Czy auta rzeczywiście są ciche?

Dla ekspertów zajmujących się ochroną środowiska hałas jest problemem numer jeden. Wpływa na cały organizm. Negatywnych skutków hałasu jest bardzo wiele, począwszy od zaburzeń snu, poprzez nieprawidłowości w układzie krążenia, a na ataku serca skończywszy. Wystarczy już źródło hałasu, jakim jest ruchliwa ulica. Pojazdy poruszając się po niej, potrafią powodować hałas o sile 65 decybeli! Miliony mieszkańców miast są na niego stale narażone. Co robić? Używać zatyczek do uszu? To nie jest wyjście. Przecież jadąc po mieście z zatkanymi uszami, moglibyśmy nie usłyszeć klaksonu lub dzwonka tramwaju. Jak pięknie byłoby zamknąć drzwi i odizolować się od hałaśliwej ulicy... Niestety, czasem w kabinie bywa równie głośno jak w pracującej zmywarce do naczyń. 15 aut w laboratoriumDo problemu podeszliśmy naukowo. Pojazdy badaliśmy w laboratorium akustycznym firmy Opel w Rüsselsheim i na torze testowym. W przeciwieństwie do standardowych badań głośności pomiary wykonywaliśmy nie tylko podczas jazdy ze stałą prędkością, ale także w trakcie przyspieszania, z pedałem gazu wciśniętym w podłogę. Okazało się, że nawet uważane za bardzo ciche limuzyny klasy luksusowej potrafią być nieznośnie głośne. W ekstremalnych przypadkach poziom hałasu w kabrioletach może doprowadzić do częściowej utraty słuchu! Jednak hałas nie jest równy hałasowi. Na przykład wysokie tony są o wiele bardziej dokuczliwe niż niskie. Albo gdy ktoś niezbyt muzykalny śpiewa sobie pod nosem, inni zatykają uszy. Teoretycznie Carreras śpiewa głośniej, a pomimo to wielu płaci setki euro, aby go usłyszeć. Podobnie jest w przypadku samochodów. Jak brzmią nowoczesne auta, jak głośne są i dlaczego, dowiecie się na kolejnych stronach.Usłyszy wszystkoTaka okazja nie zdarza się często: inżynierowie z centrum badawczego Opla odstąpili nam na kilka dni swoje laboratorium akustyczne w Rüsselsheim. Hala ze ścianami pokrytymi materiałami dźwiękochłonnymi zapewnia brak echa oraz obcych dźwięków. Ma imitować warunki na zewnątrz, ale bez odgłosów pochodzących z innych źródeł. Samochody stały na rolkach hamowni. Dźwięki zbierały dwa mikrofony umieszczone na wysokości uszu, w przeciętnej odległości pomiędzy nimi, zgodnie z normą ISO 5128. Miały one symulować ludzki zmysł słuchu. Przy ich użyciu urządzenia pomiarowe rejestrowały poziom hałasu i tzw. spektrum częstotliwości. Co to takiego? Mówiąc obrazowo, niskie częstotliwości to popularne "basy", średnie odpowiadają mniej więcej ludzkiej mowie, a wysokie to przede wszystkim wszelkie szelesty, gwizdy i szumy. Pomiar odbywał się na trzecim biegu, przy pełnym obciążeniu, aż do granicznej prędkości obrotowej. Dachy kabrioletów i samochodów z szybami tłumiącymi hałas testowaliśmy przy użyciu głośnika zainstalowanego na zewnątrz ukośnie nad autem. Na torze testowym mierzyliśmy hałas w kabinie przy stałej prędkości na najwyższym biegu oraz dodatkowo tylko odgłos wiatru i toczenia na "luzie".Turbodiesel kontra benzyniak. Oba samochody od OplaBenzyna potrafi szeptaćPojedynek Opla Astry z silnikiem benzynowym 1.6 z wersją 1.7 CDTIKażdy to wie, każdy to czuje, każdemu przeszkadza, że diesel terkocze. Dźwięk jakby z ciągnika rolniczego nie jest miły dla ucha. Ale czy charakterystyczny odgłos jest naprawdę aż tak dokuczliwy? Czy diesel jest głośniejszy od napędu benzynowego? Sprawdziliśmy to, porównując dwie Astry. Jedną z benzynowym silnikiem 1.6 (105 KM), drugą ze 110-konnym dieslem 1.7 CDTI. Z dieslem wcale nie jest aż tak źle. Nowoczesny Common Rail podczas spokojnej jazdy nie jest wcale trudniejszy do zniesienia dla uszu niż jednostka benzynowa. Przy 160 km/h różnice nie są