Materiały dźwiękochłonne ograniczają do minimum hałas przedostający się z nadkoli do wnętrza przedziału pasażerskiego i bezpośredniego otoczenia pojazdu. Im więcej dźwięku zostanie pochłonięte u źródła, tym mniej trzeba potem wygłuszyć pod drodze do wnętrza. Pozwala to ograniczyć masę pojazdu oraz ilość użytych materiałów, a także zmniejsza zapotrzebowanie na paliwo. Ponadto odpowiednie wyciszenie ma bardzo korzystny wpływ na inne aspekty takie jak podtrzymanie pozostałej silnikowej energii cieplnej do następnego uruchomienia jednostki napędowej.

Zintegrowana funkcjonalność akustyczna sprawia, iż rzeczy dobre stają się jeszcze lepsze
Inna metoda wykorzystywana przy tworzeniu lekkiej akustycznej konstrukcji, która ma podnosić poziom komfortu i wydajności polega na nadaniu funkcji dźwiękochłonnych elementom już znajdującym się w pojeździe. Może to wymagać na przykład zmodyfikowania całej konstrukcji podwozia i opracowania rozwiązań poprawiających funkcjonalność i walory akustyczne. W tym miejscu aerodynamika i akustyka łączą siły. Dotychczas w użyciu pozostawała stosunkowo ciężka rama pomocnicza wykonana z polipropylenu. W pojazdach z silnikami Diesla doposażano ją również w dużą matę wygłuszająco-tłumiącą. W nowoczesnej konstrukcji podwozia, którą stosuje się w nowych modelach BMW, rama pomocnicza sama w sobie ma również pełnić funkcję element dźwiękochłonnego. Takie rozwiązanie pozawala ograniczyć masę własną pojazdu oraz wymaganą przestrzeń montażową. Nowa rama pomocnicza LWRT (wykonana z lekkiego wzmocnionego tworzywa termoplastycznego) posiada powierzchnię o porach strukturalnych otwartych z rdzeniem absorbującym. 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. Cała konstrukcja podwozia wykorzystywana jest do tłumienia hałasu, przez co powierzchnia dźwiękochłonna jest nieporównywalnie większa, a komfortu jazdy wyraźnie lepszy. Ponadto materiał dźwiękoszczelny jest elastyczny i ugina się do dwóch milimetrów w punktach styku z nadwoziem. Pozwala to na integrację wszystkich funkcji (aerodynamicznej, ochronnej i dźwiękochłonnej) oraz umożliwia oszczędność czasu, miejsca i masy własnej.

Tłumienie hałasu to obowiązek - modyfikacja dźwięków to prawdziwa ekstrawagancja
Jednak w firmie BMW Group wysoki komfort to jeszcze nie wszystko. Obecnie prowadzone są badania nie tylko nad udoskonaleniem rozwiązań dźwiękochłonnych w pojeździe, ale także nad zapewnieniem jeszcze większej radości z jazdy za sprawą systemu Active Sound Design. Silniki wysokoprężne stanowią szczególne wyzwanie jeśli chodzi o tłumienie hałasu i wyrażenia dynamiki pojazdu poprzez dźwięk. Proces spalania w jednostce wysokoprężnej nie jest tak jednorodny jak w przypadku silników benzynowych. Sekwencje zapłonu w komorze spalania są bardziej intensywne i głośniejsze. Dźwięk ten jest przenoszony na przyległe podzespoły i rozchodzi się w otoczeniu pojazdu, powodując typowy dla silników Diesla klekot, który wynika z ich konstrukcji. Ze względu na charakterystykę impulsu zapłonowego, uznaje się, iż brzmienie jednostki wysokoprężnej nie jest tak przyjemne dla ucha jak odgłos pracy silnika benzynowego.

Aby zrekompensować tą akustyczną niedogodność, można zastosować elementy wygłuszające. Jednak użycie ciężkich materiałów do wyciszenia silnika prowadzi do utraty obniżki masy wypracowanej przez zastosowanie aluminiowego bloku jednostki napędowej. Inżynierowie ds. akustyki pokazują jak można sprawić, żeby wydajny silnik wysokoprężny miał przyjemnie lub nawet dynamicznie sportowe brzmienie. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu lekkiej, dźwiękochłonnej konstrukcji w połączeniu z systemem Active Sound Design.

