Yes we can (2). Mer om hvordan dagens bilteknologi kan dempe støy
12.12.12 Tiltak for å redusere klimautslipp fra bil, reduserer også støy (!), dokumenterer EU. Vi fortsetter å kikke bilindustrien under panseret. Mens bilprodusentene påstår behov for massive økonomiske uttellinger til forskning og utvikling for å oppfylle nye støykrav, sier vi soft nose, integrering av støyfeller, aktive lyd-dempere, nye materialer med lav vekt og god dempning, og pfizeo-elektriske skjøter som tilgjengelig teknologi for å dempe støy. Og minner om at allerede nittitallets teknologi kan redusere støy fra lastebiler i dag med 4 db. Hvis den bare tas i bruk.
Muligheter med «SOFT NOSE»
På lastebiler er det ikke gunstig å la kjøleluften passere direkte gjennom motorrommet, fordi motstanden mot luftstrømmen (og dermed støyen) blir høy. Ved å tillate en «soft noise» på lastebilen vil man lettere kunne innkapsle komponenter for drivverk og kjøling, i følge ekspertise blant annet hos Volvo Trucks. «Soft nose» vil også trolig gjøre det lettere å utnytte luftstrømmen funksjonelt, eller gi plass for å flytte motorens kjølepakke til en annen plass i konstruksjonen. En forskningsrapport nylig fra Lisa Larsson et al («Continuing cooling performance investigation of a rear mounted cooling package for heavy vehicles») er veldig interessant i så måte, og viser også at denne løsningen vil kunne redusere CO2 utslipp. I tillegg til å øke muligheten til innkapsling.
Det anerkjente selskapet Autoneum arbeider med slike problemstillinger. Det er ventet at den nederlandske forskningsinstitusjonen TNO vil starte et prosjekt for ytterligere dokumentasjon av flere synergier mellom støy og CO2 utslipp ved hjelp av denne teknologien. (Se også http://www.transportenvironment.org/node/2865 )
Integrering av støyfeller
Kaj Bodlund (Volvo trucks) ga viktige bidrag om muligheten til å dempe kjøretøystøy ved et CAETS seminar for fire år siden – http://www.noisenewsinternational.net/archives/nni_181.pdf. – (Hele dokumentfilen har for øvrig verdifulle og innsiktsfulle synspunkter om kjøretøystøy). Bodlunds informasjon er referert på sidene 36-37. Dette skriver han om innkapsling: «Noise encapsulation can be used to some extent but cooling performance demands require an open front and back so that the air can enter and escape from the encapsulation. A soft nose that is useful in front crash situations, would be an alternative but is presently stopped by the vehicle maximum length rules. A soft nose could be used to integrate more noise traps in the front of the vehicle.»
Aktive lyd-dempere (active noise mufflers)
Akustikere har lenge kjent til at aktive lyddempere representerer en mulighet til å dempe støy fra kjøretøy. Hovedutfordringen har vært at høytalere eller andre aktivatorer må tåle røffe omgivelser med vibrasjoner og støt, og at det er høye krav til datastyring. Men nå har motorcomputere blitt utviklet til tilstrekkelig styrke og kapasitet, og Eberspächer har – som første produsent – begynt serieproduksjon av aktive lyddempere for biler, med høytalere som aktivatorer. Fordelene er blant annet mer effektiv dempning, lavere vekt og mindre strømningsmotstand. Disse reduksjonene fører dessuten til mindre utslipp av CO2 (1-3 g/km according to Eberspächer).
En annen type aktivator med samme formål har blitt utviklet av ERAS GmbH.
www.eras.de/EN/EN_SOL_anc.html
Det er også lagt ut et filmklipp på YouTube der prinsippet forklares (på tysk).
På IAA messen i Hannover presenterte Eberspächer for to år siden foreløpig resultater for bruk av utstyret på en Daimler Atego lastebil: 10 dB reduksjon av støyen fra eksossystemet.
Det er verdt å merke seg at EU´s CALM program har et veikart som anslår at tidsrammen for forskning og utvikling mht. avansert kontroll av støy fra kjøretøyenes innsugings- og eksossystemer (orifice noise)var 2007-09, mens perioden for implementering var 2014-17. Dte kan se ut som om at dette EU programmet er på skinner i forhold til egen tidsplan.
(mer om CALM, se http://ec.europa.eu/research/transport/projects/items/calm_ii_en.htm )
Audi har satt løsning i serieproduksjon
Audi A6. Eberspächers løsning er satt som standard og satt i serieproduksjon av ulike modeller av Audi A 6 Avant med støydempet eksosanlegg. Det finnes også demoversjoner av Audi A5 med støydempet eksos. Se link.
Bildetekst: Bildet viser Audis eksosanlegg som er utstyrt med aktive lyddempere.
