Для чего необходима в автомобиле качественная шумоизоляция? При эксплуатации автомобиля существует не только несколько источников шума в виде громко ревущего двигателя, но также и, если в машине установлена, например, излишне громкая музыкальная акустика. Поэтому не возникает сомнений, что изолировать шум — довольно ответственная задача при тюнинге автомобиля.
Окунемся немного в мир физики. Сделать это просто необходимо, чтобы понять все процессы рождения и усиления источников шума из автомобиля. Понятно, что шум — это колебания. Другим словом — вибрации. Вибрации создают и панели кузова, и сам двигатель, и многие другие его элементы.
Один из самых весомых шумов — это взаимодействие покрышек и асфальта. Вносят определенную долю в шумовую симфонию и элементы трансмиссии, и некоторые дополнительные разнообразные источники. Одним словом, можно подвести итог, что корпус автомобиля способен производить весь слышимый человеком диапазон и спектр звука. Можете даже не сомневаться. Да и у всех был опыт услышать эту своего рода ‘музыку’.
Абсолютно все производители автомобилей стараются ответственно подойти к вопросу шума машины. Этому свидетельствует факт присутствия у них своих собственных акустических лабораторий по изучению, измерению, анализу данных. Но, конечно, все мы понимаем, что как не изучай общие данные, а подход в каждом конкретном случае останется индивидуален к каждому автомобилю в отдельности. Ведь это — уникальное сочетание элементов вносимых владельцем и способами эксплуатации.
В этом и сложности разработок, направленных на борьбу против шума. Уже сам процесс изучения всех происходящих в автомобиле явлений на эту тему довольно сложен. При всей сложности процесса анализ и поиск решений является кропотливым и тяжким трудом.
Рассмотрим, какие именно достижения произошли в этой области. В шумоизоляции классифицируют три вида материалов, которыми снижается шум автомобиля.
К первым относятся материалы, основное назначение которых снизить вибрации. Вибродемпферы — так их называют.
Ко второй группе относятся материалы, призванные поглощать шум, своеобразные шумопоглащатели.
Существует третья, довольно условная категория, — шумоизоляторы. О ней рассказывать здесь не имеется особой необходимости, так как для ее эффективного применения в автотюнинге имеются ряд существенных препятствий.
Конечно, кроме просто шума еще, например, существует инфразвук и прочие явления. Воздействие инфразвука на человека еще до сих пор исследуется. Пока существуют только множественные предположения, что якобы он может влиять на усталость водителя и некоторые иные факторы. Не будем отвлекаться, углубляясь в факты, и вернемся к акустическому шуму и борьбе с ним.
Самой значительной для автомобиля, естественно, принято считать группу вибропоглощающих материалов. Гасят шум они в пределах 20-500 герц и не предназначены для борьбы с высокочастотными шумами. Как они справляются со своей миссией?
Принцип работы основан на том, что, чем тяжелее предмет, тем сложнее его раскачать. Вот и утяжеляется металлическая панель кузова. Но это не весь принцип действия вибродемпфирующих материалов, а лишь одна из его сторон. На самом деле, все куда интереснее. Чтобы это прояснить, добраться нам придется прямо до молекулярного уровня процессов.
Если оклеить лист металла материалом и заставить его вибрировать, то вибрация будет передаваться на наклеенный демпфер, сдвиг молекул которого преобразует кинетическую энергию в тепловую. Из-за этого и происходят механические потери, которые измеряются их коэффициентом.
Коэффициент механических потерь принято измерять от нуля до единицы. Т.е нуль будет обозначать, что материал не справляется с гашением вибраций и абсолютно не подходит для этой задачи. Также понятно, что самые эффективные материалы по своим характеристикам будут приближаться к единице. Также можно добавить, что весь принцип действия демпфирующего материала напоминает принцип действия амортизатора.
От чего же, в основном, зависит то, как именно материал демпфирует вибрации? На это влияет огромное количество факторов. Самое главное значение из этих физических факторов для нас сейчас имеют структура материала и его состав. Состав вообще — штука секретная.
Фирмы очень строго охраняют его секретную формулу. Все это потому, что самые распространенные материалы для изготовления вибродемпферов сейчас — битумополимерные. А это, как известно, сложные композитные материалы. В них необходимо очень строго соблюдать различные пропорции наполнителей.
Успешный состав — это результат огромного исследовательского труда или удачи. Принцип работы виброденфера так же еще очень сильно зависит от клея, которым он крепится на поверхность очага вибраций. Тут необходимо достижение идеальной адгезии. Огромное значение имеет диапазон рабочих температур этого клея.
Одним из самых распространенных советов тем, кто клеит вибродемпферы, является соблюдение чистых и обезжиренных поверхностей для приклеивания вибродемпферов. Поверхность, ни в коем случае, не должна быть жирной и грязной. Исключается также поверхность, обработанная антикоррозионными составами. Проследив за этими условиями, есть все шансы добиться эффективной службы клея виброденфера.
Не следует также забывать про инструкцию. Слишком частой ошибкой является невнимательное чтение инструкций завода-изготовителя. Часто применяется специальный нанесенный термоклей, который перед его применением требует сильного нагрева.
