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Vol.031 怎样打造逼真的引擎声

轰鸣的汽车引擎满足了原始的人类本能——对力量的宣示。

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在人们心中,引擎声越高亢,动力就越强劲。但在倡导环保,节油,

排量的今天,家用汽车的引擎已经越来越安静。

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为了让客户重燃激情,各家汽车厂商给出了新时代的引擎声播放方案。

这是一个典型的四冲程汽车发动机,你有一分钟的时间观赏这些结构。其实没有。

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最重要是这里:进气歧管,火花塞,活塞,排气歧管。发动机的一次完整做功有四个冲程。

吸气:进气管打开,吸入空气和汽油的混合气体,活塞向下运动。

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压缩:进气管关闭,活塞向上运动,压缩混合气体。

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燃烧:火花塞点火点燃气体,释然压力推动活塞向下运动。

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排气:排气管打开,活塞向上运动,排出废气。

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以此循环往复,引擎声就来自活塞运动的机械噪音和吸气排气的气流。

这也是为什么涡轮增压引擎声音小的原因。涡轮增压技术可以利用废气带动涡轮,驱动进气端的涡轮压入更多空气。这样虽然能利用废气能量提高效率,但是在进气和排气两端的涡轮破坏了原本顺畅的气流,进一步减弱了引擎声。

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拯救引擎声的工程师团队被称为 NVH —— Noise, vibration, harshness。

通常有三种方案:排气泄压阀,声浪传导和电子声浪模拟。

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排气泄压阀是一个位于排气歧管后,涡轮增压器之前的旁路阀门,由机械或电子控制阀门的开合。当阀门打开后,废气将不经过涡轮,发出更加嘹亮的排气声浪。

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声浪传导的目的则是将发动机的声浪尽可能透过车身传导到驾驶室内。

保时捷和福特等厂商用一根声浪导管将进气歧管和驾驶室直接相连,以使驾驶室中的声浪更响亮。福特的福克斯ST还在导管内安装了拨片,用于放大 200-450hz 的低音。

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相比机械手段,动用车载音响是最直接的方案。

汽车模拟引擎声的技术与赛车游戏类似,主要是根据录制得到的声音制作声学模型。常见的建模方法有交叉渐变循环和颗粒合成。

交叉渐变循环在目前的应用更加广泛,这项技术将经过编辑的录音片段根据不同的引擎转速、档位和引擎负载等参数循环播放,并在不同循环切换的时候通过淡入淡出避免不自然的感觉。

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另一种新型的技术是颗粒合成,首先把声音切分成以毫秒为单位的片段。然后根据当前参数对这些片段进行重复和组合,这样就能模拟出自然的引擎声。

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宝马 M5 在将原先声音浑厚的 V10 引擎更换为 V8 涡轮增压引擎时就同步引入了这套名为 Active Sound Design 的声浪模拟系统。

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而被大众汽车广泛应用于高尔夫和捷达等车型的 Soundaktor 系统则是通过一个贴在汽车防火墙外的扬声器,把引擎声放大并叠加一部分合成的声音传导到车厢内。

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模拟的声音也会带给人幻觉,让高尔夫车主也有十足底气的和法拉利在路上飙车。

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  • Mar 29, 2020. By parozhao
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