Акустика в машине: Какую акустику выбрать в машину, советы, как выбрать динамики в машину

Акустика для авто в категории «Авто — мото»

Динамики колонки 13 см с хорошим басом Акустика для авто 13 см Focal RCX-130

Заканчивается

Доставка по Украине

2 099 грн/комплект

Купить

Чернигов

Коаксиальные колонки динамики акустика для авто 13 см 200 Вт ALPINE SXE-13C2

На складе

Доставка по Украине

1 499 грн

Купить

Автомобильная акустика Динамики мощные для авто BOSCHMANN BM AUDIO XJ3-663B 16см 330вт 4х полосная

Доставка по Украине

1 342 грн

1 442 грн

Купить

Автомобильная акустика Динамики мощные для авто Megavox MAC-4778L 10 см 170W 2 полосы

Доставка по Украине

1 051 грн

1 151 грн

Купить

Акустика для авто Focal RCX-690

На складе

Доставка по Украине

2 850 грн/комплект

Купить

Акустика для авто Alpine SXE-0825S

На складе

Доставка по Украине

1 249 грн

Купить

Акустика для авто 10 см динамики колонки автомобильные Alpine SXE-1025S

На складе

Доставка по Украине

1 349 грн

Купить

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-13 13см в машину Автомобильные динамики акустика Автоакустика 2

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

618 грн/комплект

825 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-69 6*9см (овалы) в машину Автомобильные динамики акустика 2

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

919 грн/комплект

1 226 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-10 10см в машину Автомобильные динамики акустика Автоакустика 2

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

579 грн/комплект

772 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-16 16см в машину Автомобильные динамики акустика Автоакустика 2

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

816 грн/комплект

1 088 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики колонки для авто AKAI AS-404TH четырехполосные коаксиальные 10 см в машину Автомобильные динамики

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

по 790 грн

от 2 продавцов

790 грн/комплект

1 054 грн/комплект

Купить

Одесса

Автомобильная акустика компонентная динамики для авто Puzu PZ-6508S 6,5″ (16.5 см) мощность 360 Вт

Доставка по Украине

5 376 грн

Купить

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-13 13см в машину Автомобильные динамики акустика Автоакустика

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

618 грн/комплект

825 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики колонки для авто Celsior CS-6300 трехполосные коаксиальные. Серия «Silver» 6,5 (16,5см) в машину Автомобильные динамики акустика

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

865 грн

1 154 грн

Купить

Одесса

Смотрите также

Автомобильный сабвуфер активный в машину Gelong 10″ GL-2713

Под заказ

Доставка по Украине

2 683 грн

3 578 грн

Купить

Запорожье

Динамики мощные для авто акустика BOSCHMANN WJ1-S55V3 колонки 13 см 300W 2 динамика коаксиальные трехполосные

Доставка по Украине

973 грн

1 073 грн

Купить

Динамики в машину 16 см KICX PD 6. 2 компонентные

Доставка по Украине

по 2 690 грн

от 2 продавцов

2 690 грн

3 842.86 грн

Купить

Динамики в машину овалы Hertz Uno X 690 4-х полосные

Доставка по Украине

по 2 664 грн

от 2 продавцов

2 664 грн

3 805.71 грн

Купить

Автомобильные колонки Колонки в авто Акустика для машины 13 см

Доставка из г. Хмельницкий

530 грн/комплект

Купить

Хмельницкий

Автоакустика TS 1396 | автомобильная акустика динамики автомобильные кол 1396 + пищалки для авто динамики

Доставка из г. Хмельницкий

700 грн

Купить

Хмельницкий

Автомобильные колонки для авто акустика автомобильная PIONEER TS-A1395S

На складе

Доставка по Украине

по 599 грн

от 2 продавцов

599 грн

1 042.80 грн

Купить

Автомобильные колонки для авто акустика автомобильная UKC XS-GTP1626+

На складе

Доставка по Украине

по 650 грн

от 2 продавцов

650 грн

1 123. 20 грн

Купить

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-13 13см в машину Автомобильные динамики акустика Автоакустика 3

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

618 грн/комплект

825 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики колонки для авто CELSIOR Gray CS-69 6*9см (овалы) в машину Автомобильные динамики акустика 3

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

919 грн/комплект

1 226 грн/комплект

Купить

Одесса

Динамики пищалки для автомобиля врезные D=6 cm MA-260 120W 1545 / Врезная акустика в авто

Заканчивается

Доставка по Украине

135.10 грн

193 грн

Купить

Автомобильные колонки 500 ватт овалы колонки в машину Boschmann автомобильная акустика Бошман 231

На складе

Доставка по Украине

1 699 грн

2 699 грн

Купить

Автомобильные колонки 500 ватт овалы 6х9 колонки в машину Boschmann автомобильная акустика Бошман 233

На складе

Доставка по Украине

1 699 грн

2 699 грн

Купить

Автомобильные колонки 270 ватт круглые 4″ колонки в машину Boschmann автомобильная акустика Бошман 235

На складе

Доставка по Украине

1 049 грн

2 049 грн

Купить

Автоакустика | Акустика в машину | Акустика в авто | Автозвук | Придбати автоакустику

за порядкомза зростанням ціниза зниженням ціниза новизною

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjE3MDMyOTg3MywiY2F0ZWdvcnlJZCI6MzQwNDMxLCJjb21wYW55SWQiOjE1ODUzMjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc4NjEzNjQwLjUyNTc2LCJwYWdlSWQiOiIyN2Y2YTc0YS0xNjA0LTRiZjYtYjlkNi1iZjM1MzhkMzQ5MTAiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.QbZUMglGn0Mf4l9gcO6jOHN2f2_h5dguFnDbTXtx96Q» data-advtracking-product-id=»170329873″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Набір для підключення підсилювача Kicx AKC10ATC2

    573 грн/комплект

    В наявності

    2901

  • Набір для під’єднання підсилювача PHANTOM PAK10ATC2-U

    478 грн

    В наявності 2 од.

