Мотор, камера, поехали. Измеряем, как звучат шины в салоне автомобиля

Нельзя сказать, что шумность шин — это определяющий фактор при выборе покрышек. Хотя в отзывах все чаще встречаются фразы вроде «при скорости в 120 км/ч почти не слышно» или «на трассе ревет как белуга». Подобные оценки, конечно, носят весьма субъективный характер. Мы же во время нашего испытания зимних шин решили оцифровать звуковые показатели, измерив уровень шума с помощью сертифицированных приборов. О результатах — ниже.

Измерение шума. Почему это важно?

Считается, что вклад покрышек в уровень шума, издаваемого автомобилем, наиболее значительный. По данным Европейской федерации транспорта и защиты окружающей среды (T&E), начиная со скорости в 30 км/ч в режиме постоянного контакта с дорожной поверхностью протектор колеса легковушки производит звук, превосходящий шум двигателя. В случае с грузовиком это происходит на скорости 50 км/ч и выше.

Так что экология — это не только выхлопные газы, но еще и уровень шума от транспортного средства!

В развитых странах этой проблеме уделяется огромное внимание. На производителей шин оказывается серьезное давление, и они все больше вынуждены учитывать данный фактор при разработке новых моделей.

На стикерах продаваемых покрышек можно увидеть обозначения в виде динамика, от которого исходят звуковые волны. Пока принята градация в три ступени, хотя очевидно, что этого вскоре будет недостаточно.

К первому типу относятся тихие шины (исходящий от них шум ниже предельного лимита для Евросоюза на 3 дБ и более). Ко второму — умеренно шумные (между допустимым значением и уровнем ниже него на 3 дБ). К третьему — шумные, то есть не соответствующие предельному значению для ЕС.

Для бытового понимания принято такое объяснение: если взять за единицу уровень шума от тихих шин, то умеренно шумные будут громче в два раза, а шумные — более чем в четыре раза.

Подчеркнем, что речь идет о внешнем (наружном) шуме. Эта классификация принята в первую очередь для определения уровня воздействия на окружающую среду. Мы же собираемся измерять внутренний шум, то есть звуки, которые слышат водитель и его пассажиры.

Существует такое мнение: даже монотонные звуки в 40 дБ и выше относятся к стрессовым факторам, повышают утомляемость, вызывают головную боль.

Что еще важно знать? На силу шума влияют несколько факторов. Например, рисунок протектора. Чем больше острых углов и ломаных линий, в особенности в контактном пятне, тем сильнее шина будет «звучать» на скорости.

Важное значение имеют также сырье, из которого произведена покрышка, ее ширина, индекс скорости, наличие шипов и, безусловно, дорожное покрытие.

Условия испытания: измеряем шум при скорости в 50, 60, 90 и 120 км/ч

Как и два предыдущих испытания, измерение акустического эффекта проходит на Республиканском полигоне для испытания мобильных машин (более известен как «Липки»), где практически не ездят другие транспортные средства. Спецтрасса находится на удалении от МКАД. Поблизости расположен аэродром, и это учитывается: во время взлетов замеры мы приостанавливаем. То есть воздействие инородного шума практически исключено.

В течение трех дней погода позволяла провести замеры при идентичных условиях. Сила ветра достигала 1—3 метров в секунду. Осадков не было. Если в прошлые разы мы усиленно поливали асфальт и базальт, то теперь, наоборот, нам необходимо сухое покрытие.

В остальном все как раньше: пять комплектов «зимы» и один — «лета». За рулем — Юрий Краснов. На заднем сиденье располагается специалист, у которого имеется сертифицированный прибор — шумомер. Микрофон размещается возле уха водителя, чтобы получить объективную информацию о звуковом воздействии на управляющего автомобилем.

Измерения производятся на четырех скоростях: 50, 60, 90 и 120 км/ч. Двигатель работает на постоянной скорости, за ее поддержание отвечает круиз-контроль. Вентиляция салона и аудиосистема выключены, стекла полностью закрыты. Все находящиеся в машине по команде замирают и замолкают.

Прежде чем перейдем к результатам, напомним, во сколько децибел оцениваются понятные нам звуки: шелест листьев — 10 дБ, шепот — 20 дБ, разговор — 60 дБ, поезд в метро — 100 дБ. Болевой порог составляет 120 дБ, смертельный уровень — 200 дБ.

В зачет шли результаты, которые соответствовали условиям репрезентативности. Отклонения от общей картины в расчет не принимались. Подсчитанное в финале среднее арифметическое будет ключевым итоговым параметром.

Premiorri ViaMaggiore Z Plus

По традиции начинают испытание украинские шины с итальянским названием Premiorri ViaMaggiore Z Plus, спроектированные, как следует из маркировки на боковине, в Великобритании. У покрышек асимметричный рисунок проектора, а индекс скорости соответствует 210 (H).

На сайте производителя — компании «Росава» (ранее Белоцерковский шинный завод) — про акустические эффекты модели информации мало. Лишь те же данные, что на наклейке — обозначение умеренно шумных шин (второго типа). Фигурирует значение в 71 дБ. Повторимся, речь о внешнем звуке. Мы же измеряем салонные показатели.

Сразу после «переобувки» и поездки по городу возникли субъективные ощущения, что эти шины гудят. Разница после «лета» действительно ощущалась. А может, просто показалось? Вот и проверим!

— Набираем 50 км/ч, все молчат и не двигаются, — командует специалист, вооруженный шумомером.

Повисает тишина, слышен лишь мерный звук двигателя и шуршание покрышек об асфальт. Через пару секунд нам объявляют результаты: «58,8, 59,8, 59,2, 58,8 дБ. »

Интересно, что прибор сразу же отреагировал на посторонний шум. Навстречу по трассе двигалась машина, и значения выросли: 61,1, 62,2 дБ. Эти данные, разумеется, не пойдут в зачет.

