Зачем нужен автомобильный сабвуфер? 

Наличие автомобильного сабвуфера в штатной аудиосистеме является редкостью в автомобилях вплоть до седанов класса D. Да и варианты сабвуферов, предложенные производителями автомобилей, часто получают неудовлетворительные отзывы даже от лояльных к качеству звучания автовладельцев. Поэтому тема установки сабвуфера актуальна практически для всех желающих получить в автомобиле достойный звук, вне зависимости от марки и класса автомобиля.

Автомобильный сабвуфер живет в багажнике

 Сабвуфер в машине воспроизводит частоты не выше 100 Гц (надо сказать, что 100 Гц - значение крайнее, в большинстве автомобильных систем сабвуфер ограничен фильтром на частоте 60-85 Гц) и требует объемного акустического оформления. Поэтому в подавляющем большинстве систем устанавливают его именно в багажник (там его проще разместить). Установка сабвуфера в багажнике допустима потому, что с понижением воспроизводимой частоты локализация источника звучания в пространстве ослабевает, а следовательно, у установщиков появляется простор для творческого подхода к инсталляции НЧ-динамика в автомобиле без серьезного ущерба для качества звучания. 

 Отвлекаясь от народных установок сабвуфера в машине, скажем, что среди «соревновательных» машин встречаются инсталляции, где сабвуфер встроен в переднюю панель. Это решение потенциально интересно с музыкальной точки зрения, но, во-первых, технически гораздо сложнее и, во-вторых, является уделом аудиофилов, готовых на любые жертвы ради улучшения качества звучания. 

Какие бывают автомобильные сабвуферы

 Представленные на рынке модели можно разделить на три группы: НЧ-динамики, пассивные сабвуферы и активные сабвуферы. Чтобы понять, в чем отличия между группами, разложим тракт аудиосистемы на составляющие. Тракт для воспроизведения низких частот любой аудиосистемы состоит из головного устройства, усилителя, НЧ-динамика в акустическом оформлении и соединительных кабелей. Вопрос выбора головного устройства и соединительных кабелей, а также вопрос выбора конкретных брендов намеренно затрагивать не будем, а вот остальные компоненты рассмотрим детально.

Итак: НЧ-головка, ее акустическое оформление и усилитель. От того, как и кем скомпонованы эти составляющие между собой, и зависит тип автомобильного сабвуфера.

Начнем описание с самого простого с точки зрения установки варианта - это активный сабвуфер. Он состоит из НЧ-динамика, установленного в ящик, и усилителя, закрепленного внутри или снаружи этого ящика. Активный сабвуфер в машине - это готовый продукт, все проблемы по установке сводятся только к прокладке кабелей и их подключению. Этот вариант подойдет для нетребовательных к точности воспроизведения музыкальных произведений слушателей. В то же время он имеет важное преимущество: как правило, активные сабвуферы имеют небольшие размеры. На этом достоинства по большому счету заканчиваются, потому как активный сабвуфер - вещь бюджетная и простая по определению.

Если пользователю нужен более интересный вариант с музыкальной точки зрения, то его выбор - установить пассивный сабвуфер. В этом варианте НЧ-головка установлена в ящик, то есть имеет акустическое оформление. Для создания системы необходимо правильно подобрать к ней усилитель и подключить. Достоинства этого варианта: больший выбор таких моделей на рынке и сравнительно простая инсталляция. Как правило, такие сабвуферы имеют корпус незамысловатой формы. Чаще других встречаются ящики в форме прямоугольников и трапеций. Недостатком этого варианта является то, что трапеция даже небольших размеров серьезно уменьшит функциональность багажного пространства, так как будет стоять практически в центре багажника. Также нужно быть готовым к тому, что цвет корпуса может отличаться от цвета обивки. Если вы готовы мириться с этим, то этот вариант можно признать оптимальным с точки зрения соотношения усилия-результат.

Наконец, самая интересная категория - это НЧ-динамики. То есть вы покупаете только сам динамик, а ящик изготавливаете своими силами (либо обращаетесь в установочную студию). Эта группа является наиболее многочисленной, так как не все производители поставляют свои модели в готовых ящиках. За редкими специфическими исключениями НЧ-динамики имеют размеры 8, 10, 12 и 15 дюймов.

К аргументам в пользу самостоятельного изготовления корпуса сабвуфера можно отнести индивидуальность и оригинальность, компактность и возможность изготовить компактный ящик типа stealth.