  • Установчий комплект PHANTOM PAK10ATC4-U

    722 грн

    В наявності 1 од.

    3648

  • eSYiog-1y6pDKHfs-34-7JqCDWySZpA_xD77UXGmax8″ data-advtracking-product-id=»255314318″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Міжблочний кабель PHANTOM PRCA 45

    445 грн

    В наявності 1 од.

    3652

  • Міжблочний кабель PHANTOM PRCA 25

    257 грн

    В наявності

  • 43MUskItcq5emRrgFqc_ZBK3ZsixOu1TduwpiNh3IM4″ data-advtracking-product-id=»255321893″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
    Міжблочний кабель PHANTOM PRCA 02M

    133 грн

    В наявності

  • Міжблочний кабель PHANTOM PRCA 02Y

    133 грн

    В наявності

  • 6kcv8tp6HupyZElOpEZNTgxh3q3Q_X9bM4HQtqeh5rc» data-advtracking-product-id=»268803779″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Акустичний кабель PHANTOM PAC- 14100

    26 грн/м

    В наявності

  • Акустичний кабель Phantom PAC-16100

    18 грн/м

    В наявності

  • 7MjNTpPi1sSxpMsiMZUTjUKPWRXIOAVE38WdJJdQwag» data-advtracking-product-id=»269403287″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Акустичний кабель Phantom PAC-18100

    10 грн/м

    В наявності

    3646

  • Набір для підсилювача Kicx PK-208

    975 грн/набір

    В наявності

    2738

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI2OTU3NDMyMiwiY2F0ZWdvcnlJZCI6MzQwNDMxLCJjb21wYW55SWQiOjE1ODUzMjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc4NjEzNjQwLjUzNzM5MTcsInBhZ2VJZCI6IjFkOGE0YzY0LWNiYTItNDQxNy04NTI4LWVhZmQ3ZmY4Yzc2ZCIsInBvdyI6InYyIn0.xax0NRr940NCSGNKMiTgmgBWQf_dT4rW7gSlzYGEDfg» data-advtracking-product-id=»269574322″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
    Набір для підсилювача Kicx PK-408

    1 141 грн

    В наявності 2 од.

    2739

  • Акустический кабель Kicx SC-14100

    5 900 грн

    В наявності

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI2OTU5Mjg0NCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6MzQwNDMxLCJjb21wYW55SWQiOjE1ODUzMjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc4NjEzNjQwLjU0MjMyNDMsInBhZ2VJZCI6ImY0NDUwY2ZhLTg3YWYtNDUxYy05NmQ0LTdlYmEyOTczNDUxNSIsInBvdyI6InYyIn0._bEkmB2IP8zpFpmkzuEHYX9Keb5v3cUk2l2Kh5xJroE» data-advtracking-product-id=»269592844″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Акустичний кабель Kicx SC-16100

    3 900 грн/бухта

    В наявності

  • Акустичний кабель Kicx SC-18100

    2 300 грн/бухта

    В наявності

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI2OTYwMzY4NCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6MzQwNDMxLCJjb21wYW55SWQiOjE1ODUzMjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc4NjEzNjQwLjU0MzY3MTgsInBhZ2VJZCI6IjZkMzI3ZWE3LTc2ODEtNDZmYi05ZmE1LTNhMTk3NWE2ZjY4YyIsInBvdyI6InYyIn0.46iOuCxRLmr75xFxhMN6i2fxai_dYP4Bi5NIPkstqYc» data-advtracking-product-id=»269603684″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Акустичний кабель Kicx 16 AWG

    2 500 грн

    В наявності

  • Акустичний кабель Kicx SCC-1050

    2 850 грн

    В наявності

    3000

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI3MDY2NzM4NywiY2F0ZWdvcnlJZCI6MzQwNDMxLCJjb21wYW55SWQiOjE1ODUzMjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc4NjEzNjQwLjU0NTU1NTQsInBhZ2VJZCI6IjM5NDk4YmE3LWRiNzAtNDZkNS05M2JlLTAzNzFjNmNkY2FiYyIsInBvdyI6InYyIn0.eDKsCkNAxV9apTKGDQhCZBvyvZtxRCZKn7kcfcFplsE» data-advtracking-product-id=»270667387″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Акустичний кабель Kicx SCC-12100

    4 000 грн

    В наявності

  • Акустический кабель Kicx SCC-14100

    3 100 грн

    В наявності

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI3MTEwNzM4OCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6MzQwNDMxLCJjb21wYW55SWQiOjE1ODUzMjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc4NjEzNjQwLjU0NzA3LCJwYWdlSWQiOiI0MDViODM3ZS05MzAzLTQyZDctODJmNS0zN2ZmZjIyNDNlOWIiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.psCTNaR4xJaKq6As-fTegcgbzXMgDI0sTK5iN7TXcZ4″ data-advtracking-product-id=»271107388″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Акустичний кабель Kicx SCC-16100