А как только помеха отдалилась, шумомер вернулся к прежним значениям. Средний результат для 50 км/ч — 59,2 дБ.

Теперь заезды на 60 км/ч. Показатели по ним слегка выше: 59,1, 59,2, 59,8 дБ. Фиксируем среднее значение в 59,4 дБ. Напомним, по громкости это сопоставимо со спокойным разговором.

Автомобиль опять набирает скорость. Когда на экране высвечивается 90 км/ч, водитель включает круиз-контроль. Если верить прибору, то шум вырос: 64,5, 63,8, 63,6 дБ. Средняя цифра — 64 дБ.

Для сравнения: при разгоне, когда двигатель набирает обороты, шумомер фиксирует 71 дБ.

Остается крейсерская загородная скорость — 120 км/ч. Ухо улавливает разницу, но небольшую. Прибор более точен: 68, 67,8, 67,9 дБ. Средний результат — 67,9 дБ.

HIFLY Win-Turi 212

Вторым к акустическим измерениям приступает китайский бренд HIFLY, а точнее, модель Win-Turi 212. У этих шин также асимметричный рисунок, а индекс скорости равен 210 км/ч. На сайте изготовителя имеется нетипичное обозначение звуковых характеристик покрышки и подпись Quiet (тихие).

Противоречие в том, что на наклейке — более привычная для европейцев маркировка с двумя звуковыми волнами. Это соответствует умеренно шумным шинам. Указано значение в 72 дБ.

— Это «зима» или «лето»? — сев в автомобиль, удивляется специалист.

Возможно, это были субъективные ощущения, так как прибор стал выдавать вполне четкие значения. Средний результат для 50 км/ч (60,4 дБ) оказался лишь немногим ниже, чем для 60 км/ч (60,7 дБ), что, в общем-то, логично.

Для 90 км/ч зачетными получаются такие результаты: 64,3, 64,2, 64,2 дБ. В итог записываем 64,2 дБ.

Наконец, при скорости в 120 км/ч шумомер фиксирует кучные показатели: 68,6, 68,2, 68,3 дБ. Результат — 68,4 дБ.

Viatti Bosco S/T V-526

«Переобуваем» автомобиль в российские покрышки Viatti Bosco S/T V-526, также имеющие асимметричный рисунок (индекс скорости — 190 км/ч). Изготовитель заявляет, что шины сочетают в себе комфорт и бесшумность вождения со способностью выдерживать значительные нагрузки. Наклейки или другие обозначения, указывающие на уровень шума, нам обнаружить не удалось.

Практически все результаты оказываются довольно кучными. Так, для 50 км/ч получаем среднее значение в 59,2 дБ.

На скорости 60 км/ч российские покрышки звучат в среднем с такой же громкостью — в 59,2 дБ.

На спидометре высвечиваются мкадовские 90 км/ч, а результат, который идет в итоговую таблицу, составляет 63,8 дБ.

Загородные 120 км/ч шумомер оценивает в средние 66,4 дБ.

На данный момент это самые тихие шины в рамках нашего испытания!

Tigar SUV Winter

Сербские покрышки Tigar SUV Winter по итогам двух предыдущих испытаний стали одними из лидеров, показав, в частности, отменные результаты при торможении на мокром базальте. А что насчет шума?

Исходные данные говорят, что у шин симметричный рисунок протектора и индекс скорости H (до 210 км/ч). На русскоязычном сайте изготовителя сказано, что внешний шум соответствует 70—72 дБ. Это подтверждается обозначениями на наклейке: умеренно шумная, 70 дБ.

Прибор наготове, Юрий Краснов разгоняется до необходимой скорости и включает круиз-контроль. Потом минутка тишины и замеры. Вот какие средние результаты мы получаем: для 50 км/ч — 59,4 дБ, для 60 км/ч — 60 дБ, для 90 км/ч — 64 дБ, для 120 км/ч — 67,8 дБ.

Ничего сверхъестественного. Впрочем, этого и не обещали.

Nokian Hakkapeliitta R3 SUV

Интересно было узнать, какая роль в нашем оркестре достанется «скандинавам» — финским Nokian Hakkapeliitta R3 SUV. Это представители премиум-сегмента, которые рассчитаны на суровую зиму.

Как заявляет производитель, у шин агрессивный рисунок протектора, а частицы имеют острые грани, которые проявляются на протекторе по мере износа и делают резиновую смесь более шершавой. Сказывается ли это на уровне шума? На проверку понадобится совсем немного времени.

Наклейка же говорит об умеренном шуме и 72 дБ.

Наш водитель-испытатель Юрий Краснов, немного проехав на «Нокиан», замечает: «Катятся мягко». Но интрига заключена в акустическом эффекте.

Итак, полученные нами средние показатели составляют: для 50 км/ч — 59,1 дБ, для 60 км/ч — 59,8 дБ, для 90 км/ч — 64,6 дБ, для 120 км/ч — 68,8 дБ.

Разброс довольно большой: при городской скорости в 50 км/ч результат получился практически самым низким, а вот шум, выдаваемый при 120 км/ч, самый громкий.

Bridgestone Dueler H/P Sport

Штатные Bridgestone Dueler H/P Sport, продававшиеся вместе с автомобилем, были включены в испытания для репрезентативности. Хотя в плюсовое межсезонье при торможении они показали очень достойные результаты.

Вообще, летние покрышки, как считается, намного тише зимних. На это влияют состав резины, высота протекторов и прочие факторы. Однако.

При 50 км/ч прибор фиксирует средний показатель в 60,8 дБ. Это удивительно, поскольку он у нас оказывается самым шумным результатом для этой скорости.

Дальше — больше. При 60 км/ч — 61,2 дБ, что тоже является самым высоким результатом для шинных испытаний Onliner.

