你是否意识到,要找到一个真正安静的地方是多么困难。在家里,家用电器会发出噪音。在工作场所,电脑和空调会嗡嗡作响,咖啡机会发出声音,还有许许多多其他的声响。如果你在生产车间工作,噪音的等级常常会高到需要采取听力保护措施的程度。在车里,路面和发动机都会发出噪音。即使是在遥远的森林里,人们也会被来自公路、工厂和社区的讨厌噪音包围。

「噪音污染」指的是环境声音对人产生了破坏性的影响,它将引发一系列的健康问题。

超标的噪音等级不仅仅会导致听力丧失这一明显的后果,还可能导致失眠、高血压和精神疾病。五分之一的欧洲人在夜间都要处在高于55分贝的噪音中,这可能引发高血压和心脏病。

欧盟对噪音问题非常重视,并在政策、战略、立法、监管和研究等一系列领域开展努力,力求降低噪音对社会的干扰。世界卫生组织(WHO)最近发布了夜间噪音规范,并指出室外的噪音声量不应该超过40分贝。这让汽车和航空工业,以及其他许多工业行业,面临巨大的挑战。

瑞典克雷奥动力公司(Creo Dynamics)的使命,就是降低巴士、飞机、火车和汽车内外的噪音。

适度的噪音才是正确的

「我们一直在跟传统汽车的噪音源打交道,但是我们在给混合动力汽车和电动汽车降低噪音和振动的过程中遇到了不少有趣的挑战。」 克雷奥动力公司的总裁古斯塔夫-克里斯坦森说。

「降低噪音显然是我们的目标,但是有时候电动车反而会因为太安静而给行人带来危险,因为他们往往听不到车辆接近的声音。为了将噪音和振动的属性调整合适,我们在努力降低令人讨厌的噪音的同时,还要加强那些有积极功效的声音,从而给司机和周边环境传递正确的信息。」

来自航空工业的血统,以及在技术研究、产品开发和咨询服务等领域的专业积累,让克雷奥动力公司具备了开发革新性产品的条件。

「我们的队伍由大量的科学家和工程师组成,他们的工作包括了从单独的组件到完整产品和系统的开发。我们的业务理念是将研究、测试和实践经验相结合。」克里斯坦森表示。

为了支撑产品的研发,克雷奥动力公司建立了一个可以进行分析、测试和模拟的实验室,它能够测量车辆、家电、手持设备以及其他物品的噪音和振动数据。

多数情况下我们的目标是减少噪音,但有时候电动车反而会因为太安静而给行人带来危险,因为他们会听不到车辆接近的声音。

舒适的车内噪音等级

「我们经常在车辆内采取有源噪声控制措施,通过生成一个反声信号与现有噪声产生相消干涉,最终的效果就是产生『寂静之声』。」

「路面噪声的频率高达300赫兹,被公认为是最烦人的车内噪音。针对这种噪音,我们就需要采用有源噪声控制措施。」克里斯坦森说:「这种噪音产生的原因是轮胎与公路表面的相互作用。由于公路表面可能由不同的材料组成,而且并不平坦,所以尽可能精确地采集声音的特性就显得非常重要。只有这样,汽车的声音系统才能获得它所需要的信息。」

「车内麦克风的反应并没有那么迅速,轮胎振动传递到车内组织需要几毫秒的时间。」克里斯坦森说。

目前可用的系统的工作原理,是将大量的感应器安装在车辆的底盘悬挂系统上。这样的系统可以捕捉到振动情况,并且匹配出降低公路噪声的声音。然而,那么多的感应器对于普通汽车来说过于昂贵和复杂。

「我们的目标是使用一个单一的传感器来记录产生噪音的振动。跟昂贵的感应器相比起来,我们相信我们的软件可以提供一套更加低廉的解决方案。这一的软件伸缩性也很强,它有可能打开有源噪声控制技术在汽车领域应用的市场。」克里斯坦森说:「目前,我们正跟另外一家公司合作,进一步完善传感器所捕捉到的信号,从而完整获取我们系统所需要的信息。」

轻质合成材料的试验

在企业让自身产品符合环保标准的努力中,原材料的选择是非常重要的一个环节。例如,在飞机、风力涡轮机、汽车和家电产品等领域,商家对轻质的材料尤为感兴趣。

玻璃和碳纤维的材料具有轻质、耐用和高强度的优点。当我们在车辆制造等领域运用这些材料生产结构部件时,怎样在不损坏产品的前提下测试其性能就变得非常重要。

针对这一需求,克雷奥动力公司利用他们在声学和噪音防治领域的技术,研发了一套无损检测方法。要在使用轻质而耐用的材料时将声发射控制在一个较低的水平,这给产品研发者提出了很多挑战。无论是在新技术还是新测试方法的研发领域,都充满着机会。

降低燃油消耗

除了声学试验和应用,克雷奥动力公司的业务领域还包括空气力学、热力学和流体力学等。他们还有一个目标,是降低各种车辆的燃油消耗量。目前他们正在研发的一种技术,是在汽车的保险杠上安装毫米级尺寸的「翅膀」。「我们相信这样可以让燃油消耗降低几个百分点,克雷奥动力公司目前正在对这项技术申请专利。」克里斯坦森说。

本文于2013年12月发布