    2 200 грн

    В наявності

  • Акустичний кабель Kicx SCC-18100

    1 300 грн

    В наявності

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI3NDAwMDUxNSwiY2F0ZWdvcnlJZCI6MTQxOTA0MDgsImNvbXBhbnlJZCI6MTU4NTMyNiwic291cmNlIjoicHJvbTpjb21wYW55X3NpdGUiLCJpYXQiOjE2Nzg2MTM2NDAuNTQ4ODkzNSwicGFnZUlkIjoiNmUwNzAwYTktOGNkOS00ODJmLWIxMjMtNTIzNjY2ZTY4NjA0IiwicG93IjoidjIifQ.j_x2D0X05I3gVuZcm117A2keKDAAev6W1N5nQ34rf_U» data-advtracking-product-id=»274000515″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Разветивитель Kicx FRCA02M

    162 грн

    В наявності

  • Міжблочний Кабель Kicx FRCA25

    332 грн

    В наявності

  • eyJwcm9kdWN0SWQiOjI3NDAxODkxMywiY2F0ZWdvcnlJZCI6MTQxOTA0MDgsImNvbXBhbnlJZCI6MTU4NTMyNiwic291cmNlIjoicHJvbTpjb21wYW55X3NpdGUiLCJpYXQiOjE2Nzg2MTM2NDAuNTUwNDUxLCJwYWdlSWQiOiI3Yjg3ZTljNy1hOGUyLTRhZTYtODhkYy1lMzg0ZGYyNzJlNGEiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.TOyKeMMsAI5He1IvQ6x2wJsJI_nliDwhV8_eZ7Ck9Yc» data-advtracking-product-id=»274018913″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»> Міжблочний кабель Kicx FRCA45

    558 грн

    В наявності

16243248

Вже багато років виробники преміальних і бюджетних автомобілів оснащують машини автомобільної акустикою. Динаміки, магнітоли, підсилювачі, сабвуфери стали невід’ємною частиною сучасного автомобіля. В наш час важко уявити сучасний вид транспорту без знайомих пісень. Трактористи і комбайнери, водії маршруток і тролейбусів, далекобійники і перевізники, звичайні люди і меломани — практично переважна більшість водіїв вважають за краще їздити, слухаючи музику, радіо, аудіокнигу.

Автозвук в сучасному розумінні — це не тільки дві колонки та магнітоли. Це ціла всесвіт, в якій величезна кількість різноманітних пристроїв. Якщо хочете в цьому переконатися — відвідайте хоча б раз змагання по автозвуку. А якщо у вас немає можливості — просто зайдіть в Google і введіть в пошуку картинок фразу «автозвук». Люди перетворили автозвук в хобі, змагання, захоплення. Це породило попит. А пропозиція не змусило себе чекати. Саме тому на сучасному ринку автомобільних аксесуарів величезна кількість товарів, які підпадають під поняття «автозвук». Найбільш популярною категорією у сфері автозвуку є автоакустика.

На нашу думку, автоакустика — це свого роду загальне поняття, в яке входять пристрої для виведення і посилення звуку певних частот і складається вона з таких головних компонентів: мов, підсилювачі сабвуфери і аксесуари. 

В современное время купить автоакустику для любого автомобиля не составит труда. Рынок автомобильных аксессуаров перенасыщен бюджетными, средними и премиальными устройствами. Каждый водитель сможет сделать в своей машине аудиосистему самого разнообразного уровня. Интернет магазин TVMusic делится опытом и предлагает придерживаться следующих принципов при подборе автоакустики:

  • консультируйтесь только с профессионалами;
  • при покупке любого устройства не забывайте о гарантийном талоне;
  • проверяйте девайс на работоспособность;
  • встановлюйте автоакустику тільки у кваліфікованих фахівців;
  • не здійснюйте покупки у неперевірених продавців.

Приємних Вам покупок!

Управление акустикой автомобиля

Что такое управление акустикой автомобиля?

Управление акустикой автомобиля направлено на уменьшение шума и вибрации, а также на устранение или минимизацию неприятных звуковых характеристик в автомобилях. Усовершенствованные акустические системы автомобиля влияют на динамические характеристики автомобиля, его роскошную привлекательность и отзывчивость.

Автомобильная акустика включает в себя ожидаемые или желаемые звуки, такие как звук закрывающегося перчаточного ящика, или нежелательные звуки, такие как скрипы и дребезжание, которые указывают на низкое качество автомобиля. Большинство автопроизводителей ищут способы уменьшить нежелательные звуки автомобиля с помощью усовершенствованных акустических систем автомобиля, интеграций и разработки качества звука для конкурентного преимущества на рынке.

Для эффективного подавления автомобильного шума существует несколько передовых материалов и оборудования, обеспечивающих звукоизоляцию, звукопоглощение и надежную герметизацию. Несколько автомобильных программных решений направлены на обеспечение превосходного качества звука и оптимизацию конфигурации автомобиля. Некоторые из этих программных инструментов также оживляют данные о шуме и вибрации посредством моделирования, которое упрощает принятие решений и помогает уверенно создавать проекты N&V.

Цели управления акустикой автомобиля

  • Двигатель работает ровно на холостом ходу
  • Бесшумная езда при небольших нагрузках на двигатель
  • Линейное ускорение при высоких нагрузках на двигатель
  • Содействовать звуковому характеру и акустическим целям, подходящим для этого класса транспортных средств

Что такое автомобильная акустика?

