Sztuczny dźwięk silnika – oszustwo czy technologia w służbie kierowcy?

Jeden z najważniejszych atrybutów aut sportowych (i nie tylko) to dźwięk silnika. Nie każdy wie jednak o tym, że we współczesnych samochodach na to, co dociera do uszu kierowcy, składa się znacznie więcej niż tylko sam odgłos pracy motoru.

Współczesna motoryzacja nie sprzyja fanom bulgotu V8, ryku R6 czy wycia V10 w stylu F1. Jest ku temu co najmniej kilka powodów.

Otóż producenci masowo rezygnują z motorów o dużej liczbie cylindrów, zastępując je mniejszymi z turbodoładowaniem (downsizing). To tworzy kolejny problem – turbosprężarki zabierają część dźwięku, gdyż same działają w pewnym sensie jak tłumiki (część spalin trafia do nich, by napędzić wirnik).

Do tego dochodzą coraz bardziej restrykcyjne normy hałasu narzucane na producentów i wreszcie... upodobania klientów, którzy oczekują od samochodu funkcjonalności. Innymi słowy, nie chcą oni, aby ich drogie, sportowe auto przyprawiało ich o krwawienie uszu w kilkusetkilometrowej podróży.

Stąd też wnętrza nowoczesnych pojazdów są wygłuszone równie dobrze jak pokój wytrawnego audiofila. Z drugiej strony każdy entuzjasta motoryzacji wie, że ciche sportowe auto to złe sportowe auto. Dźwięk silnika to cecha, której nie zastąpi nawet kolejne 100 KM pod maską.

Inżynierowie muszą więc dokonać niemożliwego i połączyć ogień z wodą. Muszą tworzyć auta, które spełniają wszystkie wymogi homologacyjne i są w stu procentach cywilizowane, a jednocześnie takie, w których kierowcy mogą cieszyć się pełnią doznań akustycznych za kierownicą, kiedy mają na to ochotę. Jakie mają na to sposoby?

Istnieje kilka rozwiązań. Jedno z najstarszych to tzw. aktywny wydech. Wiele źródeł podaje, że rozwiązanie to zostało zastosowane po raz pierwszy w Ferrari F355 już w 1995 roku. Jak to działa? W wydechu wykorzystano klapki ograniczające jego średnicę. Do ok. 3500 obr./min pozostają one zamknięte, pozostawiając dla spalin możliwie niewielki otwór, zaś auto jest stosunkowo ciche.

Po przekroczeniu tej granicy sterowane specjalnym zaworem klapki otwierają się, czyniąc dźwięk 3,5-litrowej 5-zaworowej jednostki znacznie donośniejszym. Tego typu rozwiązania z powodzeniem są stosowane do tej pory przez takich producentów, jak Aston Martin (V8 Vantage) czy Lamborghini (Gallardo). Można je także spotkać w bardziej przyziemnych autach sprzed kilku lat, takich jak Audi TT 3.2 (8N) i VW Golf R32 (IV i V).

Wolnossące V8 produkcji Ferrari brzmi jednak świetnie z natury. Co zrobić w sytuacji, gdy silnik w aucie z założeniu sportowym brzmi zwyczajnie kiepsko? Przykładem niech będzie VW Golf VI GTI. Czterocylindrowy silnik 2.0 TFSI jest wprawdzie mocny, elastyczny i potrafi być oszczędny, ale z akustycznego punktu widzenia daleko mu do ideału.

Stąd też w niemieckim hot hatchu stosuje się niewielki "głośnik" zamontowany na ścianie grodziowej (urządzenie to nosi nazwę Soundaktor). Przenosi on dźwięk powietrza zasysanego przez silnik do wnętrza.

Nie oznacza to jednak, że klang jest odtwarzany z nagranego wcześniej pliku dźwiękowego. Tutaj wibracje z komory silnika (a konkretnie specjalnej rurki z układu dolotowego) są przenoszone na membranę we wspomnianym urządzeniu, która transmituje dźwięk do kabiny.

