Во весь голос… Послушайте, как звучат моторы..

Задался вопросом почему американский и европейский V-образный двигатель и дает разные звуки... и нашел статью в нете...
Это большая статья, но интересная.

При тарахтении, которое издает дизельный бус, неудержимо тянет зевнуть, в то время как звук породистого V12 заставляет сердце биться чаще. Что же происходит внутри моторов такое, что так разительно влияет на их звуковые характеристики?

Источник ТУТ с аудио и все такое.

Вы и сами не раз оборачивались вслед пролетающему мимо на высоких оборотах мощному авто. Он обращал на себя внимание, еще не появившись в поле зрения — интересный, захватывающий, громкий звук выдавал его приближение. А многие автовладельцы и с закрытыми глазами узнают свою машину по звуку. Как же так получается, что столь неестественная (для многих даже пугающая) вещь, как звук автомобильного двигателя, может вызывать самые разные эмоции — от одобрительного кивка до снисходительной ухмылки?

Стоит сказать, что не только автогонщики и механики признаются в том, что их завораживают голоса различных моторов. Один из величайших дирижеров 20 века Герберт фон Караян (кстати, заядлый автомобилист), до глубины души потрясенный звуком своей Ferrari, написал в письме Энцо Феррари: «Когда звучат Ваши 12 цилиндров, я слышу такую звуковую гармонию, которую не воспроизвести ни одному дирижеру ни с одним оркестром».

Когда мы говорим, что у машины свой голос, мы не сильно грешим против истины. И наши голосовые связки, и моторы издают звуки похожим образом. Наш речевой аппарат и двигатель внутреннего сгорания являются тем, что физики называют генератором импульсной последовательности. Что это значит? Разберемся по порядку...

Звук — это по сути колебания воздуха под давлением, то есть волны. Одна такая идеальная волна сочетает в себе подъемы до определенного уровня с последующими симметричными падениями до такого же уровня, но со знаком минус. Частота — это определение того, сколько таких импульсов происходит в секунду. Измеряется она в Герцах (Гц). Больше импульсов в секунду — выше частота — более высокий по тональности звук.

Наши голосовые связки издают звуки в форме множества последовательных щелчков, каждый из которых и является тем самым импульсом. Взрывы в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания являются такими же импульсами. Для большей наглядности возьмите расческу и проведите пальцем по ее зубцам. Если делать это медленно, то каждый из зубцов будет издавать отдельный щелкающий звук. Но если сделать это быстро, то всё сольется в одно жужжание — в звук одной тональности. Теперь проходя мимо различных заведенных машин, вы будете понимать, что они делают по сути то же самое, издавая определенное количество отдельных звуков в секунду, которые сливаются в один постоянный тон.

В четырехтактном двигателе (а двигатели в подавляющем большинстве машин именно четырехтактные) за каждые два оборота коленвала один отдельно взятый поршень идет вверх и вниз дважды, но взрыв в этом цилиндре происходит всего один раз — мы получаем один звуковой импульс. Чем больше в двигателе цилиндров, тем больше взрывов происходит за один оборот коленвала. Это означает более высокую частоту, т.е. более пронзительный звук. Например, в четырехцилиндровом двигателе за каждый оборот коленвала произойдут взрывы в двух цилиндрах. В восьмицилиндровом моторе — четыре взрыва. Идея понята, но что это означает на практике?

Если мы возьмем, скажем, BMW с мотором M62 (4.4 литра V8), заведем и оставим работать на холостых, то пока мотор не прогреется, холостые обороты будут где-то в районе 960 об/мин. Учитывая, что при каждом обороте в восьмицилиндровом двигателе происходит 4 взрыва, то всего получается 3840 взрывов в минуту. А это 64 взрыва в секунду. Другими словами, мы имеем звук с частотой 64Гц. Если рядом при этом поставить синтезатор и начать извлекать из него низкие звуки, стараясь попасть в тональность работающего двигателя, то окажется, что очень близко будет звучать нота си-бемоль, которая сама резонирует на частоте в 64Гц.

Так это происходит в идеальной ситуации, но в реальной жизни к чистому звуку мотора примешивается еще множество сопутствующих накладывающихся шумов. Если взять, например, восьмицилиндровую Audi, то она будет отличаться равномерным и не слишком эмоциональным звуком во всем диапазоне оборотов. И в то же время я прекрасно помню, как начинает сосать под ложечкой, когда заводишь старый американский Корвет. Да, его мотор и близко не такой технологичный и производительный, как у новой Audi, но у него очень волнующий неровный рокот, который может перейти в храп или гортанный рев. Когда он заводится, то издает такой рык, что кажется будто проснулось большое доисторическое животное. Вокруг срабатывают сигнализации, разбегаются домашние животные, птицы чуть ли не падают на землю, и мамаши от греха подальше прячут своих детей...

Откуда такая разница? Давайте посмотрим, как именно работают различные моторы. На тональности еще сказывается то, насколько равномерно и поочередно происходит зажигание в каждом из восьми цилиндров. Одним из самых важных конструктивных отличий американского V8 от европейского является конфигурация коленвала. Американские моторы используют коленвалы, шейки которых расположены в поперечной плоскости друг к другу,

в то время как на большинстве европейских моторов 8-цилиндровое колено выглядит вот так.

Европейский мотор за счет этого издает более ровный звук — по сути как два четырехцилиндровых мотора, работающих в унисон. Американские же моторы не могут этим похвастаться, но их ассиметричная работа как раз и служит источником «рваного», но очень запоминающегося булькающего низкого рыка.

Еще одним примером, где конструктивные особенности создают неповторимое звучание, является Harley Davidson. Любой байкер без труда узнает «Харлей» на слух. В его 90-градусном V2 поршни соединены особой системой из двух шатунов.

Эта нетрадиционная конструкция не позволяет взрывам происходить через равные промежутки времени . И вместо обычного «пут-пут-пут-пут-пут» мы слышим «п-пут — п-пут — п-пут — п-пут». На высоких оборотах этот эффект несколько сглаживается, но при этом «Харлей» значительно отличается по тембру от всех остальных. Harley Davidson стоило бы, пожалуй, даже запатентовать эти свои особые акустические свойства.
Так по этой ли причине Корветы отличаются своим характерным урчанием от других, более совершенных моторов? Лишь отчасти, так как есть еще ряд факторов. Для наиболее эффективной подачи топлива и, как следствие, стабильной работы двигателя производители стараются рассчитывать наиболее симметричный порядок работы цилиндров. Однако это, казалось бы, универсальное правило не всегда выполняется. В тех же Корветах цилиндры в левом блоке имеют номера 1,3,5,7 и соответственно 2,4,6,8 — в правом.

При этом порядок работы следующий: 1,8,4,3,6,5,7,2. Такое «перескакивание» через два цилиндра в обоих блоках приводит к тому, что в каждом из выпускных коллекторов формируется более низкий звук (меньше взрывов в секунду — ниже частота — ниже звук). Это-то и рождает тот самый «фирменный» звук, который с 55 года покоряет сердца по всему миру.

Получается, что в американских моторах с раздвоенным выхлопом мы получаем неравномерный звук в каждой из труб. Для придания этому звуку большей гармонии два выпускных тракта нужно свести в один, как в некоторых модификациях Dodge Viper. Однако стоит сказать, что термин «гармония» здесь весьма относителен, так как это не то слово, которым можно охарактеризовать работу этого 10-цилиндрового монстра, от которой сотрясается вся машина. От этого звука, кажется, вянут цветы.
К слову, той же «неровностью» обладают и современные четырехцилиндровые оппозитные моторы Subaru. Сегодня в засилье безликих моторов на улицах наших городов эти автомобили продолжают выделяться своим низким переливчатым голосом. В этих двигателях срабатывают сначала два цилиндра с одной стороны, затем два со второй. Это дает звуковую картину в виде «взрыв-взрыв-пауза-пауза» в каждом из выпускных коллекторов. Если вспомнить про то, что количество взрывов в секунду равняется частоте звучания двигателя, то такой расклад приводит к тому, что и правый и левый выхлоп издает урчание в два раза ниже по частоте, чем давала бы одна выхлопная труба. Если говорить музыкальными терминами, то такой звук выхлопа у Subaru на одну октаву ниже, чем у любого другого четырехцилиндрового мотора.

А вот в рядных «шестерках», например у BMW, с практически идеально сбалансированным коленвалом и продуманной геометрией выпуска, получается специфический четкий лай. Так же себя ведут и традиционные 6-цилиднровые оппозиты от Porsche, только там к звуку самого мотора примешивается еще «говор» клапанов и распредвалов — у этих моторов охлаждение происходит за счет воздуха и поэтому у них нет рубашки жидкостного охлаждения, которая обычно имеет эффект акустической изоляции. И оба эти мотора на высоких оборотах начинают по-настоящему петь, вызывая широкую улыбку на лице их владельцев.

Но если рядная шестерка конструктивно практически идеальна, то что же говорить о двух таких шестерках, соединенных в один двигатель? Да, как бы там ни было, а наилучшими вокальными данными обладают V12. Они звучат на порядок гармоничнее и громче всех остальных, а V-образная конфигурация позволяет им крутиться до очень высокого порога, добираясь до такого диапазона частот, который вполне сопоставим с человеческим пением.
Если вы помните, как звучали машины в Formula 1 еще несколько лет назад, когда по регламенту моторы были именно 12-цилиндровыми, то вы без труда поймете, о чем речь. Болид проносится по туннелю в Монако, его пронзительный протяжный вой отражается от бетонных стен и разносится по городу при выходе машины на набережную.... Эта знаковая звуковая дорожка является неотъемлемой частью этого многогранного действа, называемого автогонками.
Но и это еще не все. Впуск тоже оказывает значительное влияние на общее звучание машины. Любой карбюраторный мотор звучит более интересно и индивидуально, чем инжектор. Даже сейчас по городу ездит множество «Газелей» и «Волг», которые обязаны именно карбюраторам своим убогим, но выделяющимся звуком. Что же касается современных инжекторных моторов, то установка хороших фильтров пониженного сопротивления придает тонкий свист, украшающий общую звуковую палитру. А в больших двигателях множество закрывающихся и открывающихся впускных клапанов может дать звучащую ноту ля во впускной коллекторе. Так что не удивительно, что дирижеры отдают должное гармонично звучащим многоцилиндровым машинам.

Множество факторов, влияющих на плавность работы двигателя (качество топлива и масла, температура воздуха, работа электроники и т.д.), а также примешивание к чистому звуку мотора резонанса впуска, выпуска, шелеста клапанов, жужжания ремней, низкого гула коробки и редуктора — всё это придает индивидуальность и неповторимость звучания каждой отдельно взятой машине. Так что моторы действительно могут вести себя так же, как люди и животные — они могут петь, кричать, шептать, рычать, лаять, завывать и утробно реветь...

И напоследок, перечислим некоторые вещи, которые благотворно влияют на звук вашего авто

* Элементы выпускной системы бОльшего диаметра дают прекрасный резонанс. Главное при этом понимать, что сами по себе они звук не создают, а лишь правильно акцентируют звук мотора. Поэтому добиться гордого звучания от чахлого мотора при помощи банки-«прямотока», купленной на авторынке, никак не выйдет. Будет громко, но толку-то? Из ничего породистого звука извлечь не получится. Именно поэтому настоящие прямоточные выхлопные системы стоят в десять раз дороже.
* Большее количество цилиндров в одном и том же объеме дают более богатый «голос» мотора. 3.0 V8 от BMW звучит на порядок солиднее рядной 3-литровой «шестерки».
* При установке в процессе тюнинга более производительных клапанов и распредвалов звук двигателя становится прозрачнее и ярче.
* Системы нагнетания... При том, что свист турбины, накладывающийся на звучание бензинового мотора, несомненно ласкает слух, звуковой эффект от компрессора намного богаче. Послушайте любой компрессорный Mercedes...
* Ну и проезжая через арку, тоннель или под мостом, не поленитесь переключиться на одну-две передачи вниз — многократно отраженный от стенок звук вашей машины несомненно поднимет вам настроение.