Правда, на 90 км/ч Bridgestone Dueler H/P Sport звучали уже не так громко, выдав средние 63,9 дБ. При 120 км/ч прибор зафиксировал 67,4 дБ.

Таблица результатов

Premiorri ViaMaggiore Z Plus (зимние)

HIFLY Win-Turi 212 (зимние)

Viatti Bosco S/T V-526 (зимние)

Tigar SUV Winter (зимние)

Nokian Hakkapeliitta R3 SUV (зимние)

Bridgestone Dueler H/P Sport (летние)

Уровень шума при постоянной скорости 50 км/ч

Оценка шумности автомобиля и стратегия предстоящих работ по вибро и звукоизоляции

С чего же правильно было бы начать построение аудио системы в своём автомобиле? На этот счёт существует масса досадных заблуждений и почти ни один ответ новичка или человека далёкого от темы не будет правильным. Потому что логика таких людей в корне ошибочна и строится чаще на зашкаливающих эмоциях, которые своим безудержным потоком заслоняют голос разума. На самом же деле правильный, качественный и по-настоящему достойный звук зарождается ещё на этапе подготовки «помещения» для прослушивания, в нашем случае это будет автомобиль, а точнее непосредственно тот объём салона, которым мы располагаем. Ни покупка магнитолы, ни изготовление подиумов, ни даже локальная обработка внутренней полости дверей виброизоляцией — ни один из этих вариантов не будет верным, т.к. пропускать ключевые этапы бессмысленно, если мы действительно нацелены на выдающийся результат, тем более на высокую достоверность звука. Поэтому в самом начале необходимо отбросить импульсивность и сосредоточиться на действительно важном, а именно привести свой автомобиль в состояние, пригодное для прослушивания музыки не только в покое на заглушенном двигателе, но и в пути, дабы извлечь максимум возможностей из тех, что предоставляет нам авто как удобное и мобильное средство транспорта.

Недаром я так тщательно и дотошно попытался описать процесс выбора «правильного» и наиболее тихого (с точки зрения генерации шумов) автомобиля в соответствующей статье, т.к. именно с тихой и максимально бесшумной машины начинается увлекательный процесс построения аудио системы, а если она таковой не является, то нам предстоит ее упорно дорабатывать до состояния приемлемого акустического комфорта. Итак, для начала нам нужен в распоряжении какой-то любой авто, за исключением совсем не подходящих излишне громких вариантов наподобие УАЗ hunter, запорожца, старых Mercedes g-класса и, в общем всех тех транспортных средств, где комфорт отсутствует как класс вместе с минимальным количеством звукоизоляционных материалов. Такие «безнадёжные» варианты практически не поддаются корректировке по снижению постороннего шума в салоне, а точнее затраты на подобную доработку будут совершенно несопоставимы с получившимся результатом. Таким образом можно потратить огромную кучу средств, нервов, времени и прочих ресурсов, а «на выходе» получить лишь субъективное снижение шума на несколько децибел, проще говоря совершенно неудовлетворительный результат. Поэтому мы будем изначально говорить о звукоизоляции подходящих для этого автомашин, а именно тех, которые уже с завода отличаются относительной тишиной, а так же отсутствием большого числа громких шумов и посторонних призвуков. Правильное начало автозвука — шумоизоляция и виброизоляция автомобиля.

Определение уровня шума в салоне

Начать комплекс мер по звукоизоляции стоит не «с потолка» на основании догадок и предположений, а подойти к нему с полной ответственностью и пониманием происходящего. Потому самым первым этапом в этом нелёгком деле будет аналитический. Нам необходимо замерять уровень шума в салоне в разных его точках (на месте водителя, пассажиров, на задних сидениях) и зафиксировать получившийся результат, т.к. он станет отправной точкой для того, чтобы определить, насколько меры по вибро и звукоизоляции возымели эффект по окончании работ. Притом замеры необходимо проводить в самых разнообразных условиях (всегда с полностью закрытыми окнами):

на заглушенном двигателе в полной тишине (это покажет, насколько шумы с улицы проникают в салон)

на заведённой машине на холостых оборотах двигателя (отчасти покажет, насколько двигатель вмешивается своими призвуками в звуковой фон и насколько он громкий)

на заведённой машине понажимать на педаль акселератора и сделать замеры на разных оборотах, безопасных для двигателя (уже в полной мере покажет шумность двигателя и его вклад в нарушение акустического комфорта)

Замеры можно произвести разными способами: от профессионального до просто первого попавшегося и максимально доступного всем. Для получения наиболее полных данных необходимо воспользоваться специальным прибором под названием шумомер. Приобрести такую «игрушку» не так уж и сложно, сейчас на рынке существует большое количество подобных автономных цифровых приборов для измерения: от простых обывательских, понятных каждому; до профессиональных навороченных с большим количеством функций. От уровня имеющегося функционала будет напрямую зависеть и цена такого устройства. Но приобрести его необходимо всем тем, кто решил всерьёз заниматься автозвуком, ведь замеры звукового давления в автозвуке — дело обычное и частое. Не обязательно покупать дорогостоящий и профессиональный измеритель шумов, достаточно простенького бытового, главное для выбранной модели, чтобы шумомер работал во всём слышимом диапазоне звуковых частот, а именно от 20 гц до 20 кгц, обладая при этом хорошей чувствительностью микрофона.

