Para muchos clientes, la acústica es una parte significativa de la fascinación de un coche deportivo, y la puesta a punto del sonido desempeña un papel correspondientemente importante para los desarrolladores del vehículo. Mientras que el BMW M3 en sus cuatro primeras generaciones siempre se basó en motores atmosféricos de altas revoluciones con cuatro, seis u ocho cilindros, la quinta generación abre nuevos caminos.
Los retos a los que se enfrentaron los diseñadores de sonido en torno a Rainer Drees y los medios que utilizaron para afinar el sonido final del motor turbo de seis cilindros en línea S55 se aclaran en la detallada entrevista.
Sr. Drees, ¿cuál es su tarea?
Rainer Drees: Soy responsable de la acústica de los automóviles M, es decir, de todo lo que oye el conductor y percibe el entorno.
Entre otras cosas, tengo que asegurarme de que nuestros automóviles M suenen auténticos y llenos de carácter y de que cumplamos las distintas normativas sobre ruido exterior que se aplican en todo el mundo. Esto incluye, en particular, el desarrollo de los sistemas de escape.
Hablemos del sonido y del sistema de escape de los nuevos BMW M3 y BMW M4. ¿Cómo debe sonar un automóvil M? ¿Qué significa eso para el sonido de los nuevos BMW M3 y BMW M4?
El claro valor de reconocimiento es importante para un automóvil M. Con su sonido de fuerte carácter, se diferencia de un modelo de BMW AG o de un modelo de la competencia con un concepto de motor similar. Pero el sonido de un BMW M3 y BMW M4 también difiere del de un BMW M5 o BMW M6. El objetivo en este caso era crear un sonido de motor purista y sutil inspirado en las carreras.
El conductor de un BMW M3 o BMW M4 espera un sonido especialmente deportivo por dentro y por fuera. Sin embargo, siempre es importante encontrar el mejor compromiso entre emoción e idoneidad para el uso diario. Un sonido que te encanta a una distancia de 20 km puede ponerte de los nervios después de 200 km.
¿Qué caracteriza el sonido de un motor atmosférico, como el que antes se utilizaba en el ahora sustituido BMW M3?
Un motor atmosférico tiene trayectorias relativamente libres hacia el lado de admisión y hacia el lado de escape. El ruido que el conductor percibe como retroalimentación de la carga acústica en el interior del vehículo procede en pequeña medida de la transmisión del sonido transmitido por la estructura directamente desde el motor, pero en mayor medida de la transmisión del sonido transmitido por el aire directamente desde el conducto de admisión, que sin embargo se atenúa mediante una sección de admisión larga y el filtro de aire. Esta amortiguación puede reducirse aún más en un motor atmosférico utilizando un airbox con una gran aleta y estrangulando así acústicamente la admisión, como se hace, por ejemplo, en el BMW M3 CSL. El efecto acústico resultante es muy positivo.
La situación es similar en el lado de escape del motor atmosférico. Sólo la longitud del tubo de escape y los silenciadores reducen el ruido de combustión procedente del motor.
Un motor atmosférico ofrece un espectro de frecuencias de banda muy ancha que puede utilizarse para el desarrollo acústico. Una amplia gama de revoluciones, muchos cilindros y una gran cilindrada tienen un efecto positivo adicional en este espectro básico disponible.
¿Qué distingue el sonido de un motor turbo del de un motor atmosférico? ¿A qué se debe?
El desarrollo del sonido en un motor turbo es, sin duda, un gran reto para el acústico. En los conductos de admisión y escape, el rodete de un turbocompresor actúa como barrera para los ruidos de admisión y combustión, respectivamente.
El sonido del aire a través de la admisión prácticamente se elimina. Esto se nota inmediatamente en el interior del vehículo. Sólo se mantiene la transmisión del sonido poco pronunciado a través de la estructura.
La situación es similar en el lado de los gases de escape: todos los gases de escape de combustión que fluyen a través de la turbina de gas de escape están extremadamente amortiguados acústicamente. Sólo los flujos de gases de escape que no son necesarios para el turbocompresor y que se conducen más allá del turbocompresor a través de la válvula de descarga permiten una acústica de combustión utilizable. Sin embargo, para lograr la extraordinaria respuesta del motor M TwinPower Turbo de 6 cilindros en línea de los nuevos BMW M3 y BMW M4, se reducen aún más los caudales de gases de escape relevantes desde el punto de vista acústico.
Todo suena bastante complicado…
Quizá el tema se aclare con una comparación: imagine una sala (sala de máquinas) en la que está tocando una orquesta (motor) con muchos instrumentos diferentes. Tocan instrumentos que producen tanto frecuencias bajas como altas, es decir, un ancho de banda consistente o un espectro amplio.
