كيف تحصل على صوت عادم عميق في سيارة يابانية الصنع؟

تُصنّع شركة Fupower أنظمة عادم يابانية الصنع (JDM) من الفولاذ المقاوم للصدأ T304 باستخدام تقنية الثني بالضغط ولحام TIG، وأهم ما يجب فهمه أولاً هو أن الصوت العميق لا يعني بالضرورة صوتًا عاليًا. فالعادم العميق هو الذي تُزال فيه الترددات العالية ليُهيمن نطاق الترددات المنخفضة. ينشأ معظم الخطأ في هذا المجال من السعي وراء الصوت العالي، مما يُضيف خشونة وصدى مزعج، بينما الهدف الحقيقي هو تقليل الصوت. هناك أيضًا مشكلتان منفصلتان ضمن نفس السؤال: النغمة، وهي التوازن بين الترددات العالية والمنخفضة، والصدى المزعج، وهو تردد ضيق واحد يتردد عند سرعة دوران محددة أثناء القيادة. لكل منهما أسباب وحلول مختلفة.

يُعد كاتم الصوت العامل الأهم في تحديد نغمة الصوت. تُنتج التصاميم ذات الحجرات، مثل التصميم الكلاسيكي ذي الحجرتين، صوتًا منخفضًا وغنيًا عند التباطؤ، ونغمة عميقة عند زيادة الحمل، بينما تُنتج كاتمات الصوت الامتصاصية ذات التدفق المباشر تدفقًا أفضل، لكنها تكون أكثر حدة عند استخدامها منفردة - ولهذا السبب، عادةً ما يُدمج كاتم الصوت ذو الحجرات أو كاتم الصوت المُعبأ جيدًا مع باقي أجزاء نظام العادم للحصول على صوت عميق، بدلًا من إزالته. يُعدّ البناء مهمًا إلى جانب التصميم: فالأنابيب الرقيقة أحادية الجدار والأطراف الرقيقة المطلية بالكروم تُصدر رنينًا وطنينًا، بينما يُخفف الفولاذ المقاوم للصدأ 304 السميك ذو الجدار المزدوج من حدة الترددات العالية. يعمل القطر بنفس الطريقة، حيث يُؤدي المخرج الأكبر إلى خفض حدة الصوت - فالانتقال من مخرج 2.5 بوصة إلى مخرج 4 بوصات يُنتج صوتًا أعمق بشكل ملحوظ - ولكن هناك حد أقصى، لأن زيادة حجم الأنابيب تُقلل من سرعة العادم وتُحدث صوتًا عميقًا. يُعد نظام 3 بوصات بمخرج 4 بوصات هو الخيار الأمثل عمليًا في معظم أنظمة العادم.

الرنان هو الجزء الذي يسيء فهمه معظم المشترين، لأنه يؤدي وظيفة مختلفة عن كاتم الصوت. كاتم الصوت يقلل مستوى الصوت الإجمالي عبر نطاق الترددات بأكمله باستخدام حواجز وحشوات؛ أما الرنان فيلغي نطاق تردد محدد باستخدام تداخل الموجات، ويترك باقي الترددات دون تغيير. هذا التمييز يفسر سبب فعالية طرف الرنان: تستخدم حجرته الداخلية التداخل الهدام لإلغاء نطاق الترددات من 2000 إلى 5000 هرتز تقريبًا، حيث توجد النغمات الحادة والخشنة، بينما تمر الترددات الأقل من 500 هرتز تقريبًا دون تغيير يُذكر. والنتيجة هي نغمة أعمق دون زيادة في مستوى الصوت. تضيف الأطراف ذات الجدار المزدوج عزلًا بسيطًا عبر الفجوة الهوائية بين أنبوبين متحدي المركز، وتُضفي على النغمة نعومة طفيفة، لكن الطرف المستقيم القياسي لا يُحدث أي تغيير يُذكر في الصوت - فهو جزء شكلي فقط. والنتيجة المترتبة على ذلك لا تقل أهمية: إن حذف الرنان الأصلي للمصنع يفتح الصوت ويضيف خشونة، ولكنه غالباً ما يُدخل طنيناً عالي النبرة عند سرعة الطريق السريع، ولهذا السبب يجب أن يقترن حذف الرنان بكاتم صوت أعمق بدلاً من القيام بذلك بمفرده.

يحدد تصميم المحرك الحد الأقصى، والصدق هنا يوفر المال. هدير سوبارو الذي يجذب مشتري السيارات اليابانية.