Хотим отметить, что из вышеописанных особенностей разных типов автомобильных сабвуферов существуют и исключения, поэтому нельзя говорить о том, что например активный сабвуфер марки N будет однозначно хуже, чем пассивный марки M. Все познается в сравнении, мы же привели наблюдения, основанные на изучении встречавшихся нам сабвуферов различных типов.

Какие бывают корпуса автомобильных сабвуферов

Каждая сабвуферная головка потребует индивидуального акустического оформления. Существуют несколько вариантов акустического оформления: закрытый ящик (cloused box), бесконечный акустический экран (free air), ящик с фазоинвертором (vented box), полосовой ящик (bandpass).

Рассказ про особенности каждого оформления - отдельная тема, поэтому вкратце изложим необходимый минимум знаний для практического применения. Из всех вариантов наибольшее распространение получили два: закрытый и фазоинвертор.

Закрытый ящик - самый простой в изготовлении, так как имеет только одну варьируемую величину (объем). Хотя он и является самым лояльным к ошибкам установщика, его необходимо сделать максимально герметичным и прочным. Особое внимание следует уделить сопряжению с поверхностью динамика, так как неровная установочная поверхность может создать щель и свести на нет весь труд. При правильном изготовлении диффузор, при нажатии на него рукой, должен ощутимо сопротивляться, а возвращаться в исходную позицию «с неохотой».

Вариант free air - по сути, закрытый ящик бесконечно большого объема. Реально его объем равен объему багажника, но он достаточен для того, чтобы не влиять на НЧ-динамик. При такой установке сабвуфера необходимо полностью изолировать багажник от салона, что, например, в универсале практически невозможно. Таким образом, автомобильный сабвуфер free air может быть установлен в кузове, например, седана при устранении щелей у спинки заднего сидения и установке специальной акустической полки.

В летнем номере 12/2007 мы подробно описывали, как изготовить такую полку для тыловых динамиков. Аналогично можно изготовить такую же полку для сабвуфера, с той лишь разницей, что крепить ее нужно основательней, а сама полка должна быть толще. При покупке следует помнить, что не все головки могут работать в оформлении free air.

Фазоинверторный корпус представляет собой ящик с портом определенной площади и длины. Его важное достоинство перед закрытым ящиком заключается в возможности развить большее звуковое давление.

Такой корпус требует от установщика сабвуферов больше знаний и навыков. Под конкретный НЧ-динамик необходимо подобрать уже три параметра (объем ящика, длина и сечение порта), а просчет хотя бы в одном сразу же приведет к неправильной работе сабвуфера. Поэтому этот тип корпуса мы бы не рекомендовали для самостоятельного изготовления (по крайней мере первого).

Оформление бандпасса - еще более сложная конструкция, рассчитать и воплотить которую по силам только профессионалам. Конструктивно бандпасс представляет собой ящик с одним или несколькими портами, с внутренними перегородками, разделяющими объемы камер бандпасса на части. НЧ-динамик в бандпассе установлен внутри ящика, на одной из перегородок. Правильно спроектированный бандпасс наградит автовладельца приростом в звуковом давлении и игрой самых низких частот.

 Вне зависимости от того, какой тип установки сабвуфера в машину вы предпочтете, важно помнить один момент: тыловые динамики, установленные в задней полке, необходимо изолировать от влияния сабвуфера, вне зависимости от способа его установки. В противном случае неизбежны искажения в звучании..

Куда ставить сабвуфер в машине? 

Решив самостоятельно изготовить автомобильный сабвуфер, вам необходимо понять, что необходимо получить и затем исходя из этого выбрать тип акустического оформления. Необходимо определиться с внешними очертаниями ящика. В среднем на НЧ-головку диаметром 10 дюймов требуется порядка 23 литров, для 12‑дюймовой - около 30.

Нужно решить, где будет расположен сабвуфер в автомобиле. В самом простом случае - ящик в виде трапеции, расположенный непосредственно посередине багажника. Одна из его стенок упирается в спинку заднего сиденья. Эта форма хороша своей простотой, ее легко рассчитать, как и собрать сам ящик. Однако в реальной эксплуатации такой сабвуфер может здорово мешать. Поэтому предпочтительнее установить сабвуфер в углу багажника, используя, если это возможно, и внутренний объем крыла. Такая конструкция получила название stealth, так как в некоторых автомобилях внутренний объемы обшивок багажника позволяют полностью спрятать сабвуфер. Этот вариант более удобен не только с точки зрения компоновки, но и с точки зрения акустики. Сабвуфер, установленный в углу, сможет развить большее звуковое давление.