Акустика автомобиля относится к общему звуковому восприятию автомобиля. Он связан с производством, контролем, эффектом и приемом звука водителями и пассажирами в транспортном средстве. Двумя основными показателями эффективности, используемыми для измерения качества акустики автомобиля, являются шум и вибрация.

Шум и вибрация в автомобиле являются результатом синтеза звука на уровне системы, подсистемы и компонентов, включая двигатель, шины, насосы и выхлопные системы.

Автопроизводители и OEM-производители сосредоточены на улучшении шумовых и вибрационных характеристик транспортных средств, которые также являются показателями плавности хода и надежности. Растущее внедрение электрификации транспортных средств, облегчения веса и транспортных средств, определяемых программным обеспечением, также прокладывает путь к улучшению уровня шума и вибрации (N&V). В значительной степени оптимизированная автомобильная акустика улучшает качество обслуживания клиентов.

Источники автомобильного шума

Движущиеся и неподвижные транспортные средства создают сотни различных шумов. У автомобиля есть два основных источника шума: внутренний и внешний.

Внешний шум Внутренний шум
Внешний шум создается внешними источниками, связанными с транспортным средством. Внешний шум создается двигателем, шинами, выхлопной системой или отдельными внешними источниками, такими как проезжающий мимо автомобиль.
Внутренний шум генерируется всем автомобилем или его отдельными компонентами, включая вибрации, например, приборной панели и пола. Конкретные контрольные показатели, протестированные для внутреннего шума, включают резонансный шум, шум тормозов и звуковую акустику для связи и предупреждений.

Большинство шумов, слышимых в транспортном средстве, возникают либо в воздухе, либо в конструкциях, которые распространяются по двум различным категориям путей передачи.

Воздушный шум:  Они исходят снаружи салона автомобиля. Прямые пути воздушного шума — это проход, создаваемый при отсутствии герметизации между внутренней и внешней средами автомобиля, например дверными панелями. Акустические источники воздушных шумов включают клапаны и электрические генераторы.

Корпусный шум : Это результат внешних вибраций транспортного средства, вызывающих вибрацию и шум панелей, окружающих салон. Например, система подвески автомобиля присутствует в конструктивном пути передачи. Структурный шум обычно преобладает на более низких частотах.

Что касается физической природы шума, то он может возникать из нескольких источников в двигателе. Двигатель является основным источником шума в автомобиле.

Три типа шума двигателя

1. Механический шум:  Механический шум возникает из-за инерционного эффекта движущихся частей под давлением воздуха или силой инерции; его можно назвать ударно-индуцированным или вибрационно-излучаемым. Механический шум возникает из-за дефектов подшипников, погнутых или несоосных валов.

2. Шум сгорания:  Любой звук, вызванный давлением в цилиндре, называется шумом сгорания. Шум сгорания исходит от блоков и деталей двигателя.

3. Аэродинамический шум:  Аэродинамический шум возникает из-за вентилятора охлаждения двигателя автомобиля или воздушного потока, создаваемого движением автомобиля, и является доминирующим шумом внутри автомобиля.

В дополнение к этим первичным источникам шума существует множество вторичных источников шума, таких как тормоза, электрические и механические принадлежности. Кроме того, такие шумы, как скрипы и дребезжание, создаваемые динамическим перемещением, являются косвенными источниками шума в автомобиле.

На этапах разработки и исследований и разработок разработчики автомобилей должны принять во внимание две широкие стратегические меры при решении проблемы шума транспортных средств.

Сравнительное исследование:  Эталонное исследование помогает определить, как впечатления пользователей и ожидания от продукта изменились с течением времени. Анализ их систем также помогает определить, что конкуренты делают в том же пространстве.

Настройка цели:  Настройки цели помогают установить цели производительности и требования к конструкции, а также оценить такие факторы, как правительственные постановления.

Определение оптимального качества автомобильной акустики — сложный процесс, глубоко уходящий своими корнями в физику и механику. В результате решение не может быть только аналитическим методом. Вместо этого существует несколько статистических подходов для точного изучения и понимания шума транспортных средств, таких как метод конечных и граничных элементов и метод модального синтеза и анализа.

Эти исследования помогают определить и контролировать всю цепочку создания и распространения шума в автомобиле для достижения наилучших результатов. Например, когда автомобиль движется на низкой скорости, звук двигателя должен быть тщательно сбалансирован, чтобы избежать резких шумов. С другой стороны, если транспортное средство движется с высокой скоростью, крайне важно поддерживать низкий уровень шума ветра для обеспечения высокого качества акустики.

Шум и вибрация в автомобиле зависят не только от источников шума, но и от других факторов, таких как конструкция и дизайн автомобиля, а также субъективные вкусы. Например, большинство частей автомобиля, включая двигатель и подвеску, соединены с кузовом автомобиля и напрямую влияют на мощность звука. Точно так же конструкции, такие как автомобильные двери, должны быть спроектированы таким образом, чтобы уменьшать локальные вибрации.

Невозможно стандартизировать единый набор целевых показателей шума и вибрации для транспортных средств, поскольку шум каждого транспортного средства уникален. Государственные постановления, направленные на минимизацию рисков и контроль шумовых выбросов, также будут учитываться. 

Blackberry QNX ® Acoustics Management Platform (AMP) 3.0 — это предварительно настроенная расширяемая программная архитектура для управления акустикой автомобиля. С BlackBerry QNX AMP автопроизводители могут создавать экономичные акустические системы, сокращая время производства. BlackBerry QNX AMP предлагает функции, которые улучшают качество связи в автомобиле, оптимизируют звуковое поле и предупреждают о безопасности, уменьшая при этом нежелательные звуковые компоненты.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Ознакомьтесь с другими нашими исчерпывающими руководствами

Автомобиль с программным управлением

Узнайте о транспортных средствах с программным управлением, включая их преимущества и архитектуру.

