Na brojnim testovima su DAF-ovi kamioni nove generacije dokazali najnižu razine buke u unutrašnjosti kabine tokom vožnje auto cestom. Pored samog intenziteta zvuka je posebna pažnja posvećena smanjenju vibracija i rezonancija. Takve karakteristike su rezultat tzv. NVH optimizacije koja zahtijeva posebnu pažnju prema gotovo svakom detalju vozila. Unutar razvojnog odjela DAF-a djeluje poseban tim ljudi koji pored optimizacije intenziteta buke i vibracija kreira postojeće zvukove koji se javljaju tokom vožnje.
FOTO: DAF Trucks
Kad se prije četiri godine pojavila nova generacija DAF-ovih kamiona teške klase u početku su najviše pažnje izazvale povećane dimenzije kabine novouvedenih modela XG i XG+. Korištenje novih europskih regulacija oko povećanja dimenzija teretnih kompozicija je dovelo do poboljšane aerodinamike koja velikim dijelom utječe na znatno sniženje potrošnje goriva što je također prepoznato kao značajan napredak. Posebno je istican novi stil uređenja unutrašnjosti ili vrhunska vidljivost s vozačke pozicije. Pored svih ovih odlika je nekako u sjeni ostala izuzetna niska razina buke u unutrašnjosti tokom vožnje čemu je također tokom razvoja posvećena približno jednaka pažnja kao i spomenutim istaknutim karakteristikama.
NVH optimizacija
Buka tokom vožnje se prije svega prepoznaje u sferi udobnosti, ali je na podjednak način značajan faktor sigurnosti. U praksi je prilično neprimjetno kako buka i vibracije popraćene neprikladnim promjenjivim tonovima tokom višesatne vožnje značajno utječu na povećanje umora vozača i smanjenje koncentracije. Ovo područje se u razvojnim odjelima auto industrije kolokvijalno krije pod skraćenicom NVH. Temelji se na engleskim riječima noise (buka), vibration (vibracije) i harshness (hrapavost). Između ova tri faktora buka prije svega stvara probleme svojim intenzitetom čije se razina izražena u decibelima često spominje osobito kod kamiona. Pomalo su u drugom planu vibracije jer nisu toliko izražene kod osobnih automobila kao kod kamiona pa se njihova koncentracija ne iskazuje na tako transparentan način. Slično vrijedi za tzv. hrapavost koju je u ovom primjeru uputnije prevesti kao rezonanciju. Najčešće je uzrokovana iz izvora preostala dva faktora, a njezina razina nije nužno ovisna o glasnoći već također o frekvencijama pri kojima djeluje.
U razvojnom odjelu DAF-a djeluje poseban tim od 35 ljudi koji je isključivo zadužen za NVH i uglavnom je usmjeren suzbijanju negativnih pojava u kabini. Još prije saniranja posljedica u ovom odjelu pažnja prema suzbijanju NVH se posvećuje njihovim izvorima što se odnosi na gotovo svaki detalj vozila. Među njima je svakako najistaknutiji pogonski motor što je posebno izraženo kod kamionskih dizelskih agregata, Zbog toga NVH optimizacija započinje već kod njihove konstrukcije pri čemu se sama buka najvećim dijelom regulira prilagodbom sustava usisa i ispuha. Značajan utjecaj se također odnosi na izvedbu lančanih pogona ili ležajeva dok je DAF dodatno prilagodio sustav ubrizgavanja goriva. Ovi detalji također utječu na preostala dva negativna faktora zbog kojih su ključne komponente poput bloka motora i kućišta automatiziranog mjenjača ZF Traxon dodatno ukrućene. Iz istog razloga je karter motora izrađen od kompozitnih materijala jer za razliku od metalnog ne proizvodi vibracije i rezonancije.
