Шумоизоляция автомобиля

Многие владельцы как новых, так и не новых автомобилей наверняка обращали внимание на акустический дискомфорт в салоне своего автомобиля, причем «шумными» являются популярные бюджетные иномарки и российские автомобили. Ошибочно считается, что шумоизоляция в автомобиле нужна лишь гурманам. Якобы она важна лишь для ценителей качественного звука. Но это далеко не так. Ведь от шума устает и водитель и пассажиры во время поездок, от шума зависит и настроение водителя. В этом случае никак нельзя обойтись без установки шумо-виброизоляции.

Вообще шумоизоляция - это технологический процесс, предназначенный для уменьшения степени проникновения посторонних звуков в салон автомобиля и снижения уровня шумов различного происхождения. Шумоизоляция является одним из необходимых шагов при проведении первоначального улучшения автомобиля, которое проводит практически любой российский автовладелец. И все же главной целью шумоизоляции автомобиля является комфорт водителя и пассажиров.

Совокупный уровень шума в салоне автомобиля зависит от возраста автомобиля, его технического состояния, от динамики движения и внешних факторов. Условно источники шумов можно классифицировать на две группы, в которых выделяются различные подгруппы:

•    Внешние источники шума 
•    Это шум от качения колес, шум набегающего потока воздуха и различные звуки извне, не имеющие отношения к движению автомобиля: крики, стуки и т.п. 
•    Внутренние источники шума 
•    Это, в первую очередь, рокот двигателя и шум трансмиссии. На втором плане - скрип соприкасающихся друг с другом отдельных элементов пластиковой отделки салона. 

В процессе шумоизоляции определенным образом уменьшается воздействие тех или иных звуков различными способами, зависящими от природы звука. Виброизоляция кузова автомобиля позволяет сократить наиболее низкочастотную составляющую шума. С высокочастотной составляющей шума должна бороться звукоизоляция. Звукоизоляционные или звукопоглощающие материалы создают особое препятствие для звуковых волн, которые теряются в толще материала.

Для шумоизоляции автомобиля могут использоваться различные материалы, отличающиеся акустическими свойствами. Выделяют следующие их разновидности:

•    Вибродемпфирующие 
•    Шумопоглощающие 
•    Шумоизолирующие 

Несмотря на то, что в конструкции автомобиля присутствуют системы, отвечающие за виброизоляцию кузова от виброактивных агрегатов и систем, что обеспечивается вибродемпферами и виброизоляторами - подушками опор и подвески, силового агрегата, подвесками системы выпуска отработавших газов, подушками опор радиатора системы охлаждения, сайлент-блоками и резиновыми элементами подвески автомбиля), которые обеспечивают перепады уровней виброускорений до и после опор на рекомендуемую величину не менее 26 db, то есть в 20 раз, - внутри пространства салона автомобиля невозможно обеспечить высокий акустический комфорт, желаемый как с точки соблюдения национальных стандартов (ГОСТ 27435-87), так и с точки зрения сохранения здоровья, безопасности и просто хорошего настроения водителя и пассажиров. 

С другой стороны, в автомобиле имеются источники шума аэродинамического типа (открытые срезы труб впуска и выпуска, зоны контакта зубчатого ремня привода ГРМ со шкивами, а также лопасти вентилятора системы охлаждения двигателя), которые в отличие от указанных выше источников звука, передающихся твердым путем через опорные связи виброактивных узлов и систем, передаются в пространство салона автомобиля воздушным путем. Естественно, для этих источников и путей их передачи необходимо применить также своеобразные антишумовые мероприятия. 

