalizowano pod kątem brzmienia, przez co pojazd zyskał indywidualny i niezwykle dynamiczny charakter akustyczny. Zniknął hałas normalnie generowany przez jednostkę wysokoprężną, a zamiast niego kierowca słyszy lepszy jakościowo, sportowy odgłos pracy silnika. W całym zakresie prędkości obrotowych towarzyszy nam harmonijny, urozmaicony i bezsprzecznie atrakcyjny dźwięk, który przy niższych prędkościach obrotowych podkreśla wyjątkowo wysoką wartość dostępnego momentu, a przy wyższych daje ogromną radość, stanowiąc idealne dopełnienie dynamicznych osiągów. Dzięki zastosowaniu systemu Active Sound Design jednostki wysokoprężne mogą wreszcie brzmieć tak jak na to zasługują.

Lekka akustyczna konstrukcja - wartość dodana to wzajemne oddziaływanie
Jednym z głównych zadań akustyki w pojazdach klasy premium jest eliminacja zbędnego hałasu i modulacja dźwięku by był on idealnie zestrojony z charakterem pojazdu. Nic nie ma prawa tutaj rozpraszać kierowcy swoim brzęczeniem, trzeszczeniem, piszczeniem, świszczeniem czy grzechotaniem. Środki normalnie potrzebne do osiągnięcia takiego stanu rzeczy wymagają zastosowania rozwiązań podnoszących masę pojazdu, co przekłada się na wyższe zapotrzebowanie na paliwo i podniesiony poziom emisji CO2. Firma BMW wprowadza nowe, inteligentne rozwiązania akustyczne w lekkiej konstrukcji pojazdu. Są to rozwiązania zintegrowane, które łączą kilka funkcji. Nie mają one za zadanie jedynie wyciszać wnętrze pojazdu, ale także redukować jego masę i poprawiać ogólną wydajność. Aby możliwa była równie wygodna co wydajna jazda, projektanci badają możliwości udoskonalenia funkcji akustycznych różnych podzespołów lekkiej konstrukcji i wykorzystać tę wiedzę do obniżenia masy własnej oraz ograniczenia niezbędnej przestrzeni montażowej komponentów dzięki rozszerzeniu zakresu ich funkcjonalności. Dlatego inżynierowie firmy przede wszystkim starają się w pełni wykorzystać dostępne rozwiązania systemowe w zgodzie z wytycznymi zasad akustyki. Absolutnie fundamentalnym tego warunkiem jest zrozumienie wewnętrznych zależności akustycznych zachodzących w pojeździe.

Wewnętrzna akustyka pojazdu to bardzo złożone zjawisko. Jednak gdy już ogarnie się jego zasady, liczne możliwości udoskonalenia całego projektu zaczynają pojawiać się same. Chodzi tu oczywiście o optymalny i wydajny projekt końcowy pojazdu.
(Tomasz Jedraszek, kierownik zespołu Airborne Sound Team)

Celem inżynierów jest stworzenie możliwie najlżejszych elementów spełniających jednocześnie wiele, często sprzecznych wymogów i cech podzespołów mających bezpośredni udział lub wpływ na jazdę. Z punktu widzenia akustyki oznacza to w szczególności maksymalne wykorzystanie własności i odpowiedni dobór materiałów użytych do wyciszenia i pochłaniania dźwięku, bowiem – jak wiadomo – materiał materiałowi nie równy. Mają one różne właściwości, co oznacza, iż nie zawsze nadają się do wszystkich zastosowań.

Odpowiedni dobór i użycie materiałów - w ostatecznym rozrachunku liczy się przecież masa własna
Ograniczenie hałasów w tle do minimum to pierwszy krok do opracowania konstrukcji pojazdu zoptymalizowanej pod względem akustycznym. Normalnie osiąga się to przez zastosowanie materiałów wygłuszających i tłumiących, aby pozbyć się nieprzyjemnych drgań. Ogólnie wiadomo, iż cięższy element nie wpada w tak duże wibracje jak lżejszy i dlatego nie czyni tyle hałasu. Ale stara zasada akustyki samochodowej, która mówi, iż „masę można zastąpić jedynie wyższą masą” już się nie sprawdza, a to dzięki lekkiej, dźwiękochłonnej, inteligentnej konstrukcji. Stałe rozwiązania akustyczne u źródła hałasu, inteligentne systemy tłumienia dźwięku oraz zastosowanie materiałów wygłuszających w konstrukcji pojazdu sprawia, iż zasada ta staje się bezużyteczna. Wszystkie te inteligentne rozwiązania pozwalają realnie zwiększyć komfort bez znacznego podnoszenia kosztów. Klient może cieszyć się z lepszej akustyki pojazdu przy jego niższej masie, co oznacza większą radość z jazdy przy mniejszym zapotrzebowaniu na paliwo i ograniczonym poziomie emisji CO2.

Nie staramy się stworzyć lekkiej konstrukcji kosztem ogromnych wyrzeczeń. Chodzi to raczej o inteligentny sposób użycia materiałów przy jednoczesnej poprawie wydajności, dynamiki oraz komfortu.
(Tomasz Jedraszek)

W konstrukcji, w miejscach, które muszą spełniać najwyższe standardy sztywności nadwozia, wykorzystuje się niezwykle sztywne rodzaje stali. W większych elementach stosuje się lżejsze materiały takie jak aluminium. Wiele uwagi poświęca się temu, by w odpowiednim miejscu znalazł się materiał o odpowiednich parametrach i właściwościach, zależnie od potrzeb. Jeśli, dla przykładu, użyto by tylko aluminium, to aby uzyskać zamierzony efekt tłumiący, trzeba by również zastosować dodatkowy materiał w miejscach, które mogą być źródłem większego hałasu. Tym samym zaprzepaszczono by oszczędność masy wygospodarowaną dzięki użyciu aluwium zamiast stali. Ta metoda mogłaby się nawet wiązać ze zwiększeniem kosztów i wymaganej przestrzeni montażowej.

Użebrowanie jako metoda wytłumienia hałasów w tle
Aby opracować możliwie najlżejszą konstrukcję, inżynierowie tworzący układ napędowy starają się wykorzystywać coraz to lżejszej materiały. Dlatego współczesne skrzynie korbowe wykonuje się z aluminium, a nie z żeliwa szarego. Zmiana materiału oznacza jednak w tym wypadku, iż ściany skrzyni korbowej są cieńsze, przez co powstały hałas łatwiej wydobywa się na zewnątrz. Inżynierowie ds. akustyki przeciwdziałają temu systematycznie udoskonalając konstrukcję skrzyni korbowej i wykorzystując technologię zwaną użebrowaniem. Wzdłuż całej długości skrzyni biegną wzmocnione pręty, których zadaniem jest stabilizacja powierzchni skrzynki korbowej i tym samym redukcja nieprzyjemnych drgań i dźwięków. Jednocześnie nie notuje się wzrostu masy całego elementu. Inteligentne wykorzystanie materiałów pozwala obniżyć masę oraz tłumić hałas pochodzący ze wzmocnionej konstrukcyjnie skrzyni korbowej.

źródło: BMW