Проведя измерения и получив исходные данные в цифрах можно будет приступать к составлению плана звуко-виброизоляционных работ в своём автомобиле. В принципе, в большинстве случаев замеры вовсе не требуются, поскольку уровень повышенной шумности вместе с источником можно будет определить самостоятельно «на слух» без помощи приборов. Подход с замерами только лишь более профессиональный, а так же сможет дать наглядный и полный ответ о результативности проведённых работ и оправдает вложения в звукоизоляцию автомобиля. Часто бывает так, что проделана гигантская объёмная работа по вибро и звуко изоляции, материалы проложены грамотно и качественно, а результат на слух не сильно убирает интенсивность шумов (от ожидаемого), а скорее меняет их тональность и субъективный характер. Как раз в этом случае замеры показаний «до и после» шумоизоляции продемонстрируют наглядную картину реальной эффективности проделанной работы. Обычно вполне достойным показателем считается снижение шума на 10-15 дб от исходных значений, и такие цифры достигаются в случае масштабного и комплексного подхода к решению проблем, когда салон закатывается материалами «по кругу» в несколько слоёв.

Как звук проникает в салон?

Чтобы максимально эффективно «шумить» салон автомобиля и не тратить лишних и совсем неоправданных усилий и денежных средств, — необходимо хорошо понимать физику процесса гашения или же отражения звуковых волн, причём распространяющихся в случае кузова автомобиля в разных средах. На самом деле всё не так сложно и страшно как может показаться, и эту физику процесса сможет понять даже человек без специальных знаний. Разберём всё по-порядку, начиная с теории, которую я уже в общих чертах описывал в соответствующей статье. Итак, чтобы звуковая волна излучалась — необходим источник звука. Он может быть чем угодно, но конкретно в любом автомобиле источники звука всегда примерно одинаковы и практически не меняются в зависимости от марки или других параметров авто. Именно с источниками такого постоянного излучения звуковых волн нам и предстоит бороться, применяя вибро и звукоизоляционные материалы для обработки салона. Если шумоизоляция и виброизоляция автомобиля будут сделаны правильно и грамотно, то результат может удивить внезапным превращением и сменой классовой принадлежности машины.

Какие конкретно в автомобиле присутствуют источники звука? Пока машина стоит в покое, не заведена и не включены никакие приборы или электропотребители, то в данном случае сам автомобиль не излучает собственных шумов и нежелательных звуков, однако и в этом состоянии он контактирует с «внешним миром», звуки из которого могут быть слышимы и очень даже отчётливо. Внешний шум проникает в автомобиль по-разному, но принцип проникновения звуков от источника в некий условно закрытый объём всегда одинаковый и его можно полностью выразить следующими ключевыми моментами, которые будут основополагающими для понимания эффективных методов борьбы с любыми источниками звука:

щели и любые отверстия, которые позволяют воздушному объёму салона «сообщаться» с внешним уличным пространством. Салон практически любого автомобиля не герметичен, воздушные потоки часто «гуляют» с улицы в салон, даже если это никак тактильно не ощущается. Поскольку звуковая волна прекрасно распространяется в воздушной среде, то наличие любых отверстий (независимо от их размера, даже самых крошечных) позволит звуку пройти вовнутрь автомобиля, или же выйти обратно. Тоже самое будет касаться любых смежных с салоном объёмов, например щели между моторным отсеком и салоном будут работать точно так же. Зачастую вопросу устранения щелей не придаётся должного внимания и считается, что их вклад в шумность незначительный, тогда как это совсем не соответствует действительности, и важно понимать это.

Поэтому, для максимально эффекта от вибро-звукоизоляции крайне необходимо максимально избавиться от всех возможных щелей, которые могут позволить звуку свободно перемещаться из одного объёма/пространства в другой. При этом нельзя закрывать дренажные, функциональные, вентилляционные и прочие отверстия, которые предусматрены заводом изготовителем для отвода влаги или же циркуляции воздуха. И это огромная проблема любого автомобиля изначально как некого объекта для построения не только качественной музыки в нём, но и даже для создания комфортных условий для повседневной езды. Одновременно с тем данная проблема сразу же отвечает на вопрос, поставленный в прошлой теме: «почему изначальная продуманность конструкции автомобиля так важна и почему нередко очень проблематично исправить её врождённые недостатки».

Ведь если машина сделана так, что в ней «с рождения» много крупных щелей и зазоров, да ещё и конструктивно есть большое число вентиляционных отверстий, сообщающихся с уличным и подкапотным пространством, — то устранить шумы извне бывает попросту невозможно, если не закрывать эти отверстия, поскольку они в обозначенном примере будут превосходным «мостом» для передачи звуков в салон. Именно поэтому столь большое значение имеет продуманная форма кузова и вклад инженеров, т.к. зачастую изначально грамотное исполнение будет залогом не только уже хорошей звукоизоляции, но так же и во многом индикатором того, что ситуацию можно поправить в принципе. Чтобы убедиться в огромном влиянии щелей и других крохотных отверстий, можно провести простой эксперимент: если дома имеются пластиковые окна, то они начинают эффективно «отрезать» звуки с улицы только после того, как поворот ручки плотно прижимает оконную раму к основанию профиля, а в случае наличия даже незначительной щели звук с улицы всё ещё будет хорошо прослушиваться.
шум распространяется через сопрягаемые поверхности кузова, в частности звуковые волны идут от источника через поверхность металла, стекла, пластика и т.п. В данном примере так же значительное влияние на распространение ненужных нам звуков будет оказывать явление резонанса, когда звуковые волны определённых частот окажутся на частоте резонанса той или иной поверхности, то произойдет эффект многократного усиления данной частоты и получится, что поверхность сама превратится в излучатель звука на этой частоте. Понять это явление достаточно просто на практике: представим деталь кузова автомобиля с достаточно большой площадью поверхности, пусть это будет дверь. В таком случае поверхность двери представляет собой лишь лист металла небольшой толщины и сложной формы.