В-третьих, сам автомобиль как звукоизлучающая система - очень сложный многоканальный звукоизлучающий инструмент со сложным взаимодействием и взаимовлиянием отдельных каналов друг на друга, в результате чего в замкнутом пространстве салона (кабине) автомобиля образуется акустическое поле, неоднородное в пространстве по интенсивности звука, с более или менее выраженными узлами (минимумами) и пучностями (максимумами) звуковых давлений на низких резонансных частотах колебаний воздушного объема салона как упруго-массовой колебательной системы. В области средних и высоких частот звукового спектра в салоне автомобиля (свыше 500 Гц) характер звукового поля носит диффузный характер, вызываемый в основном многократными отражениями звуковых волн от жестких и частично податливых стенок внутреннего пространства салона (пола, крыши, панелей, щитка передка, стекол, дверей, задней стенки разделяющей салон и багажное отделение), и также процессом временной ревеберации звука в этом замкнутом пространстве (т.е. послезвучие с постепенным ослаблением звука вследствие постепенного частичного поглощения звука обивками интерьера, сиденьями, ковровыми покрытием и т.п. 

Для решения специфических акустических проблем уменьшения шума закрывания дверей, кроме покрытия слоем полимерного покрытия (пластмассой) деталей механизмов замков дверей, применяются виброшумодемпфирующие самоклеющиеся накладки на лицевых панелях дверей, вибропоглащающие накладки между брусом жесткости и лицевой панелью, многоконтурные емкие резиновые уплотнители на дверных проемах. Также разрешению этой проблемы способствует виброшумодемпфирование панели крыши. Демпфирование панели крыши целесообразно и с точки зрения ослабления ударного шума капель дождя. Весьма актуальной становится проблема необходимости эффективного виброшумодемпфирования металлических панелей кузова и деталей интерьера салона при использовании в автомобиле аудиосистем, головки (т.е. динамики, громкоговорители) которых являются мощными возбуждающими вибраторами структурного типа (твердым путем), а колеблющиеся диффузоры - возбуждающими источниками аэродинамического типа (воздушный путь передачи возбуждения). Но решение данной проблемы не только не позволяет исключить "паразитное" искажающее звучание панелей, но и в ряде случаев вызывает нежелательные раздражающие шумы. Более того, демпфирование металлических и пластмассовых деталей интерьера кузова благоприятно и для исключения возбуждения скрипов, стуков и гулов этих панелей при движении автомобилей по "негладким" российским дорогам. 

Обобщая известный по публикациям современный опыт щумовибродемпфирования панелей кузова салона автомобилей, следует констатировать, что: 

•    минимальный вес пакета шумовибродемпфирования кузова должен быть не менее 30 кг, при этом в его составе должны преобладать легкие с низким удельным поверхностным весом не превышающим 2,5 кг/м2 вибродемпфирующие и шумопоглощающие листовые панели;
•    композитный коэффициент потерь вибродемпфирующих покрытий (ламинатов), оцененный по методу Oberst на полосе стального листа толщиной 1 мм, не должен быть ниже 0,13. Т.е. не менее 13% вибрационной энергии, подводимой к изгибно-вибрирующей стальной полосе, должны необратимо преобразовываться в тепловую энергию, рассеиваемую в вибропоглощаемом слое ламината;
•    нормальный коэффициент звукопоглощения пористых шумопоглощающих материалов, оцениваемых стандартным методом акустического интерферометра в трубе Кундта в диапозоне частот 500...8000 Гц, не должен быть ниже 0,6. Т.е. не менее 60% поданной на панель звуковой энергии должно преобразовываться необратимо в тепловую энергию в результате фрикционных потерь в порах материала и деформационных потерь скелета пористого (пенистого, волокнистого) материала;
•    способность к звукоизоляции многослойных материалов шумоизоляции кузова, содержащих легкий (пенистый или волокнистый) звукопоглощающий слой и тяжелый вязко упругий (типа "септум") звукоизолирующий слой, должна подчиняться заданной нормативной предельной кривой с контрольными значениями способности звукоизоляции не ниже 10 db на частоте 500 Гц, 20 db на частоте 1000 Гц и 40 db на частоте 4000 Гц.