Unaprijeđene performanse motora omogućavaju rad pri nižim okretajima kakav osiguravaju “dulji” prijenosni omjeri krajnjih stupnjeva mjenjača i diferencijala. Takva mjera predstavlja jedan od najjednostavnijih načina snižavanja buke tokom vožnje, ali u pravilu postaje novi izvor vibracija i rezonancija. Zbog toga su u prošlosti postali osobito cijenjeni V-8 motori jer pružaju prirodnu uravnoteženost kod četverotaktnih motora. Danas su uglavnom uobičajeni motori sa šest cilindara, a ovu broju je mnogo kompliciranije s brojem radnih taktova motora jer šest nije djeljivo s četiri. Zbog toga i na ovom području postaji izraženi izazovi oko uravnoteženja pokretnih dijelova 6-cilindarskih motora koji rade pri sve nižim okretajima.
Interakcija različitih dijelova vozila također može biti čest izvor vibracija i rezonancija koje u konačnici proizvode zvukove što povećava buku rada kompletnog vozila. Zbog toga se posebna pažnja posvećuje detaljima poput nosača motora ili brojnih spojeva kabine, šasije i nadogradnje. Ovo uključuje spojeve unutar svakog od ovih elemenata ili sitne detalje kao što je način pričvršćenja vozačkog sjedala na podlogu. Negativne posljedice mogu biti posebno izražene kod kompliciranijih nadogradnji nad kojima DAF nema potpuni utjecaj jer ih najčešće proizvode vanjski dobavljači, ali nizozemska kompanija nastoji surađivati s najrenomiranijim partnerima.
Pri većim brzinama smanjenju buke pridonosi aerodinamika, a u tom području se nova generacija DAF-ovih kamiona svrstava u sam vrh europske konkurencije. Predvodnik njezina razvoja je inžinjer Rob van den Heijkant koji je stekao značajna iskustva u Formuli 1. Stoga ne čudi kako se izvrsna aerodinamika DAF-ovih kamiona ne temelji isključivo na prikladnom dizajnu produljene kabine i uvođenju kamera umjesto retrovizora već također detaljima poput promišljenih otvora prednje maske, regulacije strujanja zraka oko kutova kabine ili u donjem dijelu branika, izvedbi blatobrana sa zatvorenim lukovima ili trostrukim brtvilima na vratima.
Najpoznatija mjera u naknadnom suzbijanju postojećih zvukova i vibracija je unutarnja izolacija kabine gdje nastupa DAF-ov odjel za NVH. Brojni detalji na tom području započinju pažljivim oblaganjem motornog prostora kako bi se unutar istog zadržao veći dio buke, a najveći dio izolacijskih materijala se ipak krije između vanjskih dijelova i unutarnjih obloga kabine. Da su Nizozemci na tom području odradili dobar posao postaje očigledno u trenucima odmora dok vozilo miruje, a pritom vrlo malo vanjske buke prodire u unutrašnjost. Ista izolacija se također povezuje s efikasnijom regulacijom topline što na ekonomičniji način smanjuje potrebe za stacionarnom klimatizacijom ili zagrijavanjem unutrašnjosti.
Tokom vožnje se DAF-ovi kamioni nove generacije na brojnim testovima uglavnom pokazuju najtišima unutar europske konkurencije. Tako je npr. kod DAF XG+ na auto cesti izmjerena razina buke 63,9 dB što optimizirani YF 450 Efficiency Champion zahvaljujući još boljoj aerodinamici i nižim okretajima motora može spustiti do 62,8 dB. Valja podsjetiti kako je još početkom 1990-ih općeprihvaćeni standard maksimalne buke u unutrašnjosti kamiona dostizao do 80 dB. Takva razina dugoročno najčešće dovodi do oštećenja sluha, ali tadašnja tehnološka razina nije mogla postići bolje rezultate. Već je iz spomenutih brojki očigledan ogroman napredak koji postaje još daleko veći kad se u ovu usporedbu uvrsti ljudska percepcija jačine zvuka. Ona se mjereno u decibelima ne doživljava na proporcionalan način pa smanjenje za samo 3 dB ljudsko uho osjeća kao dvostruko manju razinu buke.