Junto a ella hay una segunda sala separada (habitáculo), que está conectada a la primera con puertas de distintos tamaños (carrocería, conducto de admisión, sistema de escape). Con un motor atmosférico, muchas o la mayoría de estas puertas están abiertas, de modo que yo (como conductor) puedo seguir percibiendo gran parte de la acústica producida en la sala contigua.
Con un motor turbo, ahora hay que imaginarse la mayoría de estas puertas cerradas. Se oye algo -quizá el carácter básico de la música que suena (combustión)-, pero en realidad sólo la parte de baja frecuencia. Por tanto, a través del turbo se pierden grandes partes del espectro de frecuencias.
Para compensar este problema, todos los fabricantes toman medidas específicas. En los nuevos BMW M3 y BMW M4 utilizamos tecnologías de vanguardia.
¿Qué significa?
Desde que existen los motores turbo, se ha intentado de diversas maneras recuperar parte de la acústica perdida del motor en el interior del vehículo. En el caso de los motores deportivos, esto no sólo es emocionalmente relevante, sino también, como veremos dentro de un momento, un componente importante de la respuesta al conductor.
Al principio del desarrollo había sistemas mecánicos. En ellos, el interior del vehículo se acoplaba al lado de alta presión del motor, detrás del turbocompresor, mediante un diafragma. Estos sistemas ya funcionan bastante bien. Sin embargo, la curva acústica se corresponde más con la curva de par del motor.
El conductor deportivo, sin embargo, quiere que -al igual que un motor atmosférico- la progresión acústica dependa de la potencia solicitada. Por eso, después de los sistemas mecánicos, se desarrollaron los primeros sistemas de sonido eléctricos, como los que utilizan muchos competidores. Los llamados shakers se atornillan a la carrocería. Los shakers son actuadores mecánicos con los que se hace vibrar la carrocería (por ejemplo, el pilar A). Estas vibraciones se perciben en el interior del vehículo.
En los nuevos BMW M3 y M4 utilizamos ahora un sistema más inteligente. Utilizamos una tecnología que nos permite específicamente hacer que la acústica que está realmente presente -pero amortiguada por el turbo- vuelva a ser accesible para el conductor. Sin embargo, esto sólo se hace en aquellas zonas en las que está demasiado amortiguada, pero que el conductor desea y necesita en un estilo de conducción deportivo.
Con este procedimiento, podemos dar al conductor una impresión muy precisa del estado de carga del motor. De este modo, el conductor es capaz de conducir de oído -de forma similar a lo que sabe de los motores atmosféricos- y, tras un cierto periodo de memorización, puede cambiar a los puntos de revoluciones deseados a través de esta retroalimentación de revoluciones/carga sin mirar el cuentarrevoluciones. Esto también es importante porque los motores turboalimentados ofrecen una amplia meseta de par que, sin embargo, se desploma de forma bastante abrupta cuando las revoluciones son demasiado bajas o demasiado altas.
Para explicarlo con la comparación de la orquesta: Abrimos deliberadamente las puertas para acercar la acústica al oyente.
¿Qué caracteriza al sistema de escape de los nuevos BMW M3 y BWM M4?
El desarrollo óptimo de la potencia requiere la menor contrapresión de escape posible. Y las especificaciones también exigían una reducción significativa del peso en comparación con el sistema del predecesor. El resultado es un sistema de escape que se aparta claramente de los conceptos convencionales de diseño y funcionalidad que habíamos aplicado hasta ahora.
Por primera vez, hemos diseñado el silenciador trasero de tal forma que tenemos espacio para dos aletas de escape ajustables eléctricamente en el sistema de escape de doble flujo situado delante del silenciador.
Con las aletas de escape cerradas, nos bifurcamos en una cámara de reflexión del silenciador trasero delante de cada aleta. Si dirigiéramos el flujo de gases de escape de una cámara de reflexión a la siguiente cámara de reflexión, etc. para obtener la amortiguación necesaria, se produciría una alta contrapresión de gases de escape no deseada.
Nosotros lo resolvemos de forma más inteligente: Desde la cámara de reflexión, guiamos el flujo de escape una vez a través del silenciador trasero hasta los tubos de escape opuestos. Por tanto, la amortiguación se consigue principalmente ampliando artificialmente la longitud del tubo de escape con absorción simultánea.
El sistema de escape también está equipado con un pequeño silenciador central que, con amortiguación de absorción simultánea, permite la diafonía entre las dos corrientes de escape.
Así, con las aletas de escape abiertas, apenas tenemos amortiguación, sino la salida directa de la corriente de escape por los tubos de escape.
Con este sistema de escape, podemos implementar un sonido exterior apropiado para las cualidades de competición de los nuevos BMW M3 y BMW M4, en cada caso con una contrapresión de escape mínima que mejora el rendimiento. Los cuatro tubos de escape siempre fluyen. ¿Buscas un coche de ocasión en Toledo? En el concesionario de coches de segunda mano Crestanevada Toledo, encontrarás el coche de ocasión de tus sueños al mejor precio.