Уровни шума

Поскольку колеса находятся в непосредственном контакте с дорожным полотном, шины — это важнейшая составляющая общего уровня внешнего и внутреннего шума автомобиля. Производители автомобилей с мировым именем вкладывают миллионы долларов в продвижение тихого и комфортного движения, обращая внимание прежде всего на соответствующие требованиям омологации шин. Разработка бесшумной и комфортной шины для OEM-производителей имеет решающее значение. В этой статье мы кратко рассмотрим источники автомобильного шума, типы шума, взаимодействие шин и дороги, механизм возникновения шума и, наконец, некоторые общие правила, касающиеся издаваемых шинами звуков.

Источники автомобильного шума

В автомобиле существуют различные источники шума, как внутренние, так и внешние. В целом, к компонентам, которые больше всего способствуют повышению шума автомобиля, относятся:

• шины;
• двигатель;
• трансмиссия;
• выхлопная система;
• система впуска;
• аэродинамика автомобиля.

На рисунке ниже показано существенное влияние каждого элемента на шум автомобиля. Как видите, шины, безусловно, вносят наибольший вклад в общий шум, за ними следуют системы выхлопа и впуска. Снижение шума шин может повысить акустический комфорт транспортного средства в целом.

Говоря о шуме автомобиля, мы обычно имеем в виду внутренний шум, акустический комфорт внутри салона автомобиля во время движения. Однако существует два типа шума, создаваемого транспортными средствами.

Внешний шум

Внешний шум генерируется снаружи транспортного средства и влияет на шумовое загрязнение, воздействуя на окружающую среду и сторонних участников дорожного движения. Большая часть внешнего шума исходит от колес, катящихся по поверхности дороги, но он также может генерироваться выхлопной системой, системой впуска или двигателем.

Поскольку внешний шум влияет на городскую жизнь, законодательные органы во всем мире обращают внимание на эту проблему. Целью большинства правительственных учреждений является минимизация внешнего шума транспортных средств для улучшения общей городской жизни. Предельные уровни шума с годами снизились практически для всех компонентов автомобиля, включая колеса. Движение на более низких скоростях, более гладкий/мелкий материал дорожного полотна, колеса меньшего размера, более узкие шины и более тихие двигатели (например, электрические) снижают внешний шум автомобиля. Хотя это хорошие меры, окончательным решением является разработка максимально тихих шин.

Внутренний шум

Внутренний шум – это шум, который водитель и пассажиры ощущают внутри салона транспортного средства. Проблема внутреннего шума и его негативного влияния на водителей и пассажиров, находится в центре внимания OEM-производителей. Премиальные бренды, стремящиеся к бесшумному и комфортному движению, предъявляют очень высокие требования к акустическому комфорту внутри салона автомобиля. Основными источниками внутреннего шума являются:

• шум двигателя;
• шум от автомобилей других участников дорожного движения;
• шум ветра;
• шум от различных звуков в салоне.

Применение шумопоглощающих материалов по всему автомобилю, более толстые шумопоглощающие стекла, тихие двигатели (и лучшая звукоизоляция между двигателем и салоном), мягкая подвеска, колеса меньшего размера и шины меньшей ширины снижают внутренний шум. Как и в случае с внешним шумом, оптимальным решением будет разработка различных компонентов, поглощающих вибрации.

Взаимодействие шин и дороги

Усовершенствования в конструкции дорог и шин за последнее десятилетие снизили общий уровень шума шин. В мегаполисах повысилось качество дорожного полотна. Прорывы в инструментах прогнозирования и компьютерная оптимизация рисунка шин привели к тому, что шумность достигла самого низкого уровня за всю историю.

Как вы можете себе представить, самая тихая шина имеет гладкую поверхность, блоки которой не вызывают биение элементов протекторного рисунка о дорожное полотно. Чем плотнее примыкание поверхности шины к асфальту, тем выше акустический комфорт. Производителям шин удалось снизить общий шум шин на 5–8 дБ за последние 10 лет. В некоторых случаях современные шины с выраженной блочной структурой протекторного рисунка громче гладких аналогов всего на 2- 3 дБ.

Несмотря на то, что эти улучшения значительно снизили общий уровень шумности автомобиля, колеса остаются основным источником акустичсекого дискомфорта на более высоких скоростях, поэтому необходимы постоянные улучшения.

Механизм возникновения шума шин

Внутренний шум передается внутри автомобиля через его конструкцию и по воздуху. Воздушный шум представляет собой поступательное движение массовых частиц (вибрации) и передается в виде звуковых волн со скоростью звука в кабину транспортного средства. Шум передается через кузов автомобиля через шины. Внешний шум передается наружу посредством излучения и звуковых волн. На рисунке ниже показана разница между корпусным шумом, воздушным шумом и шумовым излучением шин.

Переносимый и воздушный шум становится доминирующим внутренним шумом в результате изменения скорости транспортного средства. На более низких частотах и при движении на низкой скорости преобладающим типом шума является корпусной шум. В более высоком частотном диапазоне, на более высоких скоростях, преобладающим типом шума является воздушный шум.

Внешний шум и регулирование

Как обсуждалось ранее, внешний шум влияет на городскую жизнь. Регулирование шума различно в каждой стране. Например, правила маркировки шин Европейского Союза (ЕС) для легковых и легкогрузовых автомобилей вступили в силу 1 ноября 2012 года. Эта информация помогает потребителям принять осознанное решение при покупке шин. Маркировка состоит из трех критериев:

• торможение на мокрой дороге (А);
• топливная экономичность (С);
• и уровень шума.

Хотя многие считают, что уровень шума, указанный на этикетке, является показателем шума в закрытом пространстве, на самом деле это показатель акустического загрязнения или внешнего шума, измеренные в ходе испытаний на шум проезжающего мимо транспортного средства. Шина с одной волной в два раза менее шумна, чем шина с двумя волнами. Шум проезжающих мимо автомобилей измеряется с обочин дороги, когда автомобиль движется со скоростью 80 км/ч с выключенным двигателем.

Количество черных волн в динамике отражает уровень шума шины. Динамик с одной черной волной обычно указывает на тихую шину. Динамик с двумя черными волнами свидетельствует о шине с умеренным уровнем шума, а три волны, исходящие из динамика, говорят — о шумной шине.

Уровни акустического комфорта устанавливаются в зависимости от размера шин: более узкие модели подвергаются более низким требованиям, чем широкие. Хотя уровень дБ поддается количественной оценке, способность шины соответствовать нормам ЕС (количество звуковых волн) можно сравнивать только между шинами одинакового размера.

Например, в США не существует общенационального регулирования шума в шинах, большинство продаваемых там шин имеют европейскую маркировку E, что свидетельствует о более низком уровне шума.

Заключение

Шум шин — очень сложный вопрос, которым обычно занимается группа экспертов компаний-производителей, имеющих опыт работы с NVH (шум, вибрация и резкость).

Поскольку акустического комфорта шин меняются внутри и снаружи в зависимости от скорости транспортного средства и передачи от различных источников, обнаружить и уменьшить шум колес сложно. Благодаря развитию инструментов прогнозирования и лучшему пониманию источников шума современные шины стали намного тише, чем их предшественники.

Разработка следующего уровня снижения шума будет сложной задачей, но отрасль стремится предоставить на рынок самые тихие шины — как внутри, так и снаружи.

В шинных и сервисных центрах Иванор наши специалисты помогут выбрать тихие шины от мировых производителей, согласно Вашим предпочтениям и пожеланиям, ведь путешествовать нужно не только безопасно, но и комфортно.