ПРОЧИТАТЬ РУКОВОДСТВО

Безопасность встроенных систем

Охватывает такие темы, как защита встроенных систем, эксплойты безопасности и смягчение последствий, а также передовой опыт

ПРОЧИТАЙТЕ РУКОВОДСТВО

Функциональная безопасность

Предлагает ключевые концепции и информацию о стандартах безопасного проектирования систем

ПРОЧИТАЙТЕ РУКОВОДСТВО

Автономные системы

Определяет автономные системы и различные уровни автономии

Прочитать руководство

акустических технологий в автомобилях – Мир Физики

Взято из августовского номера Мира Физики за 2020 год, где он появился под заголовком «Хорошие вибрации». Члены Института физики могут ознакомиться с полным выпуском через 9Приложение 0150 Мир физики .

Без механических вибраций современный автомобиль далеко не уехал бы — фактически не завелся бы. Дэвид Р. Эндрюс исследует роль звука и ультразвука в датчиках впрыска топлива и парковки

Звуковое решение Системы впрыска топлива, основанные на вибрациях пьезоэлектрических преобразователей, позволяют современным автомобилям сжигать топливо чисто и эффективно. (Предоставлено: iStock/Pointimages)

Мы их не видим. На самом деле, мы часто их тоже не слышим. Но механические вибрации, будь то звук или ультразвук, играют ключевую роль в современных автомобилях. Они, пожалуй, наиболее известны в виде тех ультразвуковых датчиков, которые безопасно направляют нас в узкие места и из них, когда мы паркуемся или отъезжаем. Но что еще более важно, подавляющее большинство двигателей внутреннего сгорания, которыми оснащены современные автомобили, используют адаптацию ультразвукового преобразователя, изобретенного французским физиком Полем Ланжевеном в 1916 году9. 0005

За последние 30 лет около 1,5 миллиарда дорожных транспортных средств были оснащены системами впрыска топлива, из которых примерно треть содержит устройства, вдохновленные Ланжевеном. Опираясь на крошечные механические вибрации пьезоэлектрических кристаллов, они впрыскивают точное, контролируемое компьютером количество топлива в цилиндры двигателя. Действительно, системы впрыска топлива оказались настолько успешными, что легковые и грузовые автомобили больше не являются монстрами, загрязняющими окружающую среду, какими они были 50 лет назад. Современные автомобили практически не выделяют свинца, черной сажи или вредных паров несгоревшего бензина, хотя они по-прежнему выделяют много углекислого газа, вызывающего потепление климата (CO 2 ).

Меня, как физика, в системах впрыска топлива восхищает то, что они основаны на пьезоэлектрических колебаниях, в данном случае на частотах 1–5 кГц. Это находится в пределах диапазона человеческого слуха, который простирается примерно до 20 кГц. Выше этого предела находится «ультразвук», хотя точная верхняя частота, которую вы можете услышать, зависит от вашего возраста и качества ваших ушей. Но в моей профессии неважно, является ли вибрация слышимым звуком или ультразвуком: физика у всех одна и та же. Имея это в виду, давайте начнем наше звуковое автомобильное путешествие с технологии, которая жизненно важна еще до того, как вы начали водить машину.

Чувство опасности

Присмотритесь к большинству современных автомобилей, и вы увидите несколько маленьких круглых дисков диаметром около 20 мм, вставленных в передний и задний бамперы. Сотни миллионов автомобилей были оснащены этими электромеханическими датчиками с тех пор, как они впервые появились на рынке в середине 2000-х годов. Излучая и принимая ультразвуковые импульсы, они являются эхолокаторами, действующими не только как голосовые связки летучих мышей, но и как их уши.

Ультразвуковые импульсы удаляются от датчика парковки, пока не отразятся от ближайшего объекта. Часть отраженной энергии возвращается к преобразователю, где она преобразуется в электрические сигналы, а затем направляется на обработку сигналов. Время, Δ t , для импульса, совершающего это путешествие туда и обратно, будет 2 L / c , где c — скорость звука в воздухе (примерно 330  м/с), а L — расстояние до объекта. С электронными цифровыми таймерами, способными очень точно выполнять временные измерения такого типа (Δ t  ~ 300–30 000 мкс), ультразвуковые датчики идеально подходят для измерения расстояний в метр или два.

Простые и дешевые в изготовлении датчики парковки имеют структуру, напоминающую бутерброд (рис. 1). Металл, обычно алюминий, сначала экструдируют, чтобы сформировать чашку с плоским дном и толщиной стенок около 1 мм. Плоский пьезоэлектрический диск, сделанный из поляризованного титаната цирконата свинца, затем приклеивается к внутреннему основанию чашки. Диск толщиной около 1 мм и диаметром 1 см имеет два металлических электрода, напыленных на две его плоские поверхности.

Открытый конец чаши герметизирован слоем полимера, который имеет два металлических штифта, электрически соединенных с двумя электродами. Подача электрического напряжения на контакты преобразователя деформирует пьезоэлектрический диск, который расширяется и сжимается в соответствии с напряжением электрического привода (обычно короткий всплеск синусоидальных волн). Но есть и меньшая радиальная деформация, зависящая от конкретных пьезоэлектрических свойств материала. Таким образом, когда диск приклеен к внутренней части устройства, внешняя плоская поверхность чашки изгибается, создавая ультразвуковые колебания с частотой около 40 кГц.