Porównanie dźwięku z włączonym i wyłączonym systemem:

Dźwięku generowanego przez Soundaktor w VW nie można zatem nazwać sztucznym, co najwyżej uwydatnionym. Co do rozwiązania stosowanego przez BMW można mieć jednak pewne wątpliwości. S

tosowany w modelach M135i i M5 system Active Sound Design to nic innego jak kompozycja dźwięku powietrza zasysanego do silnika, odgłosu jego pracy i dźwięku wydechu, nagrana i odtwarzana przez głośniki systemu audio. Ich głośność i natężenie są uzależnione od prędkości auta, prędkości obrotowej silnika, jego obciążenia i stopnia wychylenia pedału gazu.

Podobne rozwiązanie jest też stosowane w Audi z silnikami 3.0 BiTDI (A6, A6 Allroad, A7, SQ5), z tym że tutaj zamiast odgłosu pracy diesla odtwarzane są dźwięki imitujące benzynowe V8. W SQ5 głośnik jest zamontowany nawet w wydechu. Dzięki temu z zewnątrz nie sposób się zorientować, że pod maską pracuje silnik z zapłonem samoczynnym.

Bardziej zaawansowane (a także bardziej "uczciwe") rozwiązanie stosuje Porsche. Co ciekawe, w Zuffenhausen jest specjalny dział zajmujący się dźwiękiem silnika, komfortem akustycznym i szeroko pojętym NVH (Noise, Vibrations, Harshness) aut tej marki. Urządzenie zastosowane m.in. w Porsche 911 (991) nazywa się Sound Symposer.

Specjalny kanał łączy komorę silnika z kabiną pasażerów. Po włączeniu systemu przyciskiem na tunelu środkowym kanał otwiera się, a wibracje powstałe pomiędzy przepustnicą a filtrem powietrza wprawiają w ruch membranę.

Jej drgania docierają do uszu pasażerów jako dźwięk silnika. Oprócz tego źródło dźwięku stanowi także aktywny wydech, w którym zastosowano wymienione wcześniej klapki, regulujące jego średnicę. Zdarzyło mi się jeździć 991 i zaręczam: powiedzieć o tym systemie, że działa fantastycznie, to nic nie powiedzieć.

Ciekawostka: system Sound Symposer jest także wykorzystywany w Porsche Panamera GTS, w którym integralną część wspomnianego kanału akustycznego stanowią... słupki A.

Największym przywiązaniem do dźwięku silnika wykazują się jednak Japończycy, czego przykładem może być egzotyczny Lexus LFA. Właściwości akustyczne 4,8-litrowego silnika V10 były dopracowywane przez firmę Yamaha – tę samą, która zajmuje się produkcją keyboardów.

Kolektor dolotowy jest tutaj połączony z kabiną za pośrednictwem dwóch kanałów, z których jeden przenosi dźwięki z komory silnika poprzez specjalny otwór w ścianie grodziowej (nieprzepuszczający zapachów ani wilgoci), zaś drugi, umieszczony bliżej podszybia, transmituje dźwięki o średnich i wysokich częstotliwościach (minimum 500 Hz).

Wszystko po to, aby wyeliminować nieprzyjemne odgłosy i uwypuklić te pożądane. Wszystkie dźwięki przechodzą przez specjalny panel, regulujący częstotliwość i głośność.

Yamaha chwali się, że w całym systemie nie ma żadnego elektronicznego urządzenia – tylko czysta akustyka i mechanika. Efekty ich prac mówią same za siebie:

Podczas przygotowywania tego artykułu zaobserwowałem ciekawe zjawisko. Otóż nie wszyscy producenci otwarcie mówią o systemach modyfikujących dźwięk w swoich autach. W wielu przypadkach próżno szukać jakichkolwiek informacji na ten temat na ich oficjalnych stronach internetowych. Z czego wynika ta tajemniczość? Zapewne wielu producentów obawia się, że ich klienci mogliby poczuć się oszukani, gdyby dowiedzieli się, że dźwięk, który słyszą, to nie "prawdziwy" dźwięk silnika.

Czy my, fani motoryzacji, powinniśmy mieć żal do inżynierów o to, że stosują tego typu sztuczki? Moim zdaniem nie. Technologie te zakorzeniły się w motoryzacji na tyle mocno i są tak dopracowane, że z punktu widzenia kierowcy niemal nie sposób się zorientować, że klang jest w jakikolwiek sposób zmodyfikowany.

To trochę tak jak z wędliną ze sklepu – każdy wie, że to w większości woda i chemikalia, a nie prawdziwe mięso. Wiedza ta nikogo jednak nie powstrzymuje przed położeniem jej na kanapce.