Modyfikacja walorów akustycznych pojazdu przy pomocy systemu Active Sound Design
Chociaż lekka, dźwiękochłonna konstrukcja pomaga zwiększyć komfort i wydajność, projektanci firmy BMW zawsze starannie dbają o to by pojazd oferował również wyjątkową przyjemność prowadzenia. W końcu nazwa marki zobowiązuje, a jej motto to Radość z jazdy. Wyciszenie czyni pracę silnika mniej słyszalną, co w pierwszej kolejności oznacza „utratę dźwięku” i w konsekwencji gorszą percepcję dynamiki jazdy. Jak pokazują testy, oprócz dających się fizycznie zmierzyć sił wzdłużnych i poprzecznych działających podczas przyśpieszania, jego odgłos również znacząco wpływa na ogólną percepcję dynamiki jazdy. Przy użyciu aktywnych systemów modyfikacji dźwięku, inżynierowie mogą czynnie kształtować i optymalizować odgłosy odcierające do wnętrza pojazdu, a tym samym systematycznie wpływać na „słyszalną” dynamikę jazdy. Aby uzyskać pożądaną barwę dźwięku, za pomocą inteligentnego elektroakustycznego systemu modyfikuje się naturalny odgłos pracy silnika. Procesor sygnału cyfrowego w sposób interaktywny generuje dodatkowe komponenty wzbogacające dźwięk silnika w oparciu nieustannie uaktualniane dane o warunkach jazdy, tworząc tym samym spójny klimat akustyczny. Pierwsze testy wewnętrzne już potwierdzają wyjątkową skuteczność tego systemu. W prototypie marki MINI zaprezentowanym w 2009 roku udało się czterocylindrowej jednostce nadać brzmienie rasowej, widlastej ósemki lub mocnej, rzędowej trójki. Oprócz oczywistego aspektu zabawy poprzez personalizacje brzmienia pojazdu, system Active Sound Design ma też bardziej poważne zastosowania. Umożliwia on na przykład silnikom wysokoprężnym osiągnięcie brzmienia właściwego bardziej sportowym jednostkom.

Przeprowadzony eksperyment pokazał potencjał takiego rozwiązania. Inżynierowie firmy BMW w jednym z dwóch identycznych pojazdów zmodyfikowali odgłos silnika tak, aby brzmiał on bardziej sportowo i dynamicznie. Kolejne testy pokazały, iż kierowcy testowi prowadzący oba pojazdy (mimo iż miały one takie same osiągi i dynamikę jazdy) lepiej oceniali przyśpieszenie samochodu ze zintegrowanym systemem Active Sound Design. Obiektywne wrażenia kierowców porównywalne były z odczuciami towarzyszącymi podczas prowadzenia samochodu o znacznie mocniejszym silniku. Oznacza to zatem o wiele większą radość z jazdy bez jakiejkolwiek modyfikacji samych osiągów, dynamiki i bez wzrostu zapotrzebowania na paliwo.

Modyfikacje dźwięku silników wysokoprężnych - diesel nigdy wcześniej nie brzmiał tak rasowo i dynamicznie
Obecnie również kierowcy aut z silnikami wysokoprężnymi mogą cieszyć się wrażeniem lepszej dynamiki jazdy. Silniki Diesla są wyjątkowo wydajne, ale w dziedzinie akustyki i brzmienia daleko im do ideału. Dzieje się tak pomimo iż współcześnie posiadają one odpowiednio sportowe osiągi i za sprawą wartości momentu obrotowego podczas ruszania i przyśpieszania są wymiernie lepsze od swych benzynowych odpowiedników. Jednak typowy dla konstrukcji wysokoprężnej impuls zapłonowy w procesie spalania odpowiada za charakterystyczny odgłos pracy silników Diesla. Dzięki zastosowaniu inteligentnej, lekkiej, dźwiękochłonnej konstrukcji udało się w znacznym stopniu wyeliminować ten nieprzyjemny klekot. Tym samym zrobiono miejsce dla zastosowania systemu Active Sound Design, który ma za zadanie modyfikować odgłos pracy silnika tak, by brzmiał on bardziej sportowo. Dzięki temu wewnątrz samochodu usłyszeć można przyjemny dla ucha, dynamiczny dźwięk pracy jednostki napędowej.