1 Датчики парковки: полезность ультразвука Датчики парковки ультразвуковые состоят из металлического стакана с пьезоэлектрическим диском в основании. Известная как «сэндвич-преобразователь», эта конструкция показана здесь с одной вырезанной частью для ясности и без электрических штифтов или полимерного герметика, покрывающего верхнюю часть. Цвета, являющиеся результатом компьютерной модели конечных элементов, показывают смещение различных частей конструкции в диапазоне от темно-синего (нулевое смещение) до коричневого (максимальное смещение 10 –13  м) на резонансной частоте 39006 Гц. Пьезоэлектрический диск, который движется вверх и вниз, как поршень, имеет наибольший рабочий объем; его позиция с нулевым смещением показана черной диаграммой каркаса. (С любезного разрешения: Дэвид Эндрюс/Cambridge Ultrasonics; iStock/Chesky_W)

Преобразователи типа «сэндвич» имеют множество резонирующих частот, соответствующих различным режимам вибрации, как кожа барабана. Производители, однако, любят настраивать частоту управляющего напряжения так, чтобы вся плоская поверхность преобразователя колебалась в фазе, двигаясь вверх и вниз, как поршень. Эта вибрация максимизирует электроакустическое взаимодействие, создавая волны, которые находятся в фазе на большой площади. Фактически, поскольку их длина волны (8 мм) примерно равна диаметру пьезоэлектрического диска (10 мм), звуковые волны распространяются в виде полусферы, радиус которой расширяется со скоростью звука.

Любой пьезоэлектрический преобразователь также может работать в обратном направлении, генерируя электрический заряд при деформации входящей ультразвуковой волной. Очевидно, что преобразователь не может передавать и принимать ультразвуковые волны одновременно, поэтому он принимает волны только тогда, когда напряжение возбуждения отключено (проблемы синхронизации нет, поскольку эхо-сигнал приходит на много микросекунд позже). Фактически, плоская поверхность преобразователя пространственно согласована для приема плоских эхо-волн, которыми уходящие сферические волны станут к тому времени, когда они вернутся.

Сэндвич-преобразователи невероятно распространены в качестве ультразвуковых датчиков парковки, их около 10 устанавливаются на обычный автомобиль. Они имеют максимальный радиус действия около 5 м, что идеально подходит для парковки, а их герметичная конструкция означает, что они могут выдерживать дождь и большую часть грязи, которая скапливается на дорожных транспортных средствах. Однако их радиус действия слишком мал, чтобы обнаруживать другие транспортные средства, движущиеся на высокой скорости, поэтому для предотвращения столкновений вместо них используются микроволновые датчики или камеры.

Одним из неожиданных преимуществ ультразвуковых сэндвич-преобразователей является то, что они могут отпугивать грызунов, которые больше всего любят забираться в моторные отсеки и грызть вкусные электрические кабели и резиновые шланги. Крысы могут слышать ультразвук на частоте до 60 кГц, в то время как мыши имеют уши, работающие на частоте до 100 кГц, что делает ультразвуковые датчики, установленные под вашим капотом, идеальным и недорогим средством отпугивания грызунов. Животные слышат звук, а мы нет. И вам даже не нужно так хорошо измерять отраженные сигналы: все, что вам нужно, это громкий прерывистый ультразвук, и грызуны оставят ваш заветный автомобиль в покое.

Инъекция интереса

Итак, давайте предположим, что эти ультразвуковые датчики парковки помогли вам выбраться из этого тесного парковочного места, и вы готовы отправиться в путь. Чтобы начать движение, вы нажимаете ногой на педаль акселератора, которая посылает сигнал автомобилю начать сжигать больше топлива. Но для того, чтобы оно сгорало максимально эффективно и эффективно, топливо должно быть смешано с нужным количеством воздуха.

В двигателе внутреннего сгорания это изначально делалось с помощью карбюратора — по сути, трубы, по которой воздух проходит в двигатель. Топливо поступает сбоку, а количество топлива контролируется «поплавковым клапаном». Проблема в том, что клапан должен быть правильно ориентирован по отношению к силе тяжести. Переверни его вверх дном, и он вообще не будет работать. Поверните автомобиль слишком быстро, и поплавковый клапан может быть поврежден сильными инерционными силами, что потенциально может привести к нехватке топлива в двигателе и помешать ему генерировать механическую энергию.

Этот недостаток карбюраторов относится и к авиационным двигателям, как это было установлено Королевскими ВВС Великобритании во время Второй мировой войны. Его самолеты Spitfire и Hurricane были оснащены двигателями Merlin с карбюраторами, которые могли отключаться, когда пилоты совершали крутые пикирования. Немецкий Messerschmitt 109, напротив, использовал одну из первых систем впрыска топлива и мог выполнять пикирование и маневры на полной мощности. Это был превосходный боевой самолет, хотя, в конце концов, способность Британии строить новые самолеты быстрее, чем немцы, дала Британии решающее военное преимущество.

