M部门工程师RainerDrees负责M车型的声学特性，确保M车型声浪真实且个性，同时满足全球法规。M车型声浪需清晰识别，与竞品区分，同时保持日常适用性。自然吸气发动机声浪宽频，涡轮发动机声学特性挑战大，需系统措施弥补。新BMWM3和M4采用先进技术，通过机械和电子系统恢复发动机声音，提供声学反馈，支持运动驾驶。排气系统设计考虑动力开发和重量减轻，采用电动可调排气阀门，实现不同驾驶模式下的声音变化。MPerformance后消音器采用钛合金，轻量化同时优化声学特性。新M3和M4在声浪和排气系统上展现M车型独特性，技术应用提升驾驶体验。新BMWM3和M4在声浪和排气系统上展现M车型独特性。工程师通过先进技术，如机械和电子系统，恢复发动机声音，提供声学反馈，支持运动驾驶。排气系统设计考虑动力和重量，采用电动可调排气阀门，实现不同驾驶模式下的声音变化。MPerformance后消音器采用钛合金，轻量化同时优化声学特性，提升驾驶体验。
来源于MPOWER官方网站，本人翻译进行了翻译，翻译时进行了部分遣词造句的修改，让国内的读者可以容易理解。
采访M部门工程师RainerDrees.
问：Drees先生，您负责M车辆哪个领域？
RainerDrees：我负责M车型的声学特性。这与驾驶者从周围环境中可以听到的一切有关。
我的工作之一是确保我们的M车型听起来真实且充满个性，同时满足有关外部噪音水平的各种全球法规。这首先是涉及排气系统设计的问题。
声浪。
那么M车型的声浪应该是什么样的呢？就新BMWM3和BMWM4的声音而言，这意味着什么？
对于M型车型而言，重要的是声浪清晰且具有识别度。正是这种独特的声浪使M车型可以与BMWAG车型，或者具有类似发动机设计的竞争对手的车辆区分开来。但更重要的是，BMWM3或BMWM4的声音与BMWM5或BMWM6的声音不同。这里的目标是创造一种纯粹的、微妙的发动机声音，让人能联想到赛车的声音。
BMWM3或BMWM4的驾驶者希望在车内和车外都能听到特别动感的声音。我们的目标始终是在激情的特性和车辆日常适用的特性之间确定最佳折衷的平衡点。前20公里美妙的声浪在200公里后很容易变得非常令人厌烦。
问：迄今为止，已经被取代的之前的BMWM3使用的自然吸气发动机的声浪有什么特点？
自然吸气发动机从进气系统到排气系统的管路都相对畅通无阻。驾驶员感知到的一小部分噪声是来自车辆内部从发动机和传动系统结构传播(固体传播)的，而大部分噪声是从进气道通过空气直接传播的；然而，由于进气距离长和空气滤清器的作用，噪音水平在一定程度上得到了抑制。在自然吸气发动机的情况下，可以通过在进气风箱(空滤盒子)上安装一个更大的阀门来进一步降低这种消声阻尼，从而在声学上降低进气口的节流效果。例如BMWM3CSL的情况，由此产生的声学效果是非常正面的。
发动机排气侧的情况也类似进气侧。只有足够的排气管的长度和消音器才能降低发动机发出的燃烧噪音。
自然吸气发动机提供了非常宽频率的频谱，这在开发声学特性时非常有用处。更高的发动机转速、更多的气缸、更大的排气量，会对可用的基本声音频谱产生进一步的积极影响。
问：是什么原因让涡轮发动机的声音与自然吸气设计的声音不同？为什么？
涡轮发动机的声学特性对声音设计师来说是一个巨大的挑战。
位于进气道和排气道中的涡轮增压器叶轮实际上是阻挡进气和燃烧噪音的屏障。
结果，从进气口传来的空气噪声几乎都被消除了。这在车辆的内部立刻显而易见。只有相对较弱的结构声传播(固体传播)保留下来。
排气侧的情况也类似：流经排气涡轮的所有燃烧气体都受到极高的声学阻尼。只有那些因为涡轮增压器不再需要而流经旁通阀的废气流才会产生可利用的燃烧声音。然而，因为要满足新BMWM3和BMWM4的MTwinPowerTurbo直列六缸发动机的出色油门响应特性，这些恰好与声学相关的废气流会进一步减少。
这一切听起来有些复杂……
也许下面的例子会让这一切变得更简单：
如果您想象一个大厅(代表引擎盖下方的空间)，其中有许多不同乐器(引擎)的管弦乐队正在演奏。一些乐器能够产生低音和高音，即它们具有均匀良好的带宽或宽广的声音频谱。
然而，在这个大厅旁边有另一个独立的大厅(代表乘员舱)，通过许多不同大小的门(车身、进气道和排气系统)连接到第一个大厅。在这种情况下，一台自然吸气发动机，这些门中的大部分是打开的通畅的，这意味着隔壁大厅的驾驶员仍然可以听到第一个大厅产生的宽广频率的声音。
然而，在涡轮发动机的情况下，就好像这些门中的大部分是关闭的。你可以听到一些东西——也许是音乐播放时的基本特征(燃烧)——但能听见的部分仅限于低频范围。很大一部分声音频谱通过涡轮这道门都丢失了。
然而，制造商已开始采取系统措施来弥补这一问题。
全新BMWM3和M4采用高度现代化的技术。
这些高度现代化的技术是什么？
自从涡轮发动机发明以来，声音设计师已经设计了各种方法来将一些丢失的发动机声音恢复到车辆内部。对于运动型发动机，这不仅从情感刺激的角度来看很重要，而且正如我们稍后将说到的，发动机的声音也是驾驶者与车辆构建声学反馈的重要元素。(驾驶者需要通过声音来判断发动机的瞬时状态。)