Когда звуковая волна, перемещаясь от любого источника (например двигателя) вдоль кузова войдёт в металл двери, то на определённой частоте (примерно 48-55 Гц) вступит в резонанс с ничем не укреплённым/усиленным «квадратом» металла, а именно вызовет эффект его вибрации, гула и дребезжания, поскольку дверь в данном примере сама начинает «резонировать», или воспроизводить видоизменённую звуковую волну на частоте резонанса. На практике это явление не столь выражено на слух, но вместе с многочисленными призвуками от других частей и деталей авто как раз образуется какофония гула, шума и разных несогласованных звуков, которые понемногу складываются из таких резонансов разных частей авто. Именно это одна из основополагающих проблем в любой машине, и именно для её устранения обычно производится виброизоляция кузова, т.е. поклейка вибродемпфирующими (поглощающими) материалами.
наконец случай, когда звук проникает из одной среды в другую, как бы проходит сквозь препятствие. Стоит вспомнить, что помимо непосредственного эффекта резонанса, звуковая волна способна проникать в любую поверхность из одной среды в другую (например из воздушной среды в металлы), распространяться в ней с неизбежным искажением, видоизменением своей формы и направления, чаще всего с ощутимыми потерями интенсивности (субъективной громкости восприятия), а затем так же дальше продолжать своё путешествие уже в новой среде, например в воздушном объёме. Чтобы наглядно продемонстрировать описанное явление и ещё лучше понять его, снова рассмотрим автомобиль в качестве теоретического пособия. Допустим у нас есть двигатель, излучающий разнородные по интенсивности и частотам звуковые волны. Представим идеализированную картину, что двигатель никак не соединяется с кузовом (подвешен в воздухе отдельно), а значит не передаёт напрямую кузовным элементам структурный шум. Теперь запустим двигатель и превратим его в излучатель звука. Представим так же относительно идеализированную ситуацию, что в перегородке кузова между отсеком двигателя и внутренним пространством салона нет щелей и отверстий (они все или хорошо заделаны, или же отсутствуют конструктивно).

Теперь возникает главный вопрос: что мы услышим в салоне и каким образом туда может попасть звук работающего двигателя, и попадёт ли он туда вообще? Ответ будет интересным и во многом определяющим: за исключением влияния оставшихся щелей (например в дверных проёмах, или в области сопряжения КПП на днище) звук несомненно проникнет в салон автомобиля и будет отчётливо слышим, однако его субъективная громкость будет заметно ослаблена, а характер излучаемого шума сильно видоизменён. Итак, что происходит в данном случае, разберём как можно подробнее. Работающий двигатель будет излучать звуковые волны во всех направлениях относительно себя, эти волны будут распространяться преимущественно в воздушной среде (т.к. наш предполагаемый мотор не соединён никак с кузовом авто). Звук двигателя, распространяющийся по воздуху во всех возможных направлениях, он будет натыкаться на различные препятствия, которые представляют собой ближайшие его элементы: внутренняя поверхность металла крышки капота, перегородка между салоном и моторным отсеком, защитные щитки в нижней части на днище, наконец прочие детали и узлы (генератор, инжектор, радиатор, бачки с жидкостями и т.п.). Встречаясь с этими неизбежными поверхностями, звук будет вести себя по-разному в зависимости частоты, длины волны и других своих характеристик: от каких-то поверхностей он будет отражаться под углом и перенаправляться в другую сторону, тогда как в другие поверхности он будет проникать и продолжать своё движение уже внутри их структуры.

На практике всё куда сложнее, и звуковая волна может частично отражаться, а частично проникать в новую среду. Об этих принципах поведения звука из физики я уже косвенно писал в отдельном материале. Чтобы сейчас сильно не углубляться в процесс того, какие конкретно звуковые волны будут проявлять себя тем или иным образом, достаточно будет понять лишь написанное выше: часть излучаемого спектра отразится от поверхности металла в каком-то противоположном направлении, а часть поглотится и продолжит своё распространение уже в новой среде, а именно в металле. Конечно, важно понимать, что при любых таких трансформациях звука (переходах из одной среды в другую) происходят энергетические потери и другие преобразования исходной звуковой волны, описать и просчитать которые не так просто, но это сейчас и не требуется, главное понять принцип. Итак, какая-то часть звуковой волны проникает в металл кузова и распространяется уже внутри его структуры, взаимодействуя с кристаллической решёткой которой звук так же преобразуется и заодно терпит энергетические потери, но никуда не исчезает при этом, он спокойно продолжает «жить» и распространяться по всему кузову.

Путешествуя в структуре металла, звуковая волна будет неизбежно ослабевать и гаситься, теряя свою энергию, таким образом в определённых точках салона (на достаточном удалении от двигателя) она ослабнет настолько что не будет нам интересна. Но хуже всего ситуация обстоит в точке наибольшей близости с источником звука/двигателем, а точнее с обратной стороны перегородки, разделяющей подкапотное пространство и салон, а именно там, где сидят водитель и пассажир. В этих точках пространства звук будет всё ещё хорошо прослушиваться, но почему? Проблема кроется в том, что звуковая волна может переходить из одной среды в другую сколько угодно, поэтому сначала она переходит из воздушного подкапотного пространства в металлическую поверхность кузова, а затем выходит в воздушное пространство объёма салона, как бы «проходя сквозь стенку». Такой «трюк» не проходит для звука без последствий: за счёт всех этих трансформаций он ослабевает, искажается и гасится, но всё-таки даже в таком виде вполне успешно достигает ушей водителя или всех тех, кто находится в салоне авто. Что можно сделать с таким явлением распространения звука, реально ли с ним бороться?

Несомненно реально и даже нужно, но для начала немного вспомним теорию. Момент, определяющий поведение звуковой волны на границе раздела сред зависит от акустической проницаемости среды в которую звук будет «входить» и от непосредственного угла падения звуковой волны. Волны, приходящие на границу раздела под разными углами, — они будут по-разному проникать внутрь, в том числе какие-то частоты будут лучше проходить, какие-то хуже. Но поскольку в нашем конкретном примере достаточно сложный сферический волновой фронт будет приходить со всевозможных направлений, то влияние угла вхождения будет минимальным, и первостепенную роль окажут именно свойства акустического сопротивления (проницаемости) конкретного препятствия. Теперь поняв, что не весь частотный спектр «пройдёт сквозь» препятствие (в нашем случае определяющее значение будет у перегородки кузова между моторным отсеком и салоном), а лишь ограниченная его часть, нашей задачей будет погасить этот нежданный звук.