Dzisiejsze silniki Diesla dysponują ogromnym potencjałem i możliwościami. Są bardzo wydajne, wyjątkowo efektywne i dysponują wysokim momentem obrotowym. Niestety, aż do teraz można było mieć zastrzeżenia co do ich brzmienia. Dzięki systemowi Active Sound Design mogą one wreszcie uzyskać brzmienie na jakie zasługują ze względu na swe osiągi.
(Albert Kaltenhauser, kierownik działu Airborne Sound, Acoustics and Vibrations)

Wypracowanie właściwego brzmienia to ciężka praca
Aby wypracować właściwe, sportowe brzmienie Diesla odpowiednie dla jego osiągów, inżynierowie ds. akustyki optymalnie i z niezwykłą dbałością o szczegóły dobierają dźwięk do charakterystyki osiągów danego pojazdu. Zbyt intensywny dźwięk w połączeniu z niewystarczającą mocą silnika daje równie zły efekt jak minimalne nawet opóźnienia, ponieważ ludzkie ucho jest wyjątkowo precyzyjne i czułe. Odgłos pracy silnika musi przez cały czas odpowiadać dynamice stylu jazdy. Jest to szczególne wyzwanie polegające na odpowiednim dobraniu natężenia dźwięku w każdych warunkach drogowych i stworzeniu autentycznego klimatu.

System Active Sound Design pozwala na bardziej systematyczną i subtelną modyfikację niż systemy konwencjonalne, które przewidują jedynie zmiany w obrębie 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".

Dzięki swej wiedzy i doświadczeniu dźwiękowcy z firmy BMW Group dokładnie orientują się jakim modyfikacjom trzeba poddać pojazd by osiągnąć pożądane brzmienie. W firmie BMW Group specjaliści od modyfikacji brzmienia oraz psychologii akustycznej ściśle współpracują z inżynierami z działu budowy jednostek napędowych. Mając jasne pojęcie jak powinien brzmieć sportowy diesel, stworzyli oni całkowicie nowy, imponujący klimat akustyczny dla sportowego coupe z silnikiem wysokoprężnym.

Rezultaty są naprawdę przekonywujące
Pojazd oparty na modelu BMW 635d i zmodyfikowany pod kątem brzmienia ma indywidualną charakterystykę akustyczną. Wyeliminowano typowy dla silników Diesla odgłos pracy i zastąpiono go wyjątkowo dynamicznym, sportowym brzmieniem. 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 dynamicznej jazdy. Dzięki zastosowaniu systemu Active Sound Design brzmienie jednostki wysokoprężnej w pełni odzwierciedla jej dynamikę i sprawia, że osiągi silnika są jeszcze bardziej namacalne.

Ciężko opisać nowe brzmienie diesla słowami, bo jest ono absolutnie bezkonkurencyjne. Ma wyrazisty charakter, który w pełnym zakresie prędkości obrotowych silnika podkreśla dynamikę jego osiągów oraz daje ogromną radość z jazdy.
(Dr Alfred Zeitler, psycholog akustyczny)

Zespół fizyków, inżynierów, dźwiękowców i psychologów prowadzi prace nad systemem Active Sound Design. I chociaż wykorzystują oni w swych badaniach, symulacjach i testach elektroniczne narzędzia i urządzenia analityczne, ostatecznym i najważniejszym kryterium pozostaje ludzkie ucho.

Dynamika i wydajność dzięki akustyce
Dzięki zastosowaniu rozwiązań wchodzących w skład lekkiej, dźwiękochłonnej konstrukcji połączonej z systemem Active Sound Design, klient może cieszyć się zupełnie nowym brzmieniem pojazdu i jednocześnie w jeszcze większym stopniu korzystać z dobrodziejstw posiadania samochodu z nowoczesnym, dynamicznym i wydajnym silnikiem Diesla. Podczas jazdy ze stałą prędkością, np. w czasie dłuższej podróży, natężenie dźwięku utrzymuje się na tym samym, niskim poziomie. Kierowca słyszy jedynie słaby odgłos toczenia i pędu powietrza. Jednak, gdy styl jazdy staje się bardziej dynamiczny, np. podczas manewru przyśpieszania, z tła wyłania się drapieżny odgłos pracy silnika, przypominając kierowcy o dynamicznych osiągach i właściwościach jednostki napędowej. Kierujący odczuwa dynamikę wszystkimi zmysłami, co wydatnie zwiększa radość z jazdy.

źródło: BMW