Samochody elektryczne do niedawna były bezgłośne. Wszystko przez stosowany w takich pojazdach napęd, który w ogóle nie hałasuje w zestawieniu z silnikiem spalinowym. Napędzanej elektronami maszyny, przemieszczającej się szczególnie przy niskich prędkościach, nie można było kiedyś usłyszeć. Dziś każdy „elektryk” musi emitować dźwięk i być słyszalny, a producenci takich pojazdów prześcigają się w komponowaniu coraz ciekawszych brzmień.

Zaakcentowanie charakteru

Dźwięki nadawane przez samochody elektryczne lub hybrydowe, to wbrew pozorom bardzo ciekawe zagadnienie. Auta choć wcale nie muszą szumieć, niczym powietrzne statki z kreskówek dla dzieci, dziś dokładnie tak robią. Po co takie tonacje o kosmicznym zabarwieniu? Chodzi o bezpieczeństwo ludzi, ale i zaakcentowanie indywidualnego charakteru danego modelu auta oraz wzmocnienie doznań podczas jazdy nim. Koncerny próbując wyróżnić swoje produkty, opracowują odrębne ścieżki dźwiękowe o zmiennej częstotliwości. Takie zadania powierzane są nawet znamienitym kompozytorom i producentom muzycznym. Dla przykładu dla Volkswagena pracuje Leslie Mandoki, BMW zatrudniło Hansa Zimmera, a Fiat użył rozpoznawalną melodię Nino Roty. Skala tego typu działań nie byłaby tak imponująca, gdyby nie wprowadzone regulacje prawne.

Dźwięk elektrycznego BMW – https://youtu.be/8M7paxZX3Sk

W ostatnich latach dynamiczny rozwój samochodów napędzanych elektronami sprawił, że kwestie dotyczące akustyki tego typu konstrukcji, zostały unormowane. Klasyczne hybrydy, jak i te ładowane z gniazdka, a także maszyny w pełni elektryczne oraz zasilane wodorem, nie mogą poruszać się bezszelestnie. Unia Europejska w trosce o ludzkie życie, przyjęła stosowne przepisy, a system ostrzegania przed pojazdem otrzymał nazwę AVAS – Acoustic Vehicle Alert System. Sztuczny dźwięk to sygnał wysyłany przez pojazd do otoczenia w celu informowania ludzi o jego obecności.

Niezdrowy hałas

O zasadności wprowadzenia takich regulacji mówi Mikołaj Krupiński, rzecznik Instytutu Transportu Samochodowego – Pojazdy hybrydowe (HEV) oraz elektryczne (BEV) ograniczają emisję emitowanego przezeń hałasu przy niskich prędkościach. To korzystne z punktu widzenia środowiska oraz ludzi – z danych Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) wynika, że długotrwałe narażenie na hałas w środowisku powoduje 12 000 przedwczesnych zgonów w krajach UE. Pojazdy nisko- i zeroemisyjne jednocześnie emitują sygnały dźwiękowe wykorzystywane przez niewidomych i słabowidzących oraz rowerzystów i pieszych, które stanowią informację o zbliżaniu się, obecności lub oddalaniu się pojazdu. Dlatego też Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 540/2014, nakłada na producentów pojazdów montaż akustycznych systemów ostrzegania o pojazdach, które rekompensują ten brak dźwięku.

Dźwięk elektrycznego Mercedesa – https://youtu.be/JeephsuPk24

Nakaz montowania w nowo homologowanych autach elektrycznych systemu AVAS aktywnego przy prędkościach mniejszych niż 20 km/h, wszedł w życie 1 lipca 2019 roku. Z kolei dwa lata później – 1 lipca 2021 roku, legislatorzy UE przyjęli obowiązek montażu AVAS w każdym nowym samochodzie elektrycznym i hybrydowym, działającym w trybie bezemisyjnym. Dziś każde auto typu EV, BEV, PHEV, FCV wyjeżdżające z fabryki, do szybkości przynajmniej 20 km/h (w USA to minimum 30 km/h) emituje elektroniczny dźwięk o rosnącym natężeniu i głośności przynajmniej 56 decybeli, a przy wyższych prędkościach maksymalnie 75 dB. Choć powinien być on ciągły i podobny do dźwięku silnika spalinowego, precyzyjnych zapisów w zakresie barwy dźwięku = brak. Stąd też na parkingach czy osiedlowych uliczkach można usłyszeć coraz bardziej śmiałe kompozycje emitowane przez powolnie przemieszczające się „elektryki”.