Но как это сделать? Тут снова всё довольно-таки просто (хотя и затруднительно в реализации из-за ограничений самого автомобиля), в понимании нам снова поможет физика. Итак, разные материалы обладают различной степенью поглощения звука, а так же на этот параметр напрямую влияет толщина слоя данного материала. Лучше всего звук задерживают материалы с неоднородной, волокнистой структурой, в которой плотные участки перемежаются с воздушными пустотами. Такой структурой обычно обладают различные синтетические полимеры или войлочные ткани. Попадая в структуру такого материала, звуковая волна начинает значительно ослабевать, словно застрявая и путаясь внутри. Поэтому основной задачей по гашению нежелательных шумов и призвуков т.е. непосредственно звукоизоляции будет обработка нужных участков кузова наиболее «сильными» звукопоглотителями. Эффективность будет зависеть во многом от структуры самого материала, от правильности его нанесения/сопряжения с поверхностью и от толщины — чем слой будет толще, тем лучше звуковая волна будет погашена.

Составление плана вибро и шумоизоляционных работ. Принцип грамотного и экономически целесообразного подхода

Предыдущие этапы помогли нам определить сильные и слабые стороны своего авто, а при помощи шумомера мы точно определяем уровень шумности и уже конкретно можем сказать: есть ли смысл тратить деньги и прочие ресурсы? Устроит ли конечный результат? Ведь ожидать эффекта поглощения шума больше чем на 10-15 дб практически бессмысленно, если только речь не идёт о каких-то неординарных решениях. Изначально определив проблемные места повышенной шумности своей машины, мы получим инструмент для его локального устранения, или хотя бы корректировки. Теперь шумоизоляция и виброизоляция автомобиля всё ближе и мы можем начать основной этап планирования.

Для того чтобы выработать стратегию (и целесообразность) предстоящих вибро-шумоизоляционных работ, необходимо для начала чётко определиться с желаемым результатом того уровня комфортной акустики в салоне, которого хотелось бы достичь в конечном счёте, при этом наиболее важно соизмерить желаемое с реальностью и не «витать в облаках». Лучше сразу понимать ситуацию как есть и не тешить себя лишними иллюзиями вроде таких абсурдных желаний, как: «сделать из ВАЗа мерседес по уровню сопоставимого акустического комфорта». Это малореально по целому ряду причин: Lada изначально громче сама по себе (её многочисленные узлы отличаются гораздо бОльшей интенсивностью излучаемых шумов); ВАЗ куда менее продуман конструктивно, что выражается в никудышной изначальной проектировке кузова, шокирующим допускам по щелям и зазорам и в таком же отвратительном окончательном исполнении этого основополагающего элемента; наконец у «жигулей» тоньше металл и ниже качество, в довершении ко всему согласованность деталей между собой оставляет желать лучшего, что в конечном счёте выливается в практически неконтролируемое образование разнородных шумов и вибраций.

Конечно, всё до какой-то степени поправимо, но даже если к классическому и уже сильно устаревшему в моральном смысле ВАЗу подойти со всей серьёзностью и ответственностью, разворачивая масштабный и грандиозный подход, предполагающий «закатывание» машины шумо виброизоляцией в несколько слоёв, то конечный результат скорее всего не впечатлит и окажется ниже ожидаемого. А всё потому, что сложно бороться с крупными изъянами, доставшимися автомобилю при рождении. В этом смысле машину можно сравнить с человеком: если ему не везёт с генетикой при рождении, то ситуацию практически не исправить и легче признать особь эволюционно бракованной и дефективной, чем пытаться выжать из неё какие-то нереальные результаты, пусть даже средненькие по меркам большинства. Всё это напоминает лишь о простой мудрости: «выше головы не прыгнешь». У любого автомобиля имеется условный порог улучшения звукового комфорта (как впрочем и любых характеристик), выше которого может и можно подняться, но будет это очень незначительно и абсолютно нецелесообразно в плане соотношения результата к затраченным ресурсам. Поэтому разумно держать в голове цифры 10-15 децибел возможного улучшения и знать меру, а так же представлять простую сбалансированную истину: «сделать лучше можно, но поменять кардинально «породу» машины не получится, превратив её в ТС совсем иного класса».

Теперь, избавившись от детских фантазий несбыточного результата, можно идти дальше в попытке довести уровень шума до такого состояния, в котором он не будет СИЛЬНО мешать прослушиванию музыки в хорошем качестве. Понятно, что многие из нас хотели бы добиться идеальной тишины в своём автомобиле. Такой подход к проблеме действительно наиболее верный в случае, если мы хотим наслаждаться полноценным hi-fi в дороге, ведь принцип отсутствия внешних звуковых помех практически определяющий для данного стандарта высокого качества. Но не будем забывать и про то, что мы намереваемся построить систему в автомобиле, который не только имеет свои ярко выраженные ограничения по части достижимого уровня тишины, но так же и является повышенным средством опасности на дороге. Ввиду последнего так же крайне нежелательно и даже глупо устранять «в ноль» все внешние звуки с улицы (потому что они носят необходимый информационный характер в ряде ситуаций, например полезно услышать гудок водителя или же вовремя среагировать на визг тормозов), а так же убирать шумы самого автомобиля (по ним мы можем судить и о неисправностях машины, а так же отчасти ориентироваться в управлении обеспечением безопасных режимов работы двигателя и т.п.). Это означает лишь то, что в вопросах звукоизоляции не стоит доходить до крайностей и абсурда: будем стараться делать тихо, но совсем убирать посторонние призукки нельзя, т.к. они несут в себе вполне конкретный практический смысл, в том числе и с точки зрения безопасности. Ведь шумоизоляция и виброизоляция автомобиля предполагает здравый и практически научный подход к решению проблемы повышенной шумности.

