ידוע, כי רעש יכול לגרום להחשת קצב הדופק, ללחץ דם מוגבר ולהיצרות כלי הדם. כמוכן, רעש עלול להטיל עומס גם על איברים אחרים בגוף, משום שהוא גורם להפרשות חריגות של הורמונים ומתיחת שרירים. עובדים החשופים לרעש מתלוננים לפעמים על עצבנות, חוסר שינה ועייפות .
קיימות מכוניות שהיצרנים בודדו את הרעשים באמצעות חומרי בידוד המותקנים בתא המנוע, על קיר האש, על מכסה המנוע ובגחון הרכב מתחת למנוע. ובכל זאת יש עדיין רעשי גלגול הנובעים ממגע הצמיגים בכביש ומרעשי המתלים המתנועעים על פני מרקם פני הכביש ומהמורותיו.
בקרת רעש מנוע פעילה הוצעה לראשונה בסוף שנות השמונים ושימשה בהגדרות שונות לשלוט ברמת הרעש האקוסטי עקב עיצוב מנוע הרכב. ניתן ליישם מערכת בקרת רעשי מנוע יעילה באמצעות חיישן מהירות מנוע, מיקרופונים. הרמקולים והמגברים גם הם משמשים ליצירת רעש הנגד. מערכות בקרת רעש מנוע אקטיביות כאלה יושמו על ידי מספר יצרנים. חברת פולקסוואגן,למשל, השקיעה רבות בבידוד רעשים , המגן התחתון של המנוע הוא "יצירה" אומנותית-אקוסטית לשיכוך רעשי המנוע והגיר
לברת ניסאן הציגה את חומר בידוד רעשים החדש הקל, המכונה מטא-חומר אקוסטי,
החומר החדש הוא פשוט. שילוב של מבנה סריג וסרט פלסטיק השולט ברעידות אוויר (גלי קול) כדי להגביל את העברת רעשי התדרים הרחבים (500-1200 הרץ), כגון רעשי גלגול מהכביש ומהמנוע.
נכון לעכשיו, רוב החומרים המשמשים לבידוד פסי תדר זה מורכבים בעיקר מלוח גומי כבד או מלבד. החומר האקוסטי החדש של ניסאן קל מאוד משקלית תוך מתן אותה דרגה של בידוד קול.
בגלל המבנה הפשוט שלו, תחרותיות העלות של החומר במונחים של ייצור המוני כמעט זהה לחומרים הנוכחיים, או אולי טובים יותר. לכן ניתן ליישם את החומר גם ברכב בו השימוש בחומרי בידוד רעש מוגבל כיום בשל עלות או משקל
נסיעה שקטה משפרת את ההנאה, תא נוסעים שקט הופך את הנהיגה לנוחה יותר.חברות רבות משקיעות בבידוד רעשים על ידי ציפוי דפנות הרכב במבודדים חדישים המבוססים על ננו-טכנולוגיה
תחום הרכב מייצג יעד מרכזי לפתרונות תיאורטיים ומתודולוגיות שנחקרו רבות . בתחום זה, היישום של מערכות בקרת רעש אקטיבית המבטלות רעשים הן יקרות יחסית , בפועל, היצרנים רוצים להפחית את עלויות התקנת התקני
בקרת רעשים פעילים ולהתקין אותן בכלי הרכב שהם מייצרים.
בחלל תא הנוסעים פזורים מיקרופונים בנקודות הנכונות לקליטת רעשים טורדניים , אותות הרעשים מועברים למודולים הקוראים את האותות ומפיקים מהם את "משוואות הגלים" (תדרים ומשרעות), רמקולים פזורים בתא הנוסעים מפיקים רעשים נגדיים המחלישים ואפילו מבטלים את הרעשים הטורדניים
לפעמים קשה לאתר מיקרופונים ורמקולים המותקנים בתא הנוסעים של הרכב.