nawet warte wzmianki. Odgłos pracy diesla jest wtedy cichszy od odgłosów toczenia i powietrza opływającego nadwozie. Co ciekawe, podczas przyspieszania silnik benzynowy okazywał się znacznie cichszy tylko od 2000 do 2500 obrotów na minutę oraz na biegu jałowym.Analiza głośności: diesel w czerwonym poluCzy diesel może pracować z kulturą równą silnikowi benzynowemu?Teoretycznie - nie. Winę ponosi sposób spalania. Jest ono wydajne, ale nieciche. Oczywiście, istnieją triki poprawiające kulturę pracy silników z zapłonem samoczynnym, jak na przykład wtrysk dawki pilotażowej. Ale charakterystyczny odgłos pracy i tak pozostaje. Jest szczególnie słyszalny na biegu jałowym, co widać na załączonych spektrogramach (Opel 1.6 benzyna i 1.7 diesel). Poza tym diesle wolniej się kręcą, co ogranicza hałas podczas jazdy.Opel diesel kontra VW dieselOpel cichszy od VW?Różnica jest spowodowana inną techniką wtrysku paliwaDiesel nie jest równy dieslowi. Niektóre warczą jak złe psy, ale są bardzo oszczędne. Inne pracują z bardzo wysoką kulturą, za to potrzebują łyk oleju napędowego więcej. VW Golf TDI należy do pierwszej grupy, Opel Astra 1.7 CDTI raczej do drugiej. Przyczyną są różne techniki zaopatrywania cylindrów w paliwo. W Golfie olej napędowy wtryskują pod bardzo wysokim ciśnieniem do cylindrów pompowtryskiwacze. W Astrze ciśnienie nie jest tak wysokie, a wtrysk odbywa się w technice Common Rail, dostosowującej ilość dostarczanego oleju napędowego do obciążenia silnika. Różnicę w głośności nie tylko słychać, ale także można ją zmierzyć. Już od 2500 obr./min Golf staje się głośny, podczas gdy Astra pozostaje cicha. Poziom hałasu wyrównuje się dopiero przy 4500 obr./min. Dlaczego więc Golf okazał się cichszy w laboratorium podczas jazdy ze stałą prędkością (160 km/h)? Ponieważ wtedy odgłosy silnika nie odgrywają dużej roli, a kabina Volkswagena ma lepszą izolację akustyczną.Wolnossący benzyniak kontra turboTurbo nie jest cichszeDobra wiadomość: turbo zwiększa moc, ale nie poziom hałasuCzy turbo chroni uszy? W końcu turbina "wygładza" odgłos silnika podczas zasysania powietrza i wydechu. W dodatku wtedy gdy jest to najefektywniejsze: podczas suwu wydechu i ssania. Obiegowa opinia mówi, że tak. Zbadaliśmy dwa Ople Astry 1.6 - jednego z turbiną, drugiego bez. W laboratorium akustycznym poziom emitowanego przez obydwa auta hałasu był podobny. Przy wysokich obrotach silnik bez turbiny okazywał się nawet nieco cichszy. Na stanowisku pomiarowym przy prędkości 160 km/h aparatura w przypadku obydwu aut pokazała 79 decybeli, a więc dużo. Oczywiście, przy takiej prędkości dominuje hałas powietrza opływającego karoserię i odgłos toczących się opon, chyba że zredukujemy bieg.Podwójne czy zwykłe szyby?Mały plus dla szyb dźwiękochłonnychTakie szkło to dobry pomysł, ale minimalną różnicę uchwyci tylko czuły mikrofon!Nabywcy Octavii mogą zamówić szyby przednią oraz boczne lepiej izolujące pasażerów od hałasów na zewnątrz pojazdu. W laboratorium Skoda była "atakowana" falami dźwiękowymi o natężeniu 105 decybeli. Standardowe szkło redukowało hałas o 43, a specjalne o 47 decybeli. Ale warta odnotowania okazała się tylko różnica w zakresie wysokich częstotliwości. Jeśli obok na skrzyżowaniu zatrąbiłaby ciężarówka, nie byłoby różnicy. Na odcinku testowym w kabinie specjalnie oszklonej Octavii było nawet nieco głośniej! Przyczyną były prawdopodobnie różnice między poszczególnymi egzemplarzami. W każdym razie silnik TDI Skody wyposażonej w dźwiękochłonne szkło warczał znacznie głośniej.Blacha kontra miękki dach z materiałuPod blachą jest zdecydowanie spokojniej...... chociaż subiektywnie różnica jest mniejsza niż