Определение уровня внешних шумов и конкретные меры по их устранению

Зная и понимая всё вышесказанное, можно двигаться дальше и уже начать работать с имеющимся автомобилем в индивидуальном порядке. Начинаем аналитический процесс с выявления сильных и слабых сторон автомобиля в плане звукового комфорта. Приборы — это хорошо и всегда полезно, но они дадут лишь «голые» цифры, холодные и неодухотворённые, которые будут слегка дистанцированы от практики. Конечно по цифрам удобно ориентироваться и наглядно контролировать успешность результата, но важно понимать, что результат снижения интенсивности шума по прибору не всегда даст удовлетворительную звуковую картину «на слух».

Поэтому начинаем определять шумность замерами, причём делаем это тщательно и ответственно на разных режимах работы двигателя, разных скоростях, покрытиях и т.п.; а заканчиваем выявлять проблемные зоны уже исключительно на слух, которому конечно нельзя доверять на 100%, поскольку вещь субъективная по сути своей, но всё же именно определение шумов и призвуков «на слух» даст наиболее полную картину того, насколько автомобиль нуждается в шумоизоляции и какие конкретно у него проблемные участки/источники звука, с которыми предстоит бороться. Слуховой анализ так же следует проводить как можно тщательнее, чтобы никто не отвлекал и не беспокоил, а результаты полезно фиксировать в письменном виде наряду с тем, что показывает нам шумомер в каждой конкретной точке салона автомобиля (чаще всего это водительское, пассажирское и задние места, однако машины бывают разные). Имея на руках показатели уровня звукового давления вместе с субъективными ощущениями по уровню шума и предполагаемым источникам излучения звуковых волн, — у нас будет удобный и гибкий инструмент, с помощью которого можно подойти к звукоизоляции максимально обдуманно и разумно с точки зрения соотношения предполагаемых затрат и достигнутого результата.

Как определять источники повышенной шумности, как отличать одно от другого? Вопрос достаточно сложен, он практически каверзный. Какие-то источники звуков легко узнать и проверить, другие же могут быть совсем не очевидными и на деле совсем не теми, какими кажутся. Несложно идентифицировать обычно те источники шумов, которые реально проверить сравнительным методом. Начнём «включать» источники излучения нежелательных звуковых волн постепенно, при этом отслеживая вклад каждого нового включения в общую копилку шумности. Рассмотрим по возрастающей, как добавление всё новых и новых источников шума будет делать нашу машину всё громче и как на основании этого теоретического метода можно выявить те проблемные участки, которые необходимо будет шумить, а точнее вибро и звукоизолировать:

Машина в заглушенном состоянии/в покое. Стандартный случай, когда автомобиль никуда не едет и просто стоит на месте. Именно это будет одним из самых тихих и благоприятных с точки зрения прослушивания музыки состояний, т.к. вклад шумов в данном случае минимальный. Но поскольку он всё-таки есть и тоже иногда может быть даже чрезмерно громким — попробуем выяснить причины и возможные пути проникновения звуков в салон авто извне. Пока машина стоит на месте и никуда не движется, пока все окна и двери максимально закрыты а потребители/источники излучения выключены — вот он идеальный момент для того, чтобы понять насколько хорошо в принципе пропускает в себя внешние шумы с улицы. Картина может разниться значительно: где-то хорошо будут прослушиваться внешние звуки, где-то они будут лишь подобием далёкой «акустической тени» (т.е. степень заглушенности очень хорошая), а где-то в салоне будет слышна лишь какая-то часть диапазона частот звуковых волн, поступающих с улицы. Как бы там ни было, но прослушивания уличных шумов в оживлённом районе города (где их много и они самые разные) — это весьма хороший и верный способ определить, насколько машина готова противостоять им и насколько она тихая. Ведь если слышимость таких звуков чересчур хорошая, то перед нами уже вырисовывается достаточно крупная проблема, хотя мы ещё даже не подключали остальные излучатели в общий «микс».

Что пропускает эти звуки? Как и было сказано ранее, а в случае с уличной какофонией это будет выражено наиболее ярко — звуки проходят в салон авто извне в первую очередь посредством щелей и многочисленных зазоров. Неважно, даже если щель крохотная и глазу не столь заметная, но она послужит буквально «распахнутой дверью», впускающей весь фронт звуковых волн внутрь. В дополнении к щелям, звук может проходить сквозь любые отверстия, соединяющие объём салона с внешним пространством: это могут быть вентиляционные отверстия наружу, обеспечивающие приток воздуха, дренажные отверстия для отвода влаги и любые конструктивные ухищрения, благодаря которым салон автомобиля перестаёт быть герметичным. Чем больше любых отверстий/зазоров в кузове разного размера, тем хуже будет звуковая картина внутри и тем меньшим комфортом она будет обладать. Вторым определяющим моментом попадания звуков извне будет случай проникания звуковых волн через металл кузова. В данном случае на параметр звукопроницаемости влияет толщина перегородки и характеристики самого материала по звукопоглощению/отражению, причём учитывать нужно характеристики всех барьеров: металла кузова, стекол, уплотнителей и т.п.. В данном случае не стоит забывать так же и о резонансных частотах того или иного материала, т.к. звуки извне хоть и реже, но всё же могут быть на той же резонансной частоте, что и металл кузова, вынуждая в этом случае металл самостоятельно излучать нежелательные звуковые волны.