إن الصوت العميق المرتبط بهذا المحرك ليس ناتجًا عن كاتم الصوت على الإطلاق، بل عن أنابيب العادم غير المتساوية الطول، حيث تنقل أنابيب العادم ذات الأطوال المختلفة نبضات العادم إلى المجمع على فترات غير منتظمة، مما ينتج عنه ذلك الصوت المميز. تعمل أنابيب العادم المتساوية الطول على مزامنة النبضات، مما يخلق صوتًا أكثر سلاسة وأعلى حدة وأكثر تجانسًا، يشبه إلى حد كبير صوت محرك رباعي الأسطوانات. لذا، يتم التحكم في هذا الصوت المميز عند أنبوب العادم، وليس عند نظام العادم خلفه. لكن هناك محذوران لهذا الخيار: في محرك FA20DIT في سيارات WRX موديل 2015 وما بعدها، يستخدم الإعداد المصنعي شاحن توربيني مزدوج التمرير مع أنابيب عادم متساوية الطول، وتركيب أنابيب عادم غير متساوية الطول يُخل بفصل نبضات الشاحن التوربيني المزدوج، مما قد يؤدي إلى فقدان الطاقة في نطاق الترددات المتاح بدلًا من زيادتها؛ وفي محركات EJ، تؤدي أنابيب العادم الأطول للأسطوانتين الثانية والرابعة إلى ارتفاع درجة حرارة هاتين الأسطوانتين، مما يزيد من خطر تلف حلقات المكابس المعروف في هذا النوع من المحركات دون ضبط دقيق. في السيارات المزودة بشاحن توربيني، يعمل التوربين نفسه كمرشح صوتي، ولهذا السبب تستجيب سيارة JDM المزودة بشاحن توربيني لتغييرات العادم بشكل مختلف عن السيارة ذات السحب الطبيعي - فالنغمة تكون أكثر سلاسة في البداية، ويؤثر أنبوب العادم السفلي ونظام العادم الخلفي على الطابع الصوتي أكثر بكثير مما يفعله طرف العادم.

يستحق صوت الطنين معالجة منفصلة، ​​لأنه ليس مشكلة في النغمة ولا يمكن إصلاحه بإضافة كاتم صوت. إنه رنين عند تردد معين، والحل هو وصلة جانبية مضبوطة. رنان ربع الموجة، والذي يُسمى غالبًا أنبوب J، هو أنبوب موصول بالعادم مع إغلاق طرفه البعيد، ويُضبط طوله على ربع طول موجة التردد المسبب للمشكلة بحيث تعود الموجة المنعكسة بنصف طول موجة خارج الطور وتلغيها. يؤدي رنان هيلمهولتز نفس الوظيفة باستخدام علبة مغلقة وأنبوب توصيل أصغر، يتم ضبطه عن طريق قطر الموصل وطوله وحجم العلبة - وهو أكثر إحكامًا، ولكنه أكثر تعقيدًا في الحساب. الطريقة بسيطة: قياس التردد بدلًا من التخمين، باستخدام تطبيق طيفي أثناء القيادة بسرعة دوران المحرك التي يحدث عندها صوت الطنين. في إحدى التجارب الموثقة، كان صوت الطنين يتراوح بين 100 و125 هرتز عند 2500 دورة في الدقيقة، الأمر الذي كان سيتطلب أنبوب ربع موجة بطول حوالي 28 بوصة. أدى تركيب رنان هيلمهولتز إلى تحويل صوت السيارة من صداع شبه فوري إلى طنين خفيف مقبول. هناك تفصيلان عمليان: الموقع على طول الأنبوب ليس حاسماً، لكن ضبطه يعتمد على درجة الحرارة لأنه يعتمد على سرعة الصوت - وبما أن هذه الرنانات لا تنقل غازات العادم، فإنها تعمل بدرجة حرارة أقل بكثير من الغاز، حيث تتراوح درجة حرارتها بين 90 و110 درجة فهرنهايت أثناء القيادة بهذه السيارة.

تحدد شركة Fupower الحدود، بما في ذلك الحدود القانونية الخاصة بالسيارات اليابانية. يُعدّ كلٌّ من عمق الصوت والامتثال لمعايير الضوضاء مسألتين منفصلتين، ويتم تطبيقهما في اليابان: إذ يتطلب تركيب كاتم صوت غير أصلي إعادة فحص السيارة وفقًا لنظام الفحص الإلزامي، والعلامة العملية التي يتحقق منها المشترون هي لوحة JASMA، التي تشير إلى أن كاتم الصوت قد تم اختباره وتسجيله وفقًا لمعيار صوت كاتمات الصوت الرياضية الخاص بالجمعية. قد يُباع جزءٌ لا يحمل هذه العلامة، ولكن لا ينبغي افتراض اجتيازه الفحص. في أماكن أخرى، تُطبّق قوانين الضوضاء المحلية، وأي تغيير يُزيل معدات الانبعاثات يُثير مسألة امتثال منفصلة تمامًا. من المتوقع ألا تنشر Fupower بيانات الديسيبل أو التردد لأنظمتها، لأن الصوت المقاس يعتمد على المحرك، ومجمع العادم، والشاحن التوربيني، وقطر الأنبوب، وحالة حشوة كاتم الصوت، ومسافة وزاوية القياس - فقد يبدو النظام الذي يُصدر صوتًا عميقًا على محرك سداسي الأسطوانات مزعجًا على محرك رباعي الأسطوانات صغير، وتتدهور الحشوة بمرور الوقت، لذا يصبح أي نظام أعلى صوتًا وأكثر حدة مع تقدمه في العمر. وأخيرًا، الحد الأقصى الصادق: يمكنك جعل صوت المحرك أعمق وأنقى وأكثر تحكمًا، لكن لا يمكنك جعله يبدو كصوت محرك مختلف.

انطلاقاً من منشأة إنتاج متطورة في شنغهاي، تقدم شركة Fupower خدمات تطوير OEM/ODM كاملة، وخدمات العلامات التجارية الخاصة مع علامات تجارية ليزرية مخصصة، وخدمات لوجستية عالمية موثوقة.