HMI – interakcija čovjeka i stroja
Pored svih očiglednih prednosti pretjerana izolacija dovodi i do određenih negativnih posljedica. To se prije svega odnosi na interakciju vozača s vanjskom okolinom, ali također vozilom kojim upravlja. Zbog toga se kod razvoja kamiona posebna pažnja posvećuje dovoljnoj razini osjećaja povezanosti vozača i vozila prilikom upravljanja. Ovo područje nije ograničeno samo na vozila, a u industriji je poznato pod skraćenicom HMI (Human Machine Interface).
Preniska razina buke također može negativno utjecati na HMI optimizaciju. Pored toga može dovesti do pretjerane monotonije što također može biti zamorno. Djelomično je to moguće ublažiti audio sustavima, ali je ipak poželjna zvučna interakcija vozača s funkcioniranjem vozila. Negativne posljedice niske razine pogonske buke DAF-ov odjel za NVH nadomješta zvukovima signalnih upozorenja kakvi se danas uobičajeno javljaju prilikom upozorenja preko kontrolnih lampica ili prikaza info-displeja. Takvi zvukovi su kod mnogih vozila često iritantni i neugodni što su u DAF-u nastojali maksimalno izbjeći. Pritom je odjel za NVH surađivao s grafičkim dizajnerima prikaza novih digitalnih instrumenata kako bi se postigla bolja interakcija vizualnih i zvučnih signala, ali također s brojim stručnjacima iz područja akustike, informatike, vojnog zrakoplovstva pa čak i neurokirurgije s ciljem odabira što ugodnijih zvukova upozorenja.
U početku je postojala ideja o zasebnom zvuku za svako pojedinačno upozorenje čime bi vozač mogao prepoznati poruku bez skretanja pogleda s ceste. Takvo rješenje bi ipak moglo izazvati pretjeranu konfuziju pa je na kraju odabrano osam prepoznatljivih zvučnih signala. Prilagođeni su razini upozorenja koja je već desetljećima podijeljena između kontrolnih lampica zelene, žute ili crvene boje. Određenoj razini važnosti pojedine informacije su pažljivo prilagođeni odabrani zvukovi i vrijeme odaziva njihove aktivacije kako ne bi izazvali pretjeranu reakciju vozača. Zvukovi su pomno odabrani uz posebnu pažnju prema skladnoj interakciji s vizualnim upozorenjima, ali također razini njihove jačine. Ona ne smije dostići iritantnu razinu dok istovremeno mora nedvojbeno nadilaziti razinu okolne buke kako zvučno upozorenje ne bi ostalo neprimijećeno. Zbog toga se jačina zvuka prilagođava brzini vozila i ostalim okolnostima koji utječu na okruženje tokom vožnje.
Cijeli proces osmišljavanja ugodnih zvukova i njihove implementacije je trajao punih 12 mjeseci. Koliko je DAF-ov odjel za NVH temeljit u ovom području svjedoči činjenica kako je osmišljeno zasebno rješenje za svaki tip kabine jer različiti volumeni unutarnjeg prostora dovode do različite akustike. Jednak pristup je prihvaćen i kod ostalih novih modela kamiona PACCAR-grupe pri čemu su osmišljeni brojni zasebni zvukovi za različite marke, ali su ipak zadržana jedinstvena zajednička rješenja za najkritičnija upozorenja, a posebno ona koja mogu utjecati na sigurnost.
Koliko je sama NVH optimizacija kompleksna potvrđuje činjenica kako je za nove modele s električnim pogonom potrebno razviti drugačija rješenja. Iako se čini kako tihi električni pogon po svojoj prirodi ne zahtijeva osobite dodatne zahvate ispostavlja se kako potpuno drugačije frekvencijske i vibracijske karakteristike ipak postavljaju određene izazove.