ישנם מקורות רעש רבים הקשורים לרכב המנועי, כגון רעש מהאוויר. ניתן לחלק את הרעשים לרעשים עם פס צר ורעשים עם פס רחב . רעש הוא "הפרעה" היוצרת גל בתדירות בתחום השמיעה של האוזן האנושית , מערכת השמיעה האנושית יכולה לאתר שינויים מהירים בעוצמה ובתדירות הקול. עוצמת הקול נמדדת ביחידות של דציבל dB (דציבל = 0.1 בל). טווח השמיעה של האדם הוא בתחום שבין 10 ל-150 דציבלים. תחום התדרים אותו מסוגלת אוזן אדם אופייני לקלוט הוא 20 הרץ עד 20,000 הרץ.
לכל קול בלתי רצוי נהוג לקרוא בשם "רעש". ההשפעה המטרידה של הרעש תלויה הן בעוצמתם והן בתדירותם של גלי הקול. למשל, תדירויות גבוהות מטרידות יותר מתדירויות נמוכות. טונים טהורים מטרידים יותר מקולות המורכבים מטונים רבים. אוזן האדם רגישה ללחץ גלי הקול , הפועל על תוף האוזן. לכן, עוצמת הלחץ יכולה להגדיר את עוצמת הרעש. סף השמיעה הוא dB0 ואילו סף הכאב הוא dB140. הגדלת עוצמת הרעש ב-dB10 מורגשת על ידי האוזן כהכפלת עוצמת הרעש. הנזק שנגרם על ידי חשיפה לרעש תלוי בעיקר בעוצמת הרעש ובמשך החשיפה אליו. גם לתדירות יש השפעה, תדירויות גבוהות מפריעות ומזיקות יותר מאשר תדירויות נמוכות. הרעש עלול לעייף את האוזן הפנימית ולגרום לאבדן שמיעה זמני. לאחר סיום המשמרת באה תקופת מנוחה, שבמהלכה עשויה השמיעה לחזור לקדמותה. אולם, במקרים רבים העובד חוזר לעבודתו זמן קצר בלבד לאחר התאוששות שמיעתו. לכן, האוזן הפנימית נמצאת למעשה במצב עייפות כמעט ברציפות. כשהחשיפה לרעש נמשכת, מאבדת האוזן בהדרגה את כושרה להחלים מאובדן השמיעה הזמני והנזק נעשה בלתי-הפיך. הפגיעה מתרחשת באיטיות ובדרך כלל העובד אינו מודע לכך בתחילת התהליך. הרעש במקום העבודה משפיע בתחילה על הכושר לשמוע צלילים בעלי תדירות גבוהה. פירוש הדבר: אף שהאדם עדיין מסוגל לשמוע רעשים מסוימים, ייתכן שהוא שומע קולות דיבור וקולות אחרים בצורה בלתי ברורה או מעוותת. טענה אופיינית לעובדים ששמיעתם נפגמה היא: "אני שומע אותך, אבל איני יכול להבין אותך".
מקורות של רעשים צרים נוצרים מהמנוע,ממערכת העברת הכוח, משאיבת אוויר שהמנוע צורך , ממערכת הפליטה ומערכות עזר כגון מאוורר, רדיאטור.
רעש פס רחב נגרם על ידי אינטראקציה בין צמיגים לכביש ורעש רוח אווירודינמי (רעש אווירו -אקוסטי)
רעש בנסיעה ("רעש גלגול")
למרות השליטה החלקית על רעשי המנוע והעברת הכוח חלו מספר שדרוגים במערכות לבקרת רעשים הצליחו גם לטפל ברעשי הגלגול של כלי רכב . מבחינה מסחרית זה עדיין לא מה שהיה צפוי וזאת בשל העלויות הגבוהות יותר של היישום , אולם, בקרת רעש גלגול פעיל היא טכנולוגיה חשובה מהבחינה הבטיחותית המתאפשרת בכלי רכב גדולים וקלים.
רעש גלגול עושה כאבי ראש , רעש זה נגרם כתוצאה מרטט הגלגלים. אלה נוצרים על ידי האינטראקציה של הצמיגים עם פני הדרך באמצעות מערכת מתלים מורכבת. בסופו של דבר הם יוצרים רעשים בתדר נמוך המגיעים בקלות לפנים הרכב לתא הנוסעים.
