Partner of

Wyobraź sobie luksusową limuzynę jadącą 120 km/h. Zamiast rozmów zagłuszanych przez szum opon, słychać jedynie spokojne głosy pasażerów i delikatną muzykę w tle. Ten efekt to nie magia, lecz rezultat wielowarstwowej strategii NVH (Noise, Vibration & Harshness) – od zoptymalizowanych pianek w nadwoziu, przez szkło akustyczne, po zaawansowane algorytmy aktywnej redukcji hałasu. Poniżej pokazujemy, jak inżynierowie zamieniają decybele w ciszę, a komfort akustyczny staje się nową miarą jakości pojazdu.

1. Źródła hałasu: więcej niż silnik

Silniki spalinowe generują hałas niskich częstotliwości, takich jak dudnienie i wibracje przenoszone przez nadwozie. Jednak wraz z rozwojem pojazdów elektrycznych źródła hałasu uległy przesunięciu. Dźwięki aerodynamiczne wynikające z opływu powietrza wokół nadwozia, szum toczenia opon oraz odgłosy generowane przez układy napędowe zyskały na znaczeniu. W pojazdach elektrycznych szczególne wyzwania stanowią wysokoczęstotliwościowe piski falowników, rezonanse elektromagnetyczne oraz wibracje pochodzące od komponentów wysokiego napięcia. Co więcej, brak tradycyjnego hałasu silnika sprawia, że nawet najdrobniejsze odgłosy z zawieszenia czy kabiny stają się bardziej zauważalne dla pasażerów. Zrozumienie natury tych dźwięków, ich lokalizacji i częstotliwości jest fundamentem skutecznej strategii redukcji hałasu i kluczowym etapem w tworzeniu komfortowej przestrzeni akustycznej w nowoczesnym pojeździe.

2. Klasyka w nowym wydaniu – pianki, maty i damping

Pianki poliuretanowe i mikrokomórkowe

Nowoczesne pianki dźwiękochłonne to efekt zaawansowanych badań nad strukturą wewnętrzną materiałów oraz ich zachowaniem w różnych warunkach eksploatacyjnych. Ich główną zaletą jest możliwość dostrojenia właściwości akustycznych do konkretnych pasm częstotliwości – od szumów wysokotonowych po niskie dudnienie. Pianki otwarto-komórkowe wykazują doskonałą zdolność do pochłaniania fal dźwiękowych poprzez rozpraszanie energii wewnątrz mikrostruktur. Z kolei zamknięto-komórkowe zachowują się jak bariera, odbijając dźwięki i jednocześnie zapewniając izolację termiczną i wodoodporność. Inżynierowie coraz częściej stosują pianki hybrydowe – warstwowe układy złożone z różnych typów materiału, co pozwala uzyskać lepszy efekt tłumienia bez zwiększania grubości. Tego typu rozwiązania znajdują zastosowanie nie tylko w przegrodach kabiny, ale również w komorach silnika, podsufitkach, deskach rozdzielczych, a nawet w podłogach bagażnika.

Maty bitumiczne i masa osłabiająca

Maty tłumiące stanowią podstawę pasywnej redukcji hałasu w konstrukcji nadwozia. Klasyczne rozwiązania bazujące na bitumie zostały wzbogacone o nowoczesne warstwy visco, które lepiej absorbują drgania i są bardziej elastyczne w niskich temperaturach. Dodatkowo stosuje się włókna aramidowe, które zapewniają wytrzymałość mechaniczną i ognioodporność, a także komponenty pochodzące z recyklingu, co zwiększa aspekt ekologiczny produktu. Maty mogą być przyklejane do dużych powierzchni nadwozia – np. drzwi, dachu, grodzi – lub stosowane punktowo, w miejscach o zwiększonej emisji hałasu. Coraz popularniejsze są także technologie tzw. "masa osłabiająca" – czyli cienkich powłok o wysokiej gęstości, które zmieniają częstotliwość rezonansową elementów konstrukcyjnych, minimalizując ich zdolność do drgań. W efekcie cały pojazd emituje mniej hałasu, a jednocześnie zachowuje sztywność strukturalną i niską wagę.