Способы исправить ситуацию и сделать тише. Когда речь заходит о борьбе с повышенной уличной шумностью в салоне, то наиболее пристальное внимание стоит обращать на устранение любых щелей, зазоров или неровностей прилегания поверхностей, поскольку именно они будут самым негативным образом сказываться на формировании неприятной звуковой картины. В этом смысле опять дают о себе знать «фирменные болячки» автомобиля, доставшиеся ему просто с рождения в результате кривой сборки, подгонки деталей, а так же конструктивных особенностей (лучше назвать их странностями), из-за которых акустический комфорт заметно пострадал. Проблема легко решается на этапе выбора автомобиля, изначально лишённого таких недостатков, а следовательно отличающегося высоким качеством изготовления и сборки. Наиболее часто проблема «кривизны» и странных конструктивных решений встречается у самых бюджетных авто, особенно в морально устаревших ВАЗах, технология производства которых не меняется десятилетиями. В этом смысле владельцу сильно не повезло, т.к. устранять шумы достаточно сложно и затратно, но всё-таки возможно.

Метод борьбы со щелями в общем-то прост и универсален для любого автомобиля, в котором они есть: сначала щели нужно обнаружить физически, примерно понять их размер, а после максимально заделать подходящими в каждом конкретном месте материалами, обладающими хорошими звукопоглощающими свойствами, при этом так же гибкими и упругими, не подверженными сильному износу. Мест, где можно обнаружить зазоры не так уж и много, они чаще всего находятся на стыке двух поверхностей. Наиболее типичные места нахождения критичных для проникновения звука щелей в автомобиле: стыки дверей и основания кузова (наиболее частая проблема российского автопрома); щели в перегородке между подкапотным пространством и салоном; зазоры в местах сопряжения коробки переключения передач, ручного тормоза и прочих элементов «на полу» в салоне; сообщающиеся вентиляционные отверстия, предусмотренные в кузове инженерами; зазор в месте прижима крышки капота к основанию; неплотное прилегание боковых стекол в дверях и т.д. Проще говоря, в большинстве случаев отверстия находятся там, где предусмотрено открывание чего-либо, плотное прилегание или же просто наличие изначально предусмотренных полостей.

Чтобы исправить повышенное проникновение внешних шумов вызванных щелями, необходимо эти щели устранить или хотя бы минимизировать. Логично, что для этого пространство зазора необходимо чем-то заполнить, да так, чтобы оно не выбивалось и гармонировало с интерьером. На стыках дверей можно проложить самоклеящийся звукоизоляционнный материал или же резиновый уплотнитель так же на клейкой основе. Притом, если площадь зазора внушительная, то и обработка требуется основательная, по периметру всей двери. Подбирать толщину материала придётся экспериментальным путём с таким расчётом, чтобы, например, дверь закрывалась так же легко как и раньше (ну быть может с небольшим добавочным усилием), но при этом «садилась» бы на своё место максимально плотно и ровно. Достойным эффектом будет достижение такого результата, когда дверь в закрытом состоянии будет слегка прижимать и как бы прессовать проложенный уплотнитель, тем самым наилучшим образом изолируя внутреннее пространство салона от внешнего мира. Чтобы убедиться в работоспособности этого приёма достаточно будет вспомнить устройство обыкновенных пластиковых окон, установленных у многих дома, ведь у них максимальный эффект звукоизоляции достигается как раз в момент надёжной фиксации окна к основанию рамы, при этом обеспечивается сильный прижим через мягкий уплотнитель.

Второй момент проникновения звука в салон автомобиля более каверзный и трудноустраняемый. Он заключён как раз в способности звука входить в структуру вещества из одной среды, перемещаться в этой структуре и выходить дальше. В нашем случае некоторая часть слышимого диапазона частот будет проникать таким образом в салон через металлические, стеклянные и прочие поверхности кузова. Решение тут простое, но не всегда реализуемое на практике: любую перегородку, отделяющую уличное пространство от внутреннего, необходимо сделать как можно толще, в том числе хороший эффект дал бы приём заполнения пустот во внутренних полостях кузова структурно сложным волокнистым материалом (проще говоря хорошим звукопоглотителем), поскольку звуковая волна имеет свойство сильнее угасать и рассеиваться, попадая внутрь такой структуры. И хотя этот приём в целом действенный и практичный, но проводить такую обработку категорически нельзя в дверях, где предполагается установка акустических систем в дальнейшем, т.к. подобные меры уничтожают сами основы работы динамика на предполагаемый объём. Поэтому, обработку плотными и максимальными по толщине звукоизоляционными материалами придётся оставить на те внутренние участки кузова, куда не планируется установка динамиков. И уже там можно развернуться по полной программе и максимально зашумить все пустоты.

Правда стоит помнить о двух важных моментах выбора звукоизоляционного поглотителя, обусловленных весьма непростыми условиями в любом автомобиле. Дело в том, что машина является достаточно неблагоприятной средой с постоянно меняющимися условиями влажности, температурных режимов и повышенной пожароопасностью. Поэтому подбирать любой звукоизолятор жизненно необходимо с таким расчётом, чтобы материал был негорючим и не впитывал влагу! Оба момента определяющие и отступать от них нельзя, потому что их игнорирование может привести к действительно трагическим последствиям в перспективе: к пожару или же к преждевременной коррозии автомобиля. Так же в процессе обработки полостей шумоизоляторами следует помнить о том, что наилучший и наиболее полный эффект поглощения звуковых волн будет достигаться при условии наиболее полного прилегания звукопоглотителя к поверхности металла кузова, поскольку звуковая волна будет передаваться напрямую в материал и гаситься уже внутри него, и не будет при этом выходить в пустые области воздушного пространства, свободно «разгуливая» там, распространяясь дальше.

Источник Источник Источник http://www.td-kama.com/ru/media/publications/213800/
Источник Источник Источник http://nopoint.ru/otsenka-shumnosti-avtomobilya-i-strategiya-predstoyashhih-rabot-po-vibro-i-zvukoizolyatsii/