ישנם מספר מאפיינים של רעשי הגלגול, ראשית, הרטט של כל גלגל אינו תלוי וקשור לגלגלים האחרים. שנית, תכונות הרעש מהגלגול משתנה ברציפות כמו מהירות הרכב או הפרופיל של הכביש/המסלול המשתנה כל הזמן . הקשר בין הרטט של הגלגל לבין הרעש "הנושא" אינו ליניארי בשל מורכבות מערכות המתלים ומערכת השיכוך ,חשוב לציין גם כי המאפיינים של רעשי הגלגול הם ספציפיים וייחודיים לכל רכב.
למערכות בקרת רעש אקטיביות בשיטתFeedforward" " כבר יש מערכות להפחית את רמות הרעש בתא הנוסעים של המכונית באמצעות אותות הרעשים המתקבלות על ידי מדידה ישירה של הרטט עקב הגלגול על הכביש, במערכת ריסון הרעשים יש צורך להשתמש בשישה מדי תאוצה לפחות כדי להשיג אותות התייחסות המתאימים מספיק "לאותות שגיאה" וכך להשיג רמות שליטה סבירות. אפשרות נוספת היא להשתמש בבקרת משוב (בקרת משוב) ארכיטקטורית אחרת .
רעש אווירו -אקוסטי
רעש Aeroacoustic הוא רעש בתדרים גבוהים, רעש זה הופך להיות מורגש יותר במהירויות גבוהות. רעש אווירו-אקוסטי נגרם על ידי מערבולת אוויר המקיפים את הרכב. הקשר בין זרימת אוויר ורעש אווירו -אקוסטי אינו כזה
פשוט ומפורש, הדבר קשה למדידה. אכן, אפילו עם מיקרופון מדידה יעיל, איננו מקבלים מדידות רעש טובות מכיוון שהמיקרופון גם הוא יוצר רעש אווירו אקוסטי. השימוש בתצורת feedforward לא יהיה אפשר לקחת בחשבון רעש מסוג זה, מכיוון שהוא דורש מדידה של מקור הרעש
המטרה היא להקטין מאוד את ההשפעה של גלי קול מטרידים חד ממדיים או תלת-ממדיים בחלל ובנפח תא הנוסעים. זה מושג באמצעות גל נגדי "אנטי רעש" שנוצר במערכת על ידי רַמקוֹל. פעולה זו דורשת שימוש במודלים דינאמיים המדווחים על שינויים בלחץ ובתדר בנקודות בהן יש רעשים שנמדדים באופן אדפטיבי , כלומר גם הגלים האנטי-רעש מטופלים שוב ושוב לקבלת "שקט" מרגיע ונעים בנסיעה עם הרכב.
ניתן להשיג יעילות בריסון על ידי זיהוי התדר הבעייתי הנע מנקודה לנקודה על ידי שימוש פיזי בעיבוד הנתונים וקבלת משוואת הגלים . במקרה האחרון, מתברר כי ככל שהמודל הוא בעל מורכבות נמוכה הוא לעיתים קרובות התנאי המוקדם לשליטה פעילה על בקרת הרעשים ברכב. בתנאים מסוימים על ידי עיצוב נכון ומיקום מדוייק של רכיבי המערכת בקרת הרעשים תהיה תחת שליטה ויעילה . ניטור הרעשים במיקומים המרחביים השונים יהיו מנותחים במדויק וכאשר זה ניתן אז יש אפשרות לביטול רעש באופן מושלם ובבת אחת
התמורות של מערכת אקוסטית בבקרה יעילה ובהפחתת רעשים מטרידים הן חשובות ביותר לבטיחות לאיכות ולנוחות הנסיעה. המחקר שהוקדש לפיתוח של מגוון מודלים פשוטים למדידת גלים רעשנים וריסונם בשיטה ה-אקוסטית גם בתוך חלל הרכב בשל יוקר המערכות עדיין אינן פופולאריות בכלי רכב הרגילים והפשוטים והן ממןקמות בכלי רכב יוקרתיים
|