С момента появления на автомобильном рынке в 1970-х и 1980-х годах топливные форсунки изменили наш стиль вождения. В классическом четырехтактном двигателе внутреннего сгорания с традиционным карбюратором поршень сначала движется вниз по мере поступления воздуха и топлива в цилиндр. На втором такте поршень движется вверх, сжимая смесь, которая воспламеняется (самопроизвольно в дизеле, со свечой зажигания в бензиновом двигателе). Затем горящее топливо снова толкает поршень вниз. Наконец, поршень движется обратно вверх и вытесняет сгоревшие газы, при этом каждый ход занимает половину оборота основного коленчатого вала двигателя.

Но с отдельными топливными форсунками для каждого цилиндра четыре такта немного отличаются. В первом случае поршень движется вниз, когда в цилиндр поступает воздух (а не воздушно-топливная смесь). На втором такте воздух сжимается и только теперь – к концу этого такта – впрыскивается топливо. В-третьих, смесь сгорает, толкая цилиндр вниз. Наконец, поршень движется обратно вверх, когда газы выбрасываются. Благодаря впрыскиванию топлива ближе к концу второго такта двигатель становится более эффективным и способен работать при более низкой температуре.

Преимущества сжигания топлива

Благодаря ужесточению норм выбросов за последние 50 лет системы впрыска топлива в настоящее время в значительной степени заменили карбюраторы в большинстве дорожных транспортных средств. Ключом к их работе являются крошечные пьезоэлектрические преобразователи, которые открывают и закрывают клапан, чтобы обеспечить подачу точного количества топлива в цилиндры двигателя. По сравнению со старомодными карбюраторными двигателями эти системы впрыска топлива позволяют современным автомобилям работать гораздо эффективнее и потреблять гораздо меньше топлива при той же выходной мощности.

Однако производители не могут использовать сэндвич-преобразователи, имеющиеся в скромном ультразвуковом датчике парковки: они не могут генерировать смещения более 0,01 мкм в воздухе и не могут работать с жидким топливом, которое гораздо труднее сжать, чем воздух. . Вместо этого большинство мощных ультразвуковых преобразователей в системах впрыска топлива основаны на преобразователе Ланжевена, который был изобретен во время Первой мировой войны, чтобы помочь французскому флоту выслеживать вражеские подводные лодки, обнаруживая эхосигналы от самого преобразователя.

Вместо одного пьезоэлектрического диска, как в ультразвуковых датчиках парковки, в современном датчике Ланжевена используется их набор, зажатый между двумя металлическими стержнями. Каждый диск из цирконата-титаната свинца толщиной примерно 5 мм и диаметром 30 мм имеет в центре цилиндрическое отверстие диаметром 10 мм, через которое проходит металлический винт с резьбой. Винт удерживает сборку в единую механическую единицу, которая вибрирует, расширяясь и сжимаясь по всей своей длине (рис. 2).

2 Системы впрыска топлива: пьезоэлектрические Системы впрыска топлива в автомобилях содержат ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, колебания которого открывают и закрывают клапан, позволяя точному, управляемому компьютером количеству топлива в виде капель в камеру сгорания двигателя. Преобразователи основаны на конструкции, изобретенной французским физиком Полем Ланжевеном во время Первой мировой войны для обнаружения эха от подводных лодок. a Эта схема классического «преобразователя Ланжевена» в разрезе имеет четыре керамических пьезоэлектрических диска (черные кольца) внутри металлического стержня (фиолетового цвета). Винт, проходящий через центр, скрепляет детали и сжимает диски, предотвращая их разрушение. b Эта конечно-элементная компьютерная модель показывает датчик в движении со смещением в диапазоне от нуля (синий) до максимального (красный). Центральная область является узлом, а два конца движутся в осевом направлении в противофазе в полуволновом режиме. c Топливные форсунки в автомобилях используют адаптацию этого преобразователя с большим количеством пьезоэлектрических дисков (200 в этом примере) и гораздо меньшим количеством стержней. Диски соединены сверху с жестким внешним кожухом, а снизу с пружиной (в данном случае полимерным кольцом). Как показывает эта конечно-элементная компьютерная модель, стопка движется вверх и вниз подобно поршню с наибольшим смещением (~30 нм в этой модели) на конце вблизи пружины. (Предоставлено Дэвидом Эндрюсом/Cambridge Ultrasonics)

Датчик Ланжевена выполняет две основные функции в системе впрыска топлива. Во-первых, он приводит в действие «игольчатый клапан», который позволяет топливу поступать в небольшую камеру рядом с соплом на конце форсунки. Во-вторых, он перекачивает топливо из маленькой камеры в цилиндр двигателя автомобиля под высоким давлением. Фактически преобразователь зажат на самом дальнем от распылителя конце внешним корпусом форсунки, что означает, что один конец пакета неподвижен, а другой конец движется.

Производители хотят максимально увеличить рабочий объем наконечника, чтобы топливо могло подаваться в двигатель максимально эффективно. Мы знаем, что смещение пьезоэлектрического материала пропорционально деформации, которая в значительной степени зависит от приложенного электрического поля, E на каждом диске. Таким образом, чтобы максимизировать смещение, нам нужно максимизировать E  =  В / d , где В — это напряжение на каждом диске, а d — толщина диска. Лучшее решение — использовать множество тонких дисков, а не один толстый диск, даже если они имеют одинаковую общую толщину. Несколько тонких дисков будут давать одинаковую общую деформацию, но с частью напряжения, что удобно, поскольку меньшие напряжения легче генерировать, они безопаснее в использовании и требуют более тонкой изоляции.

