В ТГУ открыли новый принцип настройки автомобильной акустики

До сих пор мировые автопроизводители приглушали шумы в салоне линейно, стремясь максимально снизить децибелы. Тем не менее водители продолжают жаловаться на неприятный, утомляющий гул, особенно при прогреве двигателя на холостом ходу, когда приборы фиксировали допустимый уровень шума.

Для раскрытия этого парадокса исследователи института инженерной и экологической безопасности ТГУ под руководством доцента Александра Краснова провели серию испытаний в специализированной безэховой («глухой») камере. С помощью акустического манекена со встроенными в ушные раковины микрофонами они записали звук работающего двигателя с четырьмя разными типами каталитических нейтрализаторов выхлопной системы.

Последующий «слепой» тест с участием фокус-группы привёл к неожиданному открытию: образец выхлопной системы, показавший по приборам самый низкий уровень шума, люди оценили как наиболее неприятный и раздражающий. Самым комфортным испытуемые признали звук от катализатора, который не был лидером по тишине, но имел минимальный показатель «грубости» шума. Это доказывает, что человеческое ухо реагирует не на громкость как таковую, а на спектральную структуру звука.

На основе сделанного открытия инженеры ТГУ разработали модифицированную конструкцию каталитического нейтрализатора. Изменив его внутреннюю геометрию и систему крепления теплозащитного экрана, учёные точечно подавили дискомфортные частоты (125 Гц и 1600–2500 Гц) на величину до 7,5 дБА. Общий уровень шума в салоне практически не изменился, однако физиологическая «грубость» звука при этом снизилась в несколько раз. И в повторных тестах модернизированный узел получил в 2,3 раза более высокие оценки комфортности.

– Нам удалось экспериментально доказать, что традиционный подход к шумоизоляции по принципу «чем тише, тем лучше» себя исчерпал. Акустический комфорт – это тонко настраиваемый спектр. На примере модификации катализатора мы продемонстрировали, что, точечно управляя специфическими частотами и снижая «грубость» звука, можно кардинально улучшить восприятие автомобиля человеком без усложнения и утяжеления кузова дополнительными материалами, – пояснил Александр Краснов.

Результаты исследования тольяттинских учёных открывают новые возможности для отечественного автопрома при проектировании выхлопных систем и деталей моторного отсека. Научная работа «Оценка показателей качества звука в пассажирском помещении автомобиля при работе двигателя внутреннего сгорания на оборотах холостого хода» опубликована в рецензируемом журнале «Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением».

Исследование выполнено в рамках реализации федеральной программы поддержки университетов «Приоритет 2030» (национальный проект «Молодёжь и дети»).