在发展的第一阶段通常采用机械系统。车辆内部通过隔膜与涡轮增压器之外的发动机高压侧相连。这些系统已经相对有效。可惜，总的来说，声学曲线会跟随发动机的扭矩进程(发动机的声音反馈发动机当前输出的扭矩)。
另一方面，对车辆有运动抱负的车手更喜欢声音进程能反映出发动机发出的实际功率，就像自然吸气发动机可以做到的一样。正是由于这个原因，在机械系统之后，第一个电子音响系统被开发并被许多竞争对手采用。他们将所谓的振动器安装到汽车车身上。振动器可以将振动传递到车身(例如A柱)，然后驾驶者可以在乘员舱感受到这些振动。
不过，新BMWM3和BMWM4同时使用了更智能的系统。尽管涡轮增压发动机有极大的声学阻尼，这个新系统采用的技术可以恢复实际产生的声音，并使其在乘员舱中可以听到。这只能在那些发生过度阻尼的区域中系统地完成，但驾驶员希望并且需要这种声学反馈来支持更注重运动的驾驶风格。
通过采用这种方法，可以让驾驶者对发动机当前的负载状况有一个非常准确的印象。这使驾驶者能够以与自然吸气发动机相同的熟悉方式，以耳朵为向导来驾驶。经过一段时间的适应后，他能够根据从发动机转速/负载状态接收到的声音反馈，在他所需要的发动机转速换档，而无需用眼睛看转速表。这很重要，因为虽然涡轮发动机提供的扭矩平台范围很广，但当发动机转速处于太低或太高时，扭矩会突然中断。
回到管弦乐队的类比：我们系统性地打开某些门，将音乐带给观众。
新BMWM3和BMWM4的排气系统。
新BMWM3和BWMM4的排气系统代表什么？
最佳的动力开发需要尽可能低的排气背压。
此外，车辆规格表要求与过往车型(E9XM3)中使用的排气系统相比，重量需要显着减轻。
这导致新的排气系统与我们之前采用的符合传统习惯的工程方法和功能概念有很大不同。
然而，我们现在首次在后消音器(排气尾鼓)的设计中，有足够的空间在双排气系统的消音器前面放置两个电动可调的排气阀门。
当排气阀关闭时，气体分流进入后消音器中的反射室。如果我们现在将废气流从一个腔室输送到下一个腔室(等同于传统民用车的多腔室消音器)以产生必要的阻尼，这将导致我们并不想要的高排气背压。
我们的解决方案更睿智：来自反射室的废气直接通过后消音器到达位于另一侧的尾管(左侧的废弃从右侧的尾嘴排除，反之亦然)。因此，这里的阻尼主要是通过人为地延长排气管的长度来产生的，并且产生了吸收震动的效果。
此外，排气系统配备了一个小的中间消音器，可以在两条排气管路之间实现串扰(原文crosstalk，日常生活中是电话串线干扰的意思，不确定怎么译)，并伴有吸收阻尼。
当排气门打开时，几乎没有任何阻尼，废气直接通过尾管排出。
这种类型的排气系统使我们能够实现满足新BMWM3和BMWM4赛车运动需求的外部声音(车外的声音)。而且气流始终通过所有四个尾管。
问：声音如何变化？这取决于什么标准？例如通过打开和关闭排气阀门？
从车外的角度来看，排气阀门关闭时和打开时车辆发出的声音存在明显差异。出于控制的目的，我们设计了排气阀门的开闭特性。这使我们能够根据发动机转速和负载条件的变化并与所选的驾驶体验模式相应地打开和关闭排气阀门。
例如，如果您选择舒适模式，则排气门在较低转速范围内完全关闭。只有在更高的发动机转速下有更大的负载需求时，它们才会打开。在COMFORT模式下以恒定的负载行驶时，阀门通常保持关闭状态，在长距离驾驶中实现最佳的日常舒适度。
在SPORT和SPORTPLUS模式下，我们用不同的发动机特性来控制排气阀门。变速箱在低档位时，排气门始终打开，而在恒定行驶条件下选择高档(匀速巡航)时，排气门关闭；但是，如果负载条件相应变化(比如踩下加速踏板)，它们会瞬间打开。我们还是选择在某些情况下关闭阀门，例如在高档位低发动机转速下。在MDKG变速箱Drivelogic的自动模式中经常选择高档位低转速以实现最高效率(最低能耗)地行驶，在这样的情况下，如果系统没有相应的阻尼，涡轮发动机的排气道声音会产生扰人的嗡嗡声。
这种特殊的排气阀门控制器使我们能够始终将排气压力保持在极低水平。它在整个发动机转速范围内为我们提供了这种明显且准确无误的M声浪，并能够准确反馈发动机的负载状态。驾驶者可以在不同驾驶体验模式下使用自主可变的排气阀门这个设定，其中还考虑了来自发动机的声学反馈。
问：为什么冷启动后车会发出非常特殊的声音？
一天中第一次启动汽车时，发动机和排气系统仍然很冷。为了满足现行的严苛的环保标准，废气处理系统(例如三元催化器)必须极快地进入工作温度。为此，需要在短时间内产生非常高的排气温度。
问：BMWMPerformance为新BMWM3和BMWM4提供的后消音器与原车上的标准尾鼓有什么区别？
BMWMPerformanceParts后消声器由钛合金制成，除了更轻的重量外，钛合金材料特性还具有声学方面的优势。
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