oczekiwaliśmy!Czy w kabriolecie z blaszanym dachem jest naprawdę ciszej? Aby to sprawdzić, porównaliśmy BMW 3 oraz Audi A4 ze specjalnie wytłumionym dachem. Trzywarstwowy miękki dach został skonstruowany specjalnie pod kątem jak najskuteczniejszego tłumienia hałasów z zewnątrz. W laboratorium samochody były "atakowane" hałasem o natężeniu 105 dB. Przy częstotliwości poniżej 1000 herców, czyli dosyć niskiej, dach stalowy tłumił przeciętnie 41 decybeli, miękki tylko 37. Przy wyższej Audi okazywało się nieco lepsze (49 wobec 50 decybeli). Co to oznacza? Dach blaszany lepiej chroni pasażerów przed odgłosami z zewnątrz, ale już nie przed hałasem powietrza opływającego karoserię. To godne odnotowania osiągnięcie konstruktorów Audi - zwykle dachy materiałowe są nieporównywalnie bardziej hałaśliwe niż metalowe podczas jazdy z dużą prędkością, kiedy powietrze opływające chropowaty (na tle blachy) materiał powoduje szum. Im szybsza jazda, tym bardziej wzmaga on na sile, zagłuszając wszystko inne. Jak wynik testu przekłada się na warunki drogowe? BMW jest wyraźnie cichsze od Audi, chociaż subiektywnie różnica nie jest duża.Co jest głośne?Poziom hałasu jest zwykle podawany w decybelach (dB). Dziesięć decybeli więcej jest odbierane jako podwojenie poziomu hałasu. Ponieważ ucho ludzkie jest najczulsze pomiędzy 1000 a 4000 Hz, do zobrazowania poziomu uciążliwości hałasu dla człowieka stosuje się krzywe korekcyjne, biorące poprawkę na właściwości ucha - zwykle tzw. krzywą korekcyjną A. Wtedy natężenie hałasu jest wyrażane jako dB (A). O uciążliwości hałasu decyduje też rodzaj jego źródła.Cztery kontra sześćWięcej cylindrów to mniejszy hałas?Na to pytanie jednoznacznie odpowiada porównanie BMW 320i z 325iSześciocylindrowce są wspaniałe, szczególnie jeśli pochodzą z fabryki BMW i są rzędowe, jak motor 325i. Ale co mogą dać jednostce napędowej dwa dodatkowe cylindry, skoro już 320i pracuje z bardzo wysoką kulturą? Przecież wałki wyrównoważające zapobiegają powstawaniu warkotu i innych wibracji. A jednak różnica jest bardzo duża. Testy w laboratorium akustycznym wykazały, że najpóźniej od 2500 obr./min "szóstka" jest cichsza od "czwórki" i to znacznie. Wrażenia słuchowe jeszcze dobitniej potwierdzają wyniki pomiarów. Tajemnicą silnika sześciocylindrowego jest lepsza równomierność pracy dzięki większej częstotliwości zapłonów. Także mechanicznie jest bardziej zrównoważony od jednostki czterocylindrowej. Na odcinku testowym auto sześciocylindrowe okazywało się o wiele cichsze, pomimo że dominowały odgłosy toczenia i powietrza opływającego nadwozie. W kabinie 325i jest ciszej nawet podczas swobodnego toczenia.Dach miękki kontra twardy składanyPod blaszanym dachem jest ciszejMazda MX-5: wybór pomiędzy plandeką a składanym hardtopemWielu kierowców roadsterów chciałoby mieć w końcu twardy dach nad głową. Jak dobrze, że na rynku pojawiła się Mazda MX-5 CC! Składanie dachu w tym modelu jest bajecznie proste. W dodatku przestrzeń bagażowa nie została ograniczona, a sztywny dach nie wpłynął negatywnie na kształt tyłu nadwozia. Ale czy dzięki niemu będzie w końcu ciszej w kabinie? Nasz test udowodnił, że tak. Hardtop izoluje od dźwięków ze świata zewnętrznego o 10 dB lepiej niż softtop. Pasażerowie odczuwają to jako hałas mniejszy o połowę. Na torze testowym przy prędkości 160 km/h poziom hałasu w kabinie spadł z 91 dB w przypadku dachu miękkiego do 84 dB przy dachu twardym. To nadal głośno, ale i tak jest łatwiejsze do zniesienia. Jednak to nic w porównaniu z głośnością podczas jazdy z otwartym dachem. 