Еще один интересный вид установкисабвуфера - в пол машины. При этом весь уровень пола поднимается на один - два десятка сантиметров, и используется объем внутри диска запасного колеса. Такой вариант менее практичен, но, согласитесь, более оригинален.

Как мы выбирали ящик

Поскольку концепция наших инсталляций заключается в создании аудиосистемы, что называется, для жизни, в автомобиль ВАЗ-21093 был установлен закрытый ящик типа stealth в левое крыло. Достоинствами этого решения являются простота и быстрота изготовления, сочетающиеся с получением достойного результата. С точки зрения денежных затрат ящик stealth также очень привлекателен (дешевле него только ящик-трапеция).

Способы изготовления автомобильного сабвуфера

Ящики stealth можно делать двумя способами. Первый - из стеклоткани, выкладывая заднюю стенку путем обкладки арки и крыла. Второй - послойно-фанерный метод, когда ящик состоит из наложенных друг на друга листов фанеры. Этот метод чрезвычайно трудоемкий, к тому же ящик получается более дорогим. Именно в силу сравнительной простоты первый вариант получил большее распространение. Мы не стали изобретать велосипед и также воплотили его в нашей инсталляции.

От теории к практике!
Теория изучена, пора переходить к практике. Практическое воплощение можно разделить на два принципиальных этапа: расчет и изготовление. Как вы могли заметить, при установке тыловых и фронтальных динамиков (см. предыдущие номера журнала) мы не производили расчетов. Расчет закрытого корпуса не потребует от вас серьезных математических знаний. Те объемы, которые можно обмерить, считаются теоретически. Объемы сложных форм определяются практически - путем заполнения их пакетами с водой. Поэтому ничего сложного здесь нет.

Расчет
Для начала расчетов необходимо выбрать путь: либо стоить ящик под определенную головку, либо подбирать головку под построенный ящик. Первый вариант логичнее, но второй также имеет право на существование.

Имея на руках НЧ-динамик (или зная его характеристики), можно приступать к расчетам корпуса. Если это первый ваш опыт в изготовлении сабвуферов, то настоятельно советуем остановиться на варианте закрытого ящика. Разумеется, НЧ-головку нужно выбирать именно для работы в ЗЯ.

Как уже говорилось, на 10‑дюймовую НЧ-головку требуется порядка 23 литров, на 12‑дюймовую - около 30. Эти цифры можно использовать для первых прикидок, более точные дадут программа и рекомендации производителя.

Для расчета объема необходимо знать такие параметры НЧ-динамика: резонансную частоту в открытом пространстве (Fs), полную добротность (Qts) эквивалентный акустический объем (Vas). Методика оценки по этим параметрам получила названия Тиля-Смола (по именам предложивших ее ученых). Эти параметры приводятся в инструкциях, хотя надо отметить, что, к сожалению, часто реальные и заявленные данные не совпадают. В инструкциях производитель приводит и свои рекомендации по акустическому оформлению, которые в идеале и должны совпасть с полученными в ходе расчетов.

Для определения параметров ящика вам, кроме знания этих параметров, понадобится специальная программа. Наибольшее распространение получили JBL Speakershop или Blaubox, которые несложно найти на просторах Интернета, да и освоить также несложно. Поэтому, посвятив один вечер теории, вы узнаете заветную цифру нужного вам объема ящика, не вдаваясь в глубокие дебри.

Необходимо определиться с внешними очертаниями ящика и сделать его чертеж с тем условием, чтобы реальный объем был равен расчетному либо превышал его на несколько литров.

Изготовление 

Инструменты и материалы
Для изготовления стэлс-ящика нам понадобятся следующие материалы: фанера или МДФ толщиной 18-20 мм, защитная решетка, стеклоткань, лайкра, саморезы, карпет или другой материал для отделки, клей для карпета, один лист вибродемпфирующего материала, полиэфирная и эпоксидная шпаклевка, бумажный скотч, полиэтиленовая пленка. Понадобятся лобзик, дрель, ножницы, шкурки, шпатели, кисточка.



Этап 1



Если вы решили использовать внутренние пустоты по максимуму, то перед началом работ необходимо получить свободный доступ к ним. В «девятке» это сделать несложно: нужно снять одну-единственную пластиковую заглушку. Мы решили этого не делать, так как у установщиков имелась «домашняя заготовка», которая с успехом и была использована.