На практике большинство топливных форсунок имеют от 20 до 100 пьезоэлектрических дисков, каждый из которых имеет диаметр 10–20 мм и толщину всего 0,5 мм. Они могут достигать смещения около 10 мкм при напряжении возбуждения около 150 В и имеют относительно низкую механическую «добротность», что означает, что они не резонируют, и вы можете получить одиночный механический импульс, а не пакет импульсов, как в случае с обычный стек Ланжевена.

В простых системах автомобили используют только одну форсунку для подачи топлива во впускной коллектор перед впускными клапанами для каждого цилиндра, тем самым напрямую заменяя карбюратор. Но многие автомобили теперь имеют по одной форсунке на цилиндр, каждая из которых подает точно оптимизированное количество топлива в каждый цилиндр в соответствии с количеством поступающего воздуха. Почти все топливо сгорает при каждом рабочем ходе поршня, практически устраняя углеродистые отложения, которые могли бы образоваться при несовершенном сгорании, и гарантируя, что микрочастицы углерода почти не вылетают из выхлопных газов.

Что касается того, как быстро должна срабатывать топливная форсунка, двигатель, работающий на максимальной скорости, вращается со скоростью около 6000 оборотов в минуту, что составляет 100 оборотов в секунду. Таким образом, форсунка должна открываться и закрываться менее чем за половину цикла поршня, что в данном примере составляет 5 мс, хотя типичное время открытия и закрытия обычно составляет 1 мс или меньше. Обычные преобразователи Ланжевена, напротив, работают на частоте 25–60 кГц и, следовательно, имеют период колебаний 15–40 мкс, что намного меньше 1 мс, необходимого для впрыска топлива.

Еще одна хитрость преобразователя Ланжевена заключается в том, что он преобразует поступающее топливо низкого давления в жидкость под высоким давлением. Это не только преодолевает давление сжатия в цилиндре, но и превращает топливо в туман из мелких капель диаметром примерно 10 мкм. Таким образом, гораздо большая часть поверхности топлива подвергается воздействию воздуха, что позволяет более полно завершить сгорание. Конструкция Ланжевена делает это благодаря своим вибрациям, имеющим высокий «акустический импеданс» (плотность × скорость волны).

Топливо для размышлений

Когда дело доходит до подачи топлива в двигатель автомобиля, топливные форсунки могут регулировать точное количество тремя способами. Во-первых, они контролируют, как долго форсунка открыта. Этот метод более эффективен, когда двигатель работает быстрее (на низких скоростях, когда требуется сильное ускорение, действие подкачки топлива не может поддерживать высокое давление топлива в течение всего времени, пока клапан форсунки открыт). Во-вторых, топливные форсунки могут контролировать напряжение на пьезоэлектрическом блоке дисков (пиковое напряжение составляет около 150 В, но более низкие значения будут сужать отверстие форсунки, тем самым ограничивая количество топлива, поступающего в цилиндр). Наконец, топливные форсунки могут регулировать уровень топлива, многократно изменяя напряжение, так что форсунка многократно открывается и закрывается в течение одного хода поршня.

Благодаря импульсной системе топливные форсунки обеспечивают высокий уровень контроля над современным двигателем внутреннего сгорания. Действительно, некоторые производители автомобилей Формулы 1 любят демонстрировать, насколько хорошо они могут это делать, запуская свои двигатели без нагрузки на испытательном стенде и программируя их на воспроизведение таких мелодий, как «Боже, храни королеву». Цифровое управление двигателем, обеспечиваемое топливными форсунками, позволяет точно синтезировать частоту вращения двигателя и, следовательно, звуковую музыкальную ноту, издаваемую двигателем. Это уловка, но тем не менее впечатляет.

На самом деле в вашем автомобиле есть собственная компьютерная система для расчета количества впрыскиваемого топлива и времени его впрыска. Быстро выполняя простые задачи, «блок управления двигателем» собирает данные с нескольких датчиков на двигателе и выхлопных газах, а также на педали акселератора, которые затем сравнивает с таблицей значений, которые он хранит, чтобы определить, какие настройки топливных форсунок использовать. Таким образом, производители могут точно контролировать свои автомобильные двигатели, чтобы предоставить водителям выбор режимов работы, таких как экономичность, спорт, гоночная трасса, долговечность двигателя и низкий уровень загрязнения окружающей среды, или выполнить специальные тесты по мониторингу загрязнения.

Максимальная производительность Топливные форсунки сделали двигатели внутреннего сгорания более эффективными и менее загрязняющими окружающую среду, а также увеличили срок службы двигателей. (С любезного разрешения: iStock/fermate)

Ясно, что некоторые из этих режимов конфликтуют друг с другом или даже исключают друг друга. Экономичность, например, плохо сочетается со спортивным режимом или режимом гоночной трассы, в то время как желание максимизировать производительность при прохождении тестов по мониторингу загрязнения также может противоречить, как это обнаружил один крупный производитель автомобилей (Фольксваген). Но мы не должны упускать из виду тот факт, что системы впрыска топлива изменили автомобилестроение.

Помимо того, что двигатели внутреннего сгорания работают более эффективно и надежно, они потребляют меньше топлива и меньше загрязняют окружающую среду по сравнению с карбюраторами. Они также продлевают срок службы двигателей и, снижая уровень загрязнения выхлопными газами, продлевают срок службы каталитических нейтрализаторов. Однако системы впрыска топлива не сократили выбросы CO 2 дорожных транспортных средств, и, несомненно, в будущем автомобильный транспорт будет включать сжигание водорода в двигателях внутреннего сгорания (выработка воды вместо CO 2 ) или переход оптом на электромобили.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *