Fordin kuiskausstrategia: näin autoista tehdään hiljaisempia

Hiljainen matkustamo on noussut yhdeksi auton tärkeimmistä mukavuustekijöistä. Siinä missä vanhojen autojen matkustajien oli korotettava ääntään tietyillä nopeuksilla, nykyautossa keskustelu ja musiikin kuuntelu onnistuvat vaivatta myös pienellä äänenvoimakkuudella.

Taustalla on vuosikymmenten työ moottorin, renkaiden ja ilmavirran synnyttämän melun vaimentamiseksi. Ford tiivisti oman lähestymistapansa niin sanottuun kuiskausstrategiaan, jonka se esitteli vuonna 2020 uuden Kuga-mallin yhteydessä. Kyse ei ole yhdestä tempusta vaan kymmenistä pienistä parannuksista, joiden yhteisvaikutus tekee ajamisesta rauhallisempaa ja vähemmän väsyttävää. Tässä artikkelissa käymme läpi, mistä auton melu syntyy, miten sitä vaimennetaan ja kuinka paljon hiljaisempia autot ovat nykyään kuin aiemmin.

Mitä Fordin kuiskausstrategia tarkoittaa?

Kuiskausstrategia on Fordin nimitys kokonaisvaltaiselle melunvaimennukselle, jossa jokaista äänen lähdettä käsitellään erikseen alustasta ovien tiivisteisiin asti. Yksittäinen muutos voi vaikuttaa pieneltä, mutta kun kymmeniä tällaisia parannuksia yhdistetään, matkustamon äänitaso laskee selvästi.

Autoalalla ilmiöstä käytetään lyhennettä NVH, joka tulee englannin sanoista Noise, Vibration and Harshness eli melu, tärinä ja epämiellyttävät äänet. NVH-insinöörien tehtävä on tunnistaa, mistä häiritsevät äänet syntyvät ja miten ne saadaan joko estettyä, imeytettyä tai vaimennettua ennen kuin ne kantautuvat matkustajien korviin. Fordin mukaan kuiskausstrategian tavoitteena oli tehdä uudesta Kugasta yksi merkin hiljaisimmista malleista.

Mistä auton melu syntyy?

Auton sisämelu koostuu kolmesta pääasiallisesta lähteestä: renkaista, ilmavirrasta ja voimanlähteestä. Kaupunkinopeuksilla ja sähköajossa korostuu erityisesti rengasmelu, kun taas suuremmilla nopeuksilla tuulen eli ilmavirran osuus kasvaa.

Rengas- ja tiemelu

Rengasmelu syntyy, kun rengas pyörii tienpintaa vasten ja renkaan kuviot sekä ilmataskut synnyttävät ääntä. Osa äänestä kantautuu runkoa pitkin matkustamoon ja osa ilmateitse pyöräkoteloiden kautta. Tiepinta vaikuttaa merkittävästi: karkea asfaltti tuottaa selvästi enemmän meteliä kuin sileä päällyste.

Tuuli- eli aerodynaaminen melu

Tuulimelu johtuu ilman virtauksesta auton pintojen, peilien, pilareiden ja ikkunoiden saumojen ympärillä. Mitä suurempi nopeus, sitä voimakkaampi on aerodynaaminen melu. Tiiviit tiivisteet ja huolellisesti muotoillut yksityiskohdat vähentävät sitä.

Moottori- ja voimalinjamelu

Polttomoottori synnyttää ääntä palotapahtumasta, pakokaasuista ja mekaanisesta liikkeestä. Sähkö- ja hybridiautoissa tämä lähde on hiljainen tai poissa, jolloin muut äänet erottuvat paremmin. Siksi hiljaisissa voimalinjoissa rengas- ja tuulimelun vaimennus korostuu entisestään.

Näin Ford vaimensi melua Kugassa

Ford kohdisti kuiskausstrategiassa toimenpiteitä jokaiseen edellä mainittuun melulähteeseen. Keskeiset keinot olivat seuraavat:

• Rei’itetyt istuimet: Kuga Vignalen nahkaistuimiin lisätty perforointi vähensi matkustamon tasaisten pintojen määrää, jolloin ääni imeytyi istuimiin sen sijaan, että se olisi kimmonnut takaisin.
• Pohjan äänenohjaimet: Korin alle asennetut aerodynaamisesti muotoillut suojat rajoittavat renkaista ja tuulesta syntyvän äänen pääsyä matkustamoon.
• Akustinen laminoitu lasi: Tuulilasissa ja etusivuikkunoissa käytettiin ääntä vaimentavaa laminoitua lasia, joka hillitsee korkeataajuista melua.
• Kapeammat johtokanavat: Paneelien taakse sijoitetut, auton osien välillä kulkevat johtokanavat tehtiin pienemmiksi ja kapeammiksi, mikä rajoittaa korin sisällä kulkevaa ilmavirtaa ja sen tuottamaa ääntä.
• Tarkkaan valitut renkaat: Ford testasi kahden vuoden aikana yli 70 rengasta eri pinnoilla pehmeästä asfaltista karkeaan betoniin ja mukulakiviin, märällä ja kuivalla kelillä sekä eri nopeuksilla. Tavoitteena oli löytää rengas, jossa melu on mahdollisimman pieni mutta ajomukavuus ja pito pysyvät korkeina.

Renkaiden osuus on kokonaisuudessa suuri, sillä rengas on ainoa osa, joka on jatkuvasti kosketuksissa tiehen. Renkaan laatu ja kunto vaikuttavat melun lisäksi turvallisuuteen ja kulutukseen, mistä kerrotaan tarkemmin jutussa laaturenkaiden hyödyistä. Myös renkaiden teknologia kehittyy, ja osa valmistajista panostaa nyt sensoreilla varustettuihin älyrenkaisiin.

Sähköajon hiljaisuus ja aktiivinen vastamelu

Kaikkein hiljaisin Kuga on ladattavana hybridinä sähköajossa. Kuga-lataushybridissä (PHEV) yhdistyvät bensiinimoottori, sähkömoottori, generaattori ja 14,4 kWh:n litiumioniakku, minkä ansiosta autolla voi ajaa lyhyitä matkoja päästöttömästi ja hiljaisesti pelkällä sähköllä. Lataushybridin toimintaperiaate muistuttaa muiden merkkien vastaavia malleja, kuten koeajettua Volkswagen Passat GTE -lataushybridiä, jossa yhdistyvät samalla tavalla poltto- ja sähkövoima.

Niin sanotussa EV Now -ajotilassa bensiinimoottori sammuu ja auto kulkee pelkällä akulla ja sähkömoottorilla. Fordin testeissä matkustamon tiemelu laski tällöin vain 52 desibeliin (dB(A)), mitä Ford vertaa hiljaisen vesisateen äänenvoimakkuuteen. Kun kiinnostus sähköiseen ajoon kasvaa, kannattaa tutustua myös siihen, mitä sähköautossa tulee huomioida.

Voimalinjan lisäksi parhaissa varustetasoissa on käytettävissä aktiivinen vastamelujärjestelmä (Active Noise Cancellation, ANC). Se toimii samaan tapaan kuin vastamelukuulokkeet: kattoverhoiluun sijoitetut mikrofonit tunnistavat ei-toivotut matalataajuiset äänet, ja järjestelmä tuottaa niille vastakkaiset ääniaallot B&O-äänentoistojärjestelmän kaiuttimien kautta, jolloin äänet kumoutuvat. Kuga Vignalessa järjestelmä kuului ladattavassa hybridissä ja osassa dieselmalleja vakiovarusteisiin.

Kuinka paljon hiljaisempia autot ovat kuin ennen?

Autot ovat vaimentuneet huomattavasti vuosikymmenten saatossa. Ford teki epävirallisen vertailun, jossa mitattiin eri sukupolvien mallien matkustamon korkein äänitaso noin 50 km/h nopeudella. Manuaalivaihteisilla autoilla mittaus tehtiin kolmannella vaihteella.

Tulosten mukaan vuoden 2020 Kuga-lataushybridin sisämelu oli huipussaan 69,3 dB(A), kun vuoden 1966 Ford Angliassa vastaava luku oli 89,4 dB(A). Ero on noin 20 desibeliä. Koska useimmat ihmiset kokevat äänenvoimakkuuden kaksinkertaistuvan noin 10 desibelin nousulla, Fordin mukaan Kugan matkustaja kokee äänitason noin neljäsosaksi siitä, mitä isovanhemmat kokivat vanhassa Angliassa.

On huomattava, että kyse oli Fordin omasta epävirallisesta testistä. Tulokset voivat poiketa kontrolloiduissa ympäristöissä tai laboratoriossa kalibroidulla laitteistolla tehtyjen mittausten tuloksista, joten lukuja kannattaa pitää suuntaa antavina.

Mitä desibelit tarkoittavat käytännössä?

Desibeli (dB) on äänenpainetason yksikkö, ja merkintä dB(A) tarkoittaa, että mittaus on painotettu ihmiskorvan herkkyyttä vastaavasti. Asteikko on logaritminen, joten pienikin numeroiden muutos vastaa suurta eroa kuullussa voimakkuudessa.

Seuraavat esimerkit auttavat hahmottamaan matkustamon lukemia:

• 40–50 dB: hiljainen koti tai kirjasto, kuiskaus.
• 52 dB: hiljainen vesisade – tähän Ford vertaa sähköajon tiemelua.
• 60–70 dB: normaali keskustelu ja tavanomainen matkustamon melu maantienopeudessa.
• 80–90 dB: vilkas liikenne tai pölynimuri – tällä tasolla pitkä altistus alkaa rasittaa.

Noin 10 desibelin ero koetaan yleisesti äänenvoimakkuuden kaksinkertaistumisena tai puolittumisena. Siksi muutaman desibelin vaimennuskin tuntuu matkustamossa selvästi.

Miksi hiljainen matkustamo on tärkeä?

Hiljainen matkustamo ei ole pelkkä mukavuusseikka vaan vaikuttaa myös jaksamiseen ja turvallisuuteen. Jatkuva melu kuormittaa, nostaa stressitasoa ja lisää väsymystä pitkillä matkoilla, mikä voi heikentää keskittymistä rattiin.

Matalampi äänitaso helpottaa keskustelua ja navigaattorin ohjeiden kuulemista sekä tekee musiikin kuuntelusta miellyttävämpää pienemmälläkin äänenvoimakkuudella. Vireystilan säilyminen korostuu etenkin pimeällä ja liukkaalla kelillä ajettaessa – aiheesta on koottu vinkkejä juttuun turvallisesta syysajosta. Äänimaailmalla on autossa muutenkin aiempaa suurempi rooli, mistä kerrotaan artikkelissa äänen roolista ajamisessa.

Yleisimmät väärinkäsitykset melunvaimennuksesta

Melunvaimennukseen liittyy useita harhaluuloja, jotka kannattaa oikaista ennen auton valintaa tai renkaiden hankintaa.

• ”Sähköauto on täysin äänetön.” Voimalinja on hiljainen, mutta rengas- ja tuulimelu jäävät jäljelle. Suuremmilla nopeuksilla sähköauto ei välttämättä ole polttomoottoriautoa hiljaisempi.
• ”Aktiivinen vastamelu poistaa kaiken melun.” Järjestelmä vaimentaa lähinnä matalataajuista jyrinää. Korkeataajuiseen rengas- ja tuulimeluun tarvitaan edelleen eristystä, tiivisteitä ja oikeita renkaita.
• ”Kalliimpi rengas on aina hiljaisempi.” Melutaso riippuu renkaan tyypistä, kuviosta ja koosta sekä tienpinnasta. Rengasvalinta on aina kompromissi melun, pidon, mukavuuden ja kulutuksen välillä.
• ”Suuret vanteet ja matalaprofiiliset renkaat eivät vaikuta ääneen.” Suuremmat vanteet ja matalampi profiili siirtävät usein enemmän tärinää ja ääntä koriin, mikä voi lisätä sisämelua.
• ”Melunvaimennus on vain kuljettajan mieltymys.” Pitkäkestoinen melu vaikuttaa vireyteen ja väsymykseen, joten sillä on yhteys myös turvalliseen ajamiseen.

Mitä hiljaista autoa etsivän kannattaa huomioida?

Matkustamon hiljaisuus kannattaa arvioida itse koeajolla, sillä se on monen tekijän summa eikä näy teknisistä tiedoista. Seuraavat asiat auttavat vertailussa:

• Aja useilla nopeuksilla ja eri tienpinnoilla: hiljainen auto taajamassa voi olla meluisa karkealla maantiellä, joten testaa sekä kaupunki- että maantienopeudet.
• Kuuntele erikseen rengas-, tuuli- ja moottorimelua: näin hahmotat, mistä mahdollinen häiritsevä ääni syntyy ja voiko siihen vaikuttaa esimerkiksi rengasvalinnalla.
• Tarkista varustelistasta melua vähentävät ratkaisut: akustinen laminoitu lasi, aktiivinen vastamelu ja laadukas ääneneristys löytyvät usein vain korkeammista varustetasoista.
• Huomioi rengas- ja vannekoko: suuret vanteet ja matalaprofiiliset renkaat näyttävät usein näyttävämmiltä mutta voivat lisätä sisämelua ja tärinää.
• Muista oma käyttö: paljon kaupungissa sähköllä ajavalle lataushybridi tai sähköauto on usein hiljaisin vaihtoehto, kun taas paljon maantietä ajavalle korostuu tuuli- ja rengasmelun vaimennus.

Hiljaisuus on siis aina kokonaisuus, johon vaikuttavat auton rakenne, voimalinja, renkaat ja jopa oma ajotapa. Yksikään yksittäinen ominaisuus ei ratkaise sitä kokonaan.

Ford Kuga -lataushybridin keskeiset tiedot

Ford ilmoitti Kuga-lataushybridille lanseerausvaiheessa (WLTP-mittaus, 2020) seuraavat lukemat: polttoaineenkulutus alkaen noin 1,4 l/100 km, CO2-päästöt alkaen noin 32 g/km ja sähköinen toimintamatka noin 56 km. Luvut perustuvat yhdenmukaistettuun kevyiden ajoneuvojen testimenetelmään (WLTP), joka mahdollistaa vertailun eri ajoneuvojen välillä.

On hyvä muistaa, että lataushybridin todellinen kulutus ja sähköinen toimintamatka riippuvat voimakkaasti ajotavasta, lämpötilasta ja siitä, kuinka usein akku ladataan. Ilmoitetut arvot ovat tyyppihyväksynnän lukemia, eivät takuu käytännön kulutuksesta. Myöhemmät vuosimallit ja uudistettu Kuga ovat tuoneet päivitettyjä teho- ja päästölukuja, joten tarkista aina kyseisen vuosimallin ja varustetason viralliset tiedot ennen ostopäätöstä.

Usein kysytyt kysymykset (FAQ)

Mikä on Fordin kuiskausstrategia?

Kuiskausstrategia on Fordin nimitys melunvaimennukselle, jossa kymmenet pienet toimenpiteet alustasta istuimiin ja renkaisiin yhdistetään. Niiden yhteisvaikutus tekee matkustamosta selvästi hiljaisemman.

Kuinka hiljainen Ford Kuga -lataushybridi on?

Fordin epävirallisessa testissä Kuga-lataushybridin matkustamon korkein äänitaso oli noin 69 dB(A) 50 km/h nopeudella. Sähköajossa EV Now -tilassa tiemelu laski 52 desibeliin, mitä verrataan hiljaiseen vesisateeseen.

Miten aktiivinen vastamelujärjestelmä toimii?

Kattoverhoiluun sijoitetut mikrofonit tunnistavat matalataajuisen melun, ja järjestelmä tuottaa sille vastakkaiset ääniaallot äänentoistojärjestelmän kaiuttimien kautta. Vastakkaiset aallot kumoavat osan äänestä, kuten vastamelukuulokkeissa.

Ovatko sähkö- ja hybridiautot aina hiljaisempia?

Voimalinja on hiljaisempi tai äänetön, joten kaupunkinopeuksilla ero on selvä. Suuremmilla nopeuksilla rengas- ja tuulimelu kuitenkin korostuvat, eikä sähköauto ole silloin välttämättä polttomoottoriautoa hiljaisempi.

Voiko auton melua vähentää itse?

Kyllä. Hyväkuntoiset ja melutasoltaan hiljaiset renkaat, oikea rengaspaine, ehjät ovitiivisteet ja tavaroiden kiinnittäminen vähentävät matkustamon ääniä. Suurin osa vaimennuksesta on kuitenkin suunniteltu jo auton rakenteeseen.