Наука о шуме шин

В этой статье мы кратко расскажем об источниках автомобильного шума, типах автомобильного шума, взаимодействии шин и дороги и механизме шума.

Говоря о шуме автомобиля, мы обычно имеем в виду шум, который мы слышим в салоне автомобиля либо шум, издаваемый автомобилем, который мы слышим, находясь рядом с ним.

Существуют различные источники автомобильного шума, как внутренние, так и внешние. Компоненты, которые вносят наибольший вклад в шумность автомобиля это: шины, двигатель, трансмиссия, выхлопная система, а также аэродинамика автомобиля. Шины, при этом, безусловно, вносят наибольший вклад в общую шумность авто (около 50%). Таким образом, уменьшение шума от шин может существенно уменьшить общий шум от транспортного средства.

Внешний шум создается за пределами транспортного средства и влияет на шумовое загрязнение среды, воздействуя на людей поблизости. Большая часть внешнего шума исходит от шин, катящихся по дорожному покрытию, также шум создается выхлопной системой или двигателем.

Поскольку внешний шум влияет на городскую жизнь, органы власти, вводя различные законы, стремятся свести к минимуму внешний шум транспортных средств, чтобы улучшить жизнь в городе в целом. Пределы уровня шума с годами ужесточились почти для всех компонентов автомобиля, включая шины.

Движение на более низких скоростях, более гладкий материал дорожного покрытия, колеса меньшего размера, более узкие колеса, более тихие двигатели, двигатели с электроприводом – все это может уменьшить внешний шум автомобиля. Хотя это хорошие меры, именно совершенствование шин в этом направлении может решить проблему окончательно.

Внутренний шум относится к шуму, который ощущают водитель и пассажиры в салоне автомобиля. Проблема внутреннего шума и того, как он негативно влияет на водителей и пассажиров, находится в центре внимания производителей автомобилей.

Основными источниками внутреннего шума являются шум двигателя, шум шин/дороги, шум ветра, а также шум от различных звуков в салоне.

Применение звукопоглощающих материалов, более толстые шумозащитные стекла, более тихие двигатели, лучшая звукоизоляция между двигателем и салоном, более мягкая подвеска, колеса меньшего размера и шины меньшей ширины могут уменьшить внутренний шум.

Усовершенствования конструкции дорог и шин позволили снизить общий уровень шума шин за последние десятилетия. Прорывы в области компьютерной оптимизации рисунка протектора шин позволили существенно снизить уровень шума от них.

Самая тихая шина — это шина с абсолютно гладким протектором. Чем плотнее рисунок протектора шины, тем тише становится шина. За последние 10 лет производителям шин удалось снизить общий шум от шин на 5–8 дБ. В некоторых случаях шум современных шин всего на 2-3 дБ выше, чем таковой был бы у абсолютно гладких шин.

Несмотря на то, что эти усовершенствования значительно снизили общий шум автомобиля, шины по-прежнему являются основным источником шума, особенно на высоких скоростях. Чтобы уменьшить уровень шума от шин, важно понимать механизм возникновения этого шума.

Шум автомобиля передается через его конструкцию, а также по воздуху. Шум, который передается по воздуху состоит из поступательного движения частиц и передается в виде звуковых волн со скоростью звука в салон автомобиля и во вне. Конструкционный шум передается через кузов и через шины автомобиля.

На более низких частотах, обычно на более низких скоростях, преобладающим типом шума является конструкционный шум. В более высоком диапазоне частот, обычно на более высоких скоростях, преобладающим типом шума является воздушный шум.

Конструкционный шум обычно имеет частоту около 160 Гц и зависит от конструкции шин, автомобиля и его аэродинамики. Воздушный шум обычно имеет частоту около 1000 Гц и в основном зависит от рисунка протектора шины.

Как говорилось выше, внешний шум влияет на городскую жизнь. Нормы шума в каждой стране разные. Например, с 1 ноября 2012 г. вступили в силу правила Европейского Союза по маркировке шин для легковых автомобилей и легких грузовиков. Эта маркировка (A, B или C) помогает потребителям принимать решения при покупке шин. В то время как многие думают, что маркировка уровня шума шин указывает на внутренний шум, на самом деле эта маркировка указывает на уровень шумового загрязнения или внешний шум. Шум измеряется, когда автомобиль движется со скоростью 80 км/ч с выключенным двигателем – так проводится присваивание рейтинга шумности тем или иным шинам.

Маркировка шумности устанавливаются в зависимости от размера шин. Хотя уровень дБ поддается количественной оценке, шумность шин можно сравнить только между шинами одного размера.