Этап 2




Оклеиваем место, где будет установлен сабвуфер, бумажным скотчем. На него накладываем полиэтиленовую пленку. Прямолинейные поверхности (например, дно) выпиливаем из листа МДФ.

Далее вырезаем куски стеклоткани так, чтобы они легли друг на друга внахлест. Разводим шпаклевку и пропитываем ей стеклоткань. Даем высохнуть, повторяем операцию два-три раза. Для получения большей жесткости можно проложить между слоями куски железной сетки, из которой делаются спортивные фальшрадиаторные решетки.

После этого вынимаем форму и оцениваем результат. Важно, чтобы корпус не мешал никаким системам автомобиля. Например, катушки задних ремней безопасности в ВАЗ-21093 расположены как раз под полкой.



Этап 3




Далее к получившейся детали нужно приклеить фронтальную стенку. Выпиливаем ее, а в ней выпиливаем отверстие диаметром 15-20 см. Для крепления фронтальной и тыловой частей друг к другу по контуру фронтальной стенки с тыльной стороны на расстоянии примерно 1,5 см друг от друга ввинчиваем саморезы, но не до конца (чтобы они не проступали с лицевой стороны). Состыковываем фронтальную и тыловую части. Зашпаклевываем конур так, чтобы все саморезы были под слоем шпаклевки.



Этап 4



Пока конструкция будет сохнуть, выпиливаем кольцо, внутренний диаметр которого равен диаметру посадочного отверстия для НЧ-динамика. Ширина кольца должна составлять два-три сантиметра. Прикрепляем кольцо к стенке ящика, предварительно вырезав из нее лишние куски МДФ.



Этап 5




Далее обращаемся к «чулочной» технологии и натягиваем на получившуюся конструкцию кусок лайкры. Закрепляем его клеем так, что бы на ящике не оставалось складок (практически по такой же технологии мы делали «очки» для противотуманных фар, о чем рассказано в № 16/2007).

Промазываем лайкру полиэфирной или эпоксидной шпаклевкой и ждем высыхания, после чего вырезаем отверстие под НЧ-динамик и прокладываем с тыльной стороны несколько слоев стеклоткани, промазываем их и ждем до полного высыхания.



Этап 6



Шпаклюем лицевые поверхности и выравниваем недочеты, если таковые имеются. Далее необходимо установить разъем. Как правило, его располагают в легкодоступном, но незаметном для глаз месте. Впрочем, его место принципиальной роли не играет.



Этап 7



После этого берем лист вибродемпфера и оклеиваем ящик с внутренней стороны. Как вариант: можно покрыть внутренние поверхности густой битумной мастикой. Устанавливаем НЧ-динамик в корпус и закрепляем саморезами. Проверяем ящик на герметичность, для этого надавливаем на диффузор рукой. Если ящик сделан без ошибок, то диффузор будет ощутимо сопротивляться. Если вы услышите шипение, издаваемое выходящим воздухом, значит необходимо устранить недоработку. В этом случае начать поиск щелей следует с проверки закрепления НЧ-динамика: возможно, он слабо притянут к ящику.



Этап 8




После удачного прохождения теста на герметичность снимаем НЧ-динамик и приступаем к отделке корпуса. Вырезаем кусок карпета и обтягиваем ящик. Для надежного крепления карпета используем специальный клей. Как правило, тыльная сторона ящика не обтягивается. Подключаем проводку к разъему и динамику. Устанавливаем его и закрепляем окончательно.

Дом для баса построен! Осталось решить вопрос о защите диффузора НЧ-динамика и закрепить защитную решетку. Если багажник автомобиля редко используется по своему прямому назначению, то решетку можно и не ставить.

Представленный вариант ящика интересен тем, что в нем сочетаются несколько технологий изготовления. Поэтому каждый читатель сможет взять за основу наш вариант и построить свой, внеся коррективы в сборку. Например, НЧ-динамик можно установить во фронтальную стенку, а не на отдельном кольце, что упростит изготовление ящика.

ВНИМАНИЕ! 

Работа со стеклотканью и смолами очень вредна для организма человека, поэтому все работы необходимо вести в хорошо проветриваемом помещении, обязательно используя респиратор и резиновые перчатки. В дни работы над деталями советуем также выпивать молока. Безопасность на дороге важна, но и о своем здоровье забывать нельзя!