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爱卡研究院——汽车声浪模拟/传导系统

    [XCAR 爱卡研究院 原创]

    声音除了充当传播信息的工具以外,往往也是一种衡量事物好坏的指标。试想一下,一个身材和长相都不错的女孩儿,假如还能拥有一副娇柔的嗓音,印象分一定会直线上升。其实对于车来说也是一样的,悦耳的发动机和排气声浪不仅能够激发驾驶者的热情和快感,同时也能够提高车辆本身的形象,因此成为运动型车几乎必备的特性之一。然而,逐渐苛刻的环保规定、噪音污染的日益严重以及用户对车辆舒适要求的提高使大排量发动机和高声浪排气的发展受到一定限制,难道两者真的不能共存?不过这并没有难倒聪明的厂设计师们,事实上,已经有越来越丰富的对应方法来解决这个问题。

研究院之汽车声浪模拟传导系统

    旁通阀

    目前市面上有几种不同的方法来增强车辆的声浪音效,同时保持一定的舒适性和实用性。在排气系统中使用旁通阀(Exhaust Bypass Valve)可谓是最传统的方法之一,很多著名的跑车生产商例如法拉利玛莎拉蒂等都采用这种方式为车辆增加高亢的声浪,也有一些改装排气采用同样的机构。该系统的原理是在排气管内设置一具可变阀门,从外观来看,整体机构设计就如同一颗构造较为简单的节气门,在其上可看到一蝴蝶阀与真空作动器。透过引擎真空的吸引,可让阀门进行开与关的动作。

爱卡研究院之汽车声浪模拟传导
【安装在排气系统中的旁通阀】

    当转速较低的正常驾驶模式时阀门会处于关闭状态,排出气流由较小管径位置或单一管路排出,排气声浪也处于正常水平。当发动机处于高转速时,阀门则会开启,而排出的废气就会直接通过大管径位置或双重管路排出,让废气有更多的通道与出口宣洩,排气声浪自然也会瞬间变得高亢起来。有些旁通阀是利用物理的管内压力自然开关的,有些则会通过车载电脑或电子遥控开关(例如车内的运动模式按钮等)完成开闭动作。


【GT-R在开启和关闭排气旁通阀的效果对比】

    这种方式的优势在于声浪输出比较直接、自然,尤其对于激发男性荷尔蒙十分有效,但对于车外的听众可就不那么享受了。换句话说,旁通阀所排出的巨大声浪会大幅度增强周围的环境音量,很有可能会产生不愉快的噪音,路过居民区时尤其会招来各种白眼。

    主动声浪传导

    除了比较传统的排气旁通阀以外,设计师们还在寻求更多简单有效的方法来实现驾驶员对声浪的需求,同时不给人留下扰民的坏印象,因此主动声浪传导系统应运而生。前不久刚上市的新福克斯ST和多款保时捷旗下新车型均装配了一个叫做“Sound Symposer”的主动声浪传导系统。原理是将一根特制的声浪导管与进气歧管相连,通过一种混合材料制作的拨片与发动机吸入的空气一起共振,产生声浪增强的效果。

爱卡研究院之汽车声浪模拟传导
【主动声浪传导系统示意图】

    当驾驶员深踩下油门时,声浪导管会自动开启,此时发动机舱的声浪会被放大并传到驾驶舱内,产生悦耳的轰鸣声。同理,当正常行驶时,声浪导管将处于关闭状态,发动机的噪声自然也会被隔离。


【新福克斯ST主动声浪传导系统效果】

    这套系统不会产生人造声音而只是对发动机的声浪效果进行放大,优点是当你激进的时候可以获得相应的声音配合,当你想要正常驾驶时,也可以获得一份家用车的宁静,而且最重要的是你绝对不会过多影响到车外的环境音量,自然也少了很多白眼和鄙视。

    电子声音模拟

    随着汽车制造工艺的不断发展以及用户对乘坐舒适性要求的提升,安静的车厢成为许多现代家轿的必备特征,但如何在保持车内安静水平的同时还能保留发动机澎湃的声浪?宝马M部门的工程师为全新一代宝马M5安装了一套名为“Active Sound”的电子声浪模拟系统,原理是利用车辆自身的音响播放事先录制好的发动机声浪,音量和音高会由电脑根据发动机的实际转速自动调整播放。

爱卡研究院之汽车声浪模拟传导
【宝马M5采用的声浪模拟电子元件】

    虽然驾驶员仍然能够听到来自发动机的纯天然声浪,但Active Sound系统会将声音强化,在安静的驾驶舱里给驾驶员更加清晰和悦耳的声音,营造更加富有激情的气氛。这套系统可以帮助驾驶员根据声音选择合适的换挡时机,同时减少转速爆表的几率。而在正常行驶中,车辆将同样保持轿车般的舒适性,也不会对周围环境造成负面影响。


【开启Active Sound和关闭后的效果对比】

    手机APP软件

    以上这些都是厂商工程师想出的常规方法,那么有人可能会问:自己的车能够达到类似的效果吗?有没有更简单快捷并且省钱的的方式来实现?答案是肯定的,事实上只要你有一台智能手机就能够搞定。现在市面上有一款叫做XLR8(“Accelerate”的谐音)的软件就是专门用来模仿跑车声浪的,支持iOS和Android平台的多种移动设备。使用方法也相当简单。

爱卡研究院之汽车声浪模拟传导
【XLR8软件操作页面】

    只要将手机通过连接线或蓝牙与汽车音响相连,然后固定好手机之后进入程式画面中,按下Start按钮即可。这个软件不会单纯的持续发生咆哮声浪,而是能通过档位、转速和汽车的行驶速度等进行声浪模拟,而且是通过车内音响播放,与Active Sound的原理有些相似。只可惜这款软件只针对北美的apple store用户下载,国内的用户如果想使用的话只能尝试越狱后手动下载安装了。

爱卡研究院之汽车声浪模拟传导
【可以选择车型并进行细微调节】

    另一款叫做iBoost的APP软件也能够达到类似的效果,利用移动设备内的陀螺仪感应加速和制动时的G值发出相应的声音,不过只是直接通过移动设备的扬声器播放声音,而不是通过车内本身的音响系统,听觉效果略逊一筹。

    除此之外,还有其他多款相似的软件可供下载,感兴趣的朋友们可以自行搜索尝试一下。不过这种方法与厂商设计师推出的解决方案相比,显然有些自娱自乐的成分了。


【移动设备声浪软件实拍效果】

    结语:无论使用何种方法,声浪增强、传导、模拟系统在性能车领域中已经变得越来越普遍,其优点不可忽视,那就是能够在保证驾驶员听觉感受的同时减少对舒适性和周边环境的负面影响。当然,或许这种自造声势的做法并不能赢得所有人的认同,但或许这仍然会成为未来的发展趋势之一。对于这种特意强调的甚至完全人造的声浪增强系统,作为读者的你又有什么样的看法呢?

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