3. Szkło akustyczne i laminowane kompozyty

W nowoczesnych pojazdach szkło akustyczne staje się standardem. Zastosowanie cienkiej, ale elastycznej folii PVB między dwiema warstwami szkła znacząco redukuje hałas aerodynamiczny i drogowy. Efekt? W kabinie robi się ciszej o 3–6 dB bez zmiany grubości szyby. Technologia ta nie wpływa na widoczność ani na wagę pojazdu, a dodatkowo może pełnić funkcję termoizolacyjną lub być nośnikiem systemów HUD.

4. Metamateriały i ultralekkie membrany

Metamateriały to struktury zaprojektowane cyfrowo, które tłumią precyzyjnie określone częstotliwości, często niemożliwe do wyeliminowania klasycznymi metodami. Ich zaletą jest minimalna waga i możliwość integracji z elementami konstrukcyjnymi. Membrany o grubości poniżej 1 mm skutecznie wygłuszają niskie tony, a pianki 3D-print typu meta pozwalają zmniejszyć masę układów NVH nawet o 40%.

5. Aktywne systemy wygłuszania

Jak działa ANC

Systemy aktywnej redukcji hałasu (ANC) opierają się na analizie dźwięku w czasie rzeczywistym. Mikrofony wychwytują hałas, a procesory generują falę o odwrotnej fazie, która go neutralizuje. Głośniki w kabinie odtwarzają przeciwdźwięk, eliminując odczuwalny hałas.

Rodzaje systemów:

• Kabinowe ANC – eliminują szumy układu napędowego i silnika.

• Redukcja hałasu drogowego – czujniki przy zawieszeniu wykrywają drgania od nawierzchni.

• Głośniki w zagłówkach – tworzą indywidualne strefy ciszy dla każdego pasażera.

Największym wyzwaniem w ANC jest utrzymanie skuteczności przy dynamicznej jeździe, gdy zmienia się źródło i charakter hałasu.

6. Elektryfikacja = nowe pasma hałasu

W pojazdach elektrycznych znika dźwięk silnika, ale pojawiają się nowe źródła hałasu: dźwięki inwerterów, wysokoczęstotliwościowe piski oraz intensywny szum toczenia. Większa masa pojazdu elektrycznego zwiększa siłę docisku opon, co z kolei wzmacnia hałas przy wyższych prędkościach. Rozwiązaniem są inteligentne bieżniki, pianki wewnątrz opon oraz adaptacyjne systemy zarządzania falownikami.

7. Symulacja i cyfrowy bliźniak

Cyfrowe bliźniaki kabiny pozwalają przeprowadzać kompleksowe symulacje akustyczne bez budowy fizycznych prototypów. Dzięki połączeniu danych strukturalnych i dźwiękowych można testować setki konfiguracji materiałów, kształtów i geometrii, przyspieszając proces projektowania i poprawiając jego jakość. Sztuczna inteligencja wspomaga analizę, przewidując rozmieszczenie fal akustycznych na podstawie danych z czujników.

8. Trendy 2025–2030

9. Kluczowe wnioski

• Skuteczna redukcja hałasu wymaga zintegrowanego podejścia – połączenia rozwiązań pasywnych i aktywnych.

• Lekkie, innowacyjne materiały umożliwiają skuteczne wygłuszenie bez zwiększania masy pojazdu.

• Elektryfikacja zmienia źródła hałasu – potrzebne są nowe strategie akustyczne.

• Cyfrowe prototypowanie NVH pozwala oszczędzać czas i pieniądze oraz znacząco poprawia jakość projektowanych rozwiązań.

Adres:

Bóżnicza 15, lok. 6

61-751, Poznań         

pn-pt 09:00 - 16:00

Wszystkie prawa zastrzeżone © TDK. Strona korzysta z plików cookies zgodnie z polityką prywatności.