HEAD助力聲品質--Porsche好聲音

他們的工作,就是讓 Porsche 發出 Porsche 的聲音。我們此次專程拜訪了位於魏斯阿赫研發中心聲音實驗室的聲效大師們。

這是一個特殊的聲音實驗室。牆壁鋪設了灰色的楔型隔音材料,房間中央的滾動試驗檯上停放著一輛桃紅木金屬色的 911,其前方設定有一臺看上去就像是超大型麥克風的聲音相機。這就是 Porsche 聲效設計師們的舞臺。

魏斯阿赫聲音實驗室的“總指揮”伯恩哈特•費弗林博士(Dr。 Bernhard Pfäfflin)主管振動技術和聲音研發部,Porsche 聲效的研發正是由他和他的團隊負責。在這個半消聲實驗室內,發聲源發出的聲響不會產生迴音。所記錄下來的資料會儲存在數採中。

HEAD助力聲品質--Porsche好聲音

聲效主管伯恩哈特•費弗林博士可以清晰地分辨出 911 發出的聲音

水平對置發動機尖銳的吸氣聲、漸強的氣門聲,還有排氣裝置發出的轟鳴聲,這些聲跡都可以透過電腦混合在一起,並重新進行調音,就像在音樂工作室錄音一樣。每當有新款車型推出,在原型車測試之前,聲效專家們就知道它該如何發聲。如今的噪音規範越來越嚴格,汽車的聲效必須不斷地進行改良。對他們來說,最大的挑戰在於如何在保證低水平的汽車外部噪聲的同時,使內部的聲音能清楚地反映 Porsche 驅動裝置的工作狀態。為此,魏斯阿赫的聲效工程師們奉獻著他們的全部熱情與才華。

其實聲效設計(Sound Design)這一說法還是有一定的誤導性。因為人們會認為汽車發出的聲音是可以設計的,甚至能像樂隊一樣演奏。然而,Porsche 發動機發出的音樂是不能人工合成的,完全來自原聲。費弗林博士強調說:“我們要做的是如何將現有的聲音更好地體現出它的優點。對於那些能夠代表發動機特性的聲音,我們就會適當地加以強化,或者過濾掉一部分,比如那種破壞整體和諧的尖銳高音。”

那部由德國著名物理學家赫爾曼•路德維希•費迪南德•馮•亥姆霍茲(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz)在 150 多年前創作的聲學鉅作至今影響甚大,在聲效專家中間流傳著這樣一句話:“掌握了亥姆霍茲,就能夠掌控聲音”。多年來,亥姆霍茲共鳴器幫助每一輛 Porsche 找到了屬於自己的好聲音。亥姆霍茲共鳴器是進氣系統中的小盒子,它可以透過電控活門,根據負載和轉數變化來改變聲音,原理和薩克斯風上的按鍵相似。但有一條鐵律絕不容觸犯,那就是既不能以降低效能和扭矩為代價,也不能增加車重。“這是 Porsche 的一貫原則。當然,好的聲效非常重要,但效能永遠是排在第一位的”,費弗林博士解釋道。

HEAD助力聲品質--Porsche好聲音

為了避免記錄聲音的過程中受到其他噪音的影響,隔音牆壁可以吸收雜音

另外,還有一個系統對工程師們模擬不同場景的聲音幫助很大,那就是聲浪傳導系統。它不能簡單被理解為一個擴音器,而更像是一個聲浪導管,它由一根塑膠導管與氣密的膜片組成。導管與進氣歧管相連,從而將發動機艙的聲浪傳到駕駛艙內。很多駕駛者對聲音的喜好不同,現在,他們可以透過閥門和作用原理類似人類鼓膜的膜片來選擇適合自己的聲音。

在實際操作中,當駕駛者按下中間底槽上的 Sport 按鍵時,變速箱、發動機和底盤就會立即做出反應,聲浪傳導系統和亥姆霍茲共鳴器的閥門也會全部開啟。這樣一來,駕駛者就能享受到加強版的 Porsche 聲音。如果想要安靜一些,駕駛者可以轉換到舒適模式,這樣在行駛中車內就會變得非常安靜。

聲效的品質從一方面可以提升駕駛樂趣,另一方面還能更好、更直接地感覺到汽車此時的狀態,比如驅動、加速度和車速等特性,而最關鍵的點在於精準的記錄分離、強化與合成聲效品質。費弗林博士也認為這很重要:“駕駛者能夠更清楚地瞭解汽車的行駛狀態。尤其是 Porsche的加速和制動效能非常出色,因此汽車的驅動狀態變化會非常快。此時,我們專門研發的聲效就可以幫助駕駛者做出判斷,從而進行準確的操作。”

HEAD助力聲品質--Porsche好聲音

來自HEAD acoustics的專業人工頭資料採集系統用於聲品質分析

這樣一來,駕駛者就能夠對諸如汽車的加速度如何這樣的問題了然於胸了。一輛過於安靜的汽車,我們聲效工程師把它稱為“分離”,可能會導致駕駛者低估車速。這就是為什麼很多駕駛者在車速已經達到 200 km/h 時仍然感覺速度很慢。這不僅有超速的風險,在汽車駛離高速公路進入岔口時,彎道通常都比較窄,這時如果車速過快會很危險。因此,如果有輔助提示,那麼對駕駛者預判車速就要容易得多。而對於高度“分離”的安靜汽車,駕駛者只能依靠儀表盤上的抽象訊號來判斷車速,從而容易導致對車速的解讀錯誤。

聲效工程師的主要工作之一就是要過濾混亂的噪音。伯恩哈特•穆勒(Bernd Müller)是 Carrera 車系的聲效設計師,他介紹說:“誇張一點兒說,一臺發動機的聲音在初始階段就像好幾臺機油泵同時工作一樣。”Porsche 有各種不同型號的發動機,它們在原型車階段就已經能夠唱出悅耳的歌聲了,聽起來是那麼的和諧。“對我們來說,就是要過濾掉那些影響駕駛感受的噪音。”

HEAD助力聲品質--Porsche好聲音

副駕駛人工頭更加精準地模擬車內真人的人耳聽覺系統並記錄聲音

舉個例子,如果想要氣門推杆驅動的聲音變小,聲效專家們研發了一種波紋狀的氣門蓋。另外,轉向裝置的伺服電動機、空調、雨刷器驅動等,都與行駛中汽車的操控無關,所以應儘可能減小它們的聲音。

這也就不難猜測,為什麼後置和中置發動機的 911 車系以及 Boxster/Cayman 對聲效專家們來說要比前置發動機車型更容易處理。專家們改變了水平對置發動機原本尖銳的聲音,使其聽上去更加動感,頗有一點賽車的味道。“Cayenne、Panamera 還有 Macan,這幾款車型的發動機和駕駛者之間的距離比較遠。但我們的工作原則始終不變,就是要讓駕駛者聽到發動機的狀態。所以我們有一句座右銘:如果駕駛者能更好、更清楚地感受到發動機的運轉情況,駕駛就會變得更輕鬆,更愉快,” 費弗林博士解釋道。

人工合成的聲音以及用擴音器放大驅動的聲音是決不允許的。這就如同德國啤酒釀造純淨法中所規定的那樣,絕對禁止加入人工香精和新增劑,都是一樣的道理。純粹的 Porsche,才是我們所一直追求的。