Не зная этого, и не нагрев вибродемпфер специализированным феном, просто невозможно не то, что качественно приклеить, но также нормально уложить этот материал на поверхность достаточно сложной геометрической формы. Ведь контакт с этой геометрической формой должен быть просто идеальный. Ни о каких пузырях даже и речи быть не может.
Иногда вибродемпферы покрывают с лицевой стороны слоем фольги. Существуют покрытые бумагой и даже ламинатом. Для чего предназначены все эти покрытия?
Конечно же, для более тщательного предохранения вибродемпфирующего материала от повреждения. Тем самым, увеличивается срок его службы и надежность эксплуатации. Это также служит защитой от всяческих химически агрессивных сред и, самое важное, что нанесение дополнительного лицевого материала способствует повышению коэффициента вибропоглощения.
Речь идет не только о повышении коэффициента, а практически о его удвоении, как показывают измерения. Происходит это любопытнейшее явление, как оказалось, потому, что часто материалы лицевые играют роль звукоотражателей. Еще хотелось бы отметить, что дополнительные лицевые материалы вибропоглощателей позволяют наносить предпочитаемую владельцем автомобиля краску. Просто замечательная возможность!
Куда же, в основном, наносят вибродемпферы? Самые популярные очаги вибраций в автомобиле — это, например, тоннель кардана. Вторыми по значимости являются различные панели кузова. В основном, это — панели, служащие отделять моторный отсек. Очагами вибрации также являются арки колес. Ну, и, естественно, двери и некоторые панели, находящиеся в районе крыши.
Все это — наиболее вибронагруженные участки автомобиля. Но не стоит ограничиваться только этими участками. В принципе, везде, где только могут возникнуть вибрации, можно устанавливать вибропоглощающие демпферы.
К одним из недостатков вибродемпферов можно отнести факт, что не везде они хорошо держатся. Чем обширнее поверхность, тем больше риск, что со временем виброполгощающий материал может отделиться.
Например, если использовать их для значительной по размеру площади потолка, то со временем он просто может отвалиться на голову водителя. Произойдет это в том случае, если, как положено, не учли толщину и массу нанесенного материала.
Вибродемпферы также еще классифицируются производителем по толщине. Делят их еще и по тепературе плавления.
Рассмотрим область шумов с более высокими частотами. Бороться с ними призваны поглотители шума. Основа работы полглотителей шума — специальные ячейки в материале, похожем на поролон, в которых шум просто-напросто запутывается. Эти ячейки, словно микроскопические голодные рты, глотают шумовые волны.
В особенности свойств материала шумопоглотителей, есть еще важный нюанс принципа действия. Дело в том, что ячейки должны быть строго одинакового размера и расположены абсолютно хаотически. Этим и отличается этот продвинутый материал от, например, поролона.
Самый главный параметр эффективности шумопоглотительного материала — это его толщина. Ведь в ней миллионы ячеек, в которые попадают средние и высокие частоты и уже не могут вырваться наружу. Делают шумопоглатители из пенополиуретана.
В отличии от вибропоглощающих материалов, шумопоглощающие имеют свойства очень легко повреждаться. Они очень мягкие их легко порвать или выдрать кусок. Поэтому им просто необходима защитная пленка. Без этой пленки их нормальная эксплуатация просто немыслима. Также следует отметить тот факт, что защищающая шумопоглощающие материалы пленка должна обладать 96 процентной звукопроницаемостью.
Имеется в виду, что звук должен проходить через пленку без малейших препятствий. Если он отразится от поверхности защитной пленки, то в ячейки шумопоглощателя ничего не попадет, и эффективность работы этого материала, соответственно, будет просто на нуле. Но не только механического повреждения боится материал шумопоглатителя.
Опасность представляют также различные агрессивные химические среды, масло или влага. Ячейки будут просто-напросто забиваться. Защитная пленка обычно клеится на шумопоглащающий материал паутинкой или точечно, так как есть места склейки ‘мертвые’ (бесполезные).
В каких местах автомобиля применяют шумопоглащатели? Первое самое распространенное, которое хотелось бы отметить, — это капот. В этом месте шумопоглотитель справляется просто отлично. Отзывы владельцев дизельных автомобилей, владельцев отечественных ‘Нив’ дают очень хорошее этому подтверждение.
Следующие по значимости места — это внутренние панели дверей. Почему именно там? В замкнутых акустических пространствах происходит постоянное блуждание волн звука. Да, и, к тому же, там устанавливаются динамики, а без изоляции качественного звука ждать не стоит. Шумопоглатители применяют также еще и в багажнике. Естественно, если устанавливается сабвуфер. Часто применяют поглотители и на потолке салона автомобиля.
Бывают случаи и совместного применения описанных выше материалов — своего рода, комбинирование. Это увеличивает коэффициенты их действия. Например, в салоне у ног водителя применяют комбинацию по слоям, как и вибропоглотитель, так и шумопоглотитель. Интересной особенностью шумоизоляции оказалось то, что в результате ее применения повысились антикоррозийные свойства тех мест, где она применялась.
Самый распространенный вопрос, который интересует людей, занимающихся автотюнингом: ‘До какого уровня можно снизить уровень шума автомобиля всеми этими хитрейшими манипуляциями?’. Теперь уже вполне существуют опытные цифры — это 50%. Судите сами, конечно, но цифра вполне внушительная.