100 dB to hałas, jaki emituje pracujący młot pneumatyczny!Klasa luksusowaBMW zdeklasowało Lexusa i MercedesaNawet jazda luksusową limuzyną napędzaną bulgoczącym V8 nie gwarantuje ciszyPasażerowie limuzyn oczekują spokoju. Chcą dotrzeć do celu w komfortowych warunkach, nienękani szumem świata zewnętrznego. W teście wzięły udział BMW 750i, Lexus LS460 i Mercedes S500. W laboratorium akustycznym czekało nas pierwsze zaskoczenie. Pod maską Mercedesa było głośniej niż oczekiwaliśmy. Przy wyższych obrotach odgłosy pracy przedostawały się do kabiny. Były wprawdzie melodyjne, ale na pewno nie dyskretne. Podczas gdy silniki konkurentów delikatnie szumiały, agregat Mercedesa zbyt dobitnie zaznaczał swą obecność. To może być celowe: pewnie konstruktorzy uznali, że moc musi być także słyszalna? Tak mocne auto nie powinno być ciche jak myszka. Klient mógłby być rozczarowany. Przecież człowiek potrzebuje także wrażeń słuchowych. Poza laboratorium klasa S spełniła już wszystkie oczekiwania. Tym razem pomiary odbywały się przy prędkości 180, a nie 160 km/h. Podczas jazdy autostradą tylko BMW okazało się jeszcze ciche. We wszystkich badanych limuzynach słychać było odgłosy pracy ogumienia i wiatru. Subiektywnie sądząc, są one całkiem przyjemne, ale osiągają poziom 75-76 decybeli. Taki hałas przez dłuższy czas byłby szkodliwy dla zdrowia. Sprawdziliśmy także, czy prezes na tylnym siedzeniu może pracować w spokoju. Następna niespodzianka: w Mercedesie jest tam znacznie ciszej niż w BMW czy Lexusie. Nawet ciszej niż z przodu! Nic w tym dziwnego - w klasie S prezes zwykle siedzi z tyłu.Częstotliwości: dźwięki przyjemne i uciążliweTo co słyszymy w samochodzie to mieszanina dźwięków "powietrznych" i "materiałowych". Pierwsze rozchodzą się w powietrzu, drugie przenoszą się przede wszystkim w układach mechanicznych, karoserii, silniku i zawieszeniu.Różne źródła emitują charakterystyczne dźwięki o różnych częstotliwościach. Te powyżej 1000 Hz są odbierane przez człowieka silniej. Nawet gdy poziom hałasu jest relatywnie niski, są odczuwane jako uciążliwe. Szum wiatru i terkotanie diesla należą do typowych, nieprzyjemnych odgłosów tego rodzaju. Dźwięki przyjemne dla ucha wytwarzane przez układ napędowy samochodu zawierają się w przedziale pomiędzy 300 i 800 herców (w przypadku aut sportowych nawet do 1500 Hz). Dlatego coraz większe znaczenie przy projektowaniu samochodów mają akustycy. Triki, takie jak rezonatory w kanałach dolotowych silnika, polepszają brzmienie samochodu. Niskie częstotliwości są odbierane raczej nieświadomie, jednak mają wpływ na ogólne wrażenie. Szef akustyków w firmie Opel twierdzi, że właśnie odpowiedni poziom niskich tonów decyduje o tym, czy auto brzmi szlachetnie, czy "tanio".Podsumowanie: nasze auta są nadal zbyt głośneWielu producentów samochodów obiecuje bezstresową podróż i dotarcie do celu w atmosferze relaksu. Szkoda tylko, że nie dotrzymują swoich obietnic. W rzeczywistości jest zupełnie inaczej. Nasz test wykazał, że w samochodzie bywa głośniej niż w hali fabrycznej. Biorąc pod uwagę fakt, że długotrwały hałas o natężeniu 65 decybeli jest szkodliwy dla zdrowia, powinniśmy prowadzić samochód w ochraniaczach na uszach! Nawet luksusowa limuzyna potrafi być niekiedy dwa razy głośniejsza. Oczywiście, do wszystkiego można się przyzwyczaić, jednak to nie jest wyjście. To fakt, że samochody stały się cichsze. Klasa S z lat osiemdziesiątych (typ W126) przy prędkości 180 km/h katowała uszy hałasem o natężeniu 85 dB lub więcej. Najnowsza generacja jest o połowę cichsza. Ale to jeszcze zbyt dużo. W dobie wszechobecnego pędu i pogoni za codziennymi sprawami auto bywa miejscem, gdzie chcielibyśmy zaznać spokoju. Dlatego nadal apelujemy do producentów: dajcie nam wreszcie upragniony spokój!