Dźwięk elektrycznego Audi – https://youtu.be/rJIb2Tp9-70

Na czym dokładnie polega funkcjonowanie systemu AVAS, mającego obniżyć ryzyko potrącenia pieszego lub rowerzysty? Chodzi o intensywne brzmienie uruchamiane podczas ruszania, w trakcie cofania oraz przy niskich prędkościach. W przypadku hybryd system ten może być wyłączony w sytuacji, kiedy pracuje silnik spalinowy. Zasadę budowy i działania AVAS wyjaśnia Jakub Pilcha-Pilchowicz, koordynator zespołu elektryka, infotainment, BEV oraz opiekun produktu w marce Volkswagen.

Imitator w trybie N

– W Europie wymogi prawne spełnia sterownik dźwięku silnika i pojedynczy głośnik zamontowany z przodu pojazdu. Sterownik imitatora dźwięku komunikuje się z magistralą danych pojazdu i uruchamia element wykonawczy (głośnik) na podstawie informacji o prędkości jazdy oraz obciążenia silnika. Podczas jazdy w trybie napędu elektrycznego głośnik emituje dźwięk, którego natężenie jest redukowane powyżej 30 km/h. Dźwięk imitatora przypomina dźwięk samochodu z pracującym silnikiem spalinowym. W niektórych modelach dźwięk imitatora silnika uruchamia się także w pozycji trybu jazdy „N” w momencie np. staczania pojazdu. Ze względu na przepisy obowiązujące w danym kraju i wynikające z nich rozwiązania techniczne, odbiór dźwięku podczas cofania może być inny niż podczas jazdy do przodu – mówi Jakub Pilcha-Pilchowicz.

Dźwięk elektrycznego Volkswagena – https://youtu.be/cSgF4hxm_lY

Po co stosuje się zmienną częstotliwość dźwięku? Charakterystyka jest tak opracowywana, aby osoba będąca w pobliżu pojazdu poruszającego się bezemisyjne, była w stanie ocenić, czy maszyna przyspiesza lub zwalnia. Wewnątrz takich pojazdów zwykle również słychać różne stopnie dźwięku jazdy w zależności od prędkości i położenia pedału przyspieszenia. Niższy lub wyższy poziom szybkości toczenia pojazdu sprawia, że sztuczny hałas jest mniej lub bardziej wyrazisty.

Elektryczny gang

Poza producentami aut osobowych, na wyraziste dźwięki stawiają też wytwórcy zelektryfikowanych samochodów dostawczych i ciężarowych, a nawet „elektryków” wykorzystywanych w motosporcie. W końcu wyczynowe auto musi brzmieć efektownie, ale nie tylko z tytułu potrzeby budzenia emocji, ale też ze względów bezpieczeństwa. Przez dziesięciolecia człowiek przyzwyczaił się do faktu, że nadjeżdżająca rozpędzoną maszynę najpierw się słyszy, a dopiero później widzi. Statek kosmiczny na rajdowym odcinku specjalnym? Tak, to już się dzieje!

Dźwięk rajdowego elektrycznego Opla – https://youtu.be/YZYLDuy2Nzk

Nowa akustyczna rzeczywistość

Do niedawna kluczową rolę w kontekście brzmienia auta odgrywał układ wydechowy. Dziś odgłosy są mocno tłumione w celu redukcji hałasu, a końcówki wydechów maskowane już na etapie stylizowania nadwozia. Po pojawieniu się generatorów dźwięku podbijających wrażenia akustyczne, nawet auta napędzane 3-cylindrówką potrafią zaskakiwać rasowym gangiem. Ciężko się aktualnie zorientować, czy samochód emituje naturalny hałas, czy może to co się słyszy, to wytwór fantazji inżynierów i kompozytorów. O ile tradycyjne „warczenie” silnika spalinowego szybko jeszcze nie przejdzie do historii, tak aksamitne brzmienie rzędowej szóstki lub bulgot widlastej ósemki, będzie słyszalne na ulicach coraz rzadziej. Przyzwyczajać za to powoli należy się do nowej akustycznej rzeczywistości, nacechowanej motywami melodycznymi niczym z filmów science-fiction. Uzbrojonych w AVAS samochodów hybrydowych i elektrycznych przybywa na drogach z każdym niemal miesiącem.

Rafał Mendes