Nye materialer med lav vekt, høy styrke og gode dempnings-egenskaper
Slike materialer er meget ønskelige for bruk i de delene av motoren som utstråler mest støy. En slik motordel er blant annet oljepannen/bunnpannen i motoren.
Slike nye materialer kan for eksempel være glassfiberarmert polyamid. Dette tas i bruk i stadig større grad for bunnpannen til lastebiler, og kommer nå også i personbiler. Fordelen er blant annet lavere vekt (= mindre CO2 utslipp!) og gode støydempende egenskaper.
(Ref. Frank Krause: «Truck oil pan made from polyamid». Kunststoffe-international.com. Document Number PE110898 , 2011 )
Aluminium foam (aluminium foam) – og andre typer metallskum – er også eksempler på materialer med gode egenskaper. I SILENCE prosjektet ble dette benyttet på en oljepanne med lovende resultat. Aluminium skum er nylig blitt tatt i bruk av bilindustrien, men foreløpig ikke av støyhensyn.
I følge NVH (Noise, Vibration, Harshness) spesialister ved Virtual Vehicle Competence Center i Graz I Østerrike, representerer metallskum et til nå ubenyttet potensial for å redusere motorstøy. (Om Silenceprosjektet: http://www.silence-ip.org/site/fileadmin/SP_J/E-learning/Planners/SILENCE_Handbook_Local_noise_action_plans.pdf )
Ford er i gang. I en pressemelding om sin nye 3 sylinders ,1 liters Eco-boost motor som kommer på Ford Fiesta i 2014, beskriver en motor løsning som er kompakt, og der det er benyttet metallskum i motorblokken for blant annet å redusere støy. Bilen vil ha støyegenskaper som ligger 6 db lavere enn det som er dagens krav til denne bilklassen! Se pressemelding fra Ford.
Scania lanserte sine nye Euro 6-motorer sommeren 2012. Blant de mange innovative, tekniske løsningene en er glassfiberarmert bunnpanne I plast
En bunnpanne støpt med DuPonts PA66 er blant de mange innovative, tekniske løsningene i Scanias nye Euro 6-motorer (440 og 480 hk (324 og 353 kW ). Vekten av komponenten er redusert med mer enn 50 prosent, eller 6 kg, i forhold til forgjengeren i aluminium. Det gir forbedret drivstofføkonomi, redusert støy og mindre utslipp. ( se http://www.plastforum.no/default.asp?menu=8&id=5183 )
Scania viser til at bytte fra metall til plast i bunnpannen demper motorstøy og imøtekommer kravene til støybelastning for Euro 6-motorer.
Piezoelektriske belegg
Piezoelektriske belegg (Piezoelectric patches) kan benyttes til å dempe eller aktivt motvirke vibrasjoner på overflatene. Denne teknologien har vært gjennom en omfattende utvikling de senere år, og benyttes i dag på injektorer til dieselmotorer. Løsningen er ikke kostbar, og har lav vekt. Det er publisert flere forskningsarbeider om mulighetene ved bruk av denne løsningen i motordeler.
(om forklaring på piezoelektrisk effekt, se: The generation of an electric charge in certain nonconducting materials, such as quartz crystals and ceramics, when they are subjected to mechanical stress (such as pressure or vibration), or the generation of vibrations in such materials when they are subjected to an electric field. Piezoelectric materials exposed to a fairly constant electric field tend to vibrate at a precise frequency with very little variation, making them useful as time-keeping devices in electronic clocks, as used in wristwatches and computers.)
Andre referanser:
Olaf Heintze and Michael Rose: «Active structural acoustic control for a truck oil pan: Actuator placement and efficient estimation». 2010
Heintze and Rose: » Active structure acoustic control for a truck oil pan» 2012.
Støysvak ekstramotor til Elbiler
For å håndtere problemet med begrenset rekkevidde for elbiler, kan disse utstyres med en «range extender» (i.e. en integrert forbrenningsmotor ). Det viser seg nå at bilførerne nyter stillheten i sine elektriske biler så mye at de forlanger samme stillegående egenskaper av den ekstra forbrenningsmotoren, sin «range extender».
I en artikkel som nylig ble publisert i ATZ: «Low-noise range extenders for electric vehicles» skrev man om hvordan man oppnådde samme stillegående egenskaper på forbrenningsmotoren, og referanser ble oppgitt. Meget nyttig informasjon ble gitt i avsnitt 3.2 om hvordan luftbåren støy fra motoren kan bli redusert. Så det ser ut til at fagfolk vet hvordan støysvake motorer kan lages, om det bare er etterspørsel etter dem. (Den konkrete motoren i artikkelen er på 35 kW – tilsvarer en motor litt mindre enn hos Ford Ka, Skoda Citygo etc.- ikke akkurat noen gressklippermotor.) ATZ-artikkelen om range extenders står i nr. 11, 2012 ,utgitt 26. oktober. link på tysk http://www.atzonline.de/Ausgabe/2012-11/ATZ.html
