Почему шумят шины? Влияние различных параметров шин на создание шумов

Покрытие дороги оказывает очень сильное влияние на возникновение шума при вращении шин. Существует так называемый «шепчущий асфальт», но он очень дорогой и поэтому редко встречается. 5о всяком случае, давно доказано, что этот асфальт может заметно снизить уровень шумов, образующихся за счет движения даже грузовых автомобилей. От производителей шин требуют продукцию, производящую как можно меньше шума. Влияние таких шумов разнообразно, кроме поверхности дороги в возникновении шума принимают участие также вес автомобиля, давление воздуха в шинах, скорость, тип транспортного средства, его состояние в данный момент и конечно погодные условия. В шинах шумы возникают в зависимости от их размеров, конструкции, материала и, прежде всего, рисунка профиля. Палитра шумов простирается от воя, пения и свиста до шипения и чмоканья. Напротив, изящная шина удовлетворяется мягким шорохом. Но в то же время такая шина довольно дорога и не всегда способна выдержать всевозможные ямы на наших  дорогах, так что если и покупать шины в интернет магазине шин в краснодаре, то необходимо выбирать некий среднестатический вариант.

шины

Особую роль в создании шумов шинами играют следующие факторы:

  • удар профиля в начале опорной поверхности шины;
  • компрессия воздуха в профиле движущейся опорной поверхности шины и колебания профиля блоков в конце опорной поверхности шины.

Почему шины шумят и как его снизить к минимуму?

При ударе блоков профиля о дорогу решающим является их кругообразное расположение по периметру шины, а опорная поверхность шины неизбежно образует прямую на основании. При налегании опорной поверхности шины (Отпечаток) движение блоков профиля меняется, если они молниеносно меняют направление на прямолинейное.

При скорости 100 км/час это происходит менее чем за 0, 001 секунды. Этот внезапный поворот, естественно, вызывает сильный шум от удара. Существенную помощь конструктору шин в решении этой проблемы оказывает частотный анализ. В акустической лаборатории шум шины изображается графически, и затем все встречающиеся частоты разлагаются в спектр.

Существуют определенные диапазон звуков, которые могут быть относительно сильными, при этом они субъективно не воспринимаются человеком как неприятные. Другие частоты, в основном резкие тона, могут нервировать даже при минимальной громкости. Чтобы добиться упомянутого равномерного шороха, путем соответствующих конструктивных приемов отдельные, очень сильные звуковые частоты устраняются. Например, это делается путем неравномерного расположения блоков профиля по периметру шины. В результате этого звуковая энергий распределяется по нескольким частотам, что приятнее воспринимать человеческому уху. Помимо этого, посредством компьютерного расчета последовательности деления блоков профиля, можно шум ударяющихся блоков переместить в те диапазоны частот, к которым ухо человека менее чувствительно. Сумма звуковой энергии остается прежней, но субъективно она воспринимается как более тихий шорох.

Продольные и поперечные ребра  в профиле шины

Профили с продольными ребрами, которые ставились на прежние камерные шины, производят очень мало шума, но имеют проблемы с аквапланированием, поэтому сегодня они уже не принимаются во внимание. Более неприятным источником шума является окружающий воздух, который сжимается в опорной поверхности шины и затем выходит. На жаргоне профессионалов этот процесс называется «Air-Pumping» (пульсация воздуха). При этом громкость звука определяют скорость и количество протекающего воздуха, тип каналов формирует звуковую картину и высоту тона. В качестве контрмеры конструктор шины пытается минимизировать движения профиля насколько это возможно. Возможности в этом отношении не беспредельны, в основном они ограничиваются" жесткостью конструкции брекера и твердой резиновой смесью. На движения профиля оказывает влияние также геометрия его структуры, но, к сожалению, пока не существует возможностей для ее расчета. Специалисты вынуждены обходиться утомительными пробами, эмпирическими (практическими) экспериментами, так называемым методом проб и ошибок. Кроме того, пульсация воздуха снижается путем:

Снижения скорости встречного потока воздуха в профиле за счет воронкообразного расширения каналов. Для быстрого отвода воды в опорной поверхности шины также пользуются этим принципом движения потока (гидродинамические эффекты), но только, наоборот, здесь хотелось бы иметь высокую скорость потока. Уже многократно упоминавшийся конфликт целей в деталях.

Ламели

Ламели, мелкие разрезы в профиле шины, могут действовать как присоски. Возникающие в результате этого шумы значительно громче, если разрезы образуют замкнутые полости. Поэтому ламели проходят до бороздок в профиле, они открыты, и эффект присасывания исключается. Мы рассказали о двух «активистах» в оркестре шумов, третий не менее важен. Это блок профиля, который отрывается от дороги, когда опорная поверхность снова уходит. В конце опорной поверхности блок профиля из прямолинейного движения снова переходит в круговое по радиусу шины. При этом блок, с одной стороны, еще крепко прижимается к дороге, но, с другой стороны, из-за сильного искривления находится под высоким напряжением растяжения. В то мгновение, когда последняя часть блока профиля уходит с опорной поверхности, он возвращается в расслабленное положение. Но он не сразу приходит в состояние покоя, а еще колеблется, подобно затронутой гитарной струне. Колебания возбуждают резонатор, т. е. тело шины, это вызывает слышимое звуковое излучение.

Шина действует как резонатор тем активнее, чем сильнее она находится под напряжением. Короткие блоки профиля были бы решением этой проблемы, но на практике есть этому ограничения. Поэтому конструкторы шин делают в профиле длинные разрезы. Каждый раз, когда такой тонкий разрез уходит с опорной поверхности, часть блока, двигающаяся перед ним, может уже расслабиться. Колебания уменьшаются, уровень шума снижается. Наряду с описанными проблемами и мерами по их решению существует множество других.

Идеальное решение создания бесшумной резины

Самое интересное решение проблемы осуществляется путем известного акустического феномена: два источника звука взаимно погашают друг друга в процессе звукового излучения, если их частоты одинаковые, но колеблются в противофазе. Этот эффект, возможно, известен любителям высокого качества звучания при правильном подключении к полюсам акустических систем. Если этого нет, музыка звучит заметно тише, вяло и не объемно. В шине рассматривают левую и правую половину протектора как отдельные источники звука и сознательно «подключают» их к полюсу «неправильно». Тем самым акустические волны  одной половины будут гасить волны другой  и мы получим бесшумную резину. Но! На практике невозможно  погасить все гармоники, хотя это бы было  идеальным  решением.

Как уверяют конструкторы шин, в этой области ими достигнута почти вершина. Тем не менее под давлением существующей конкуренции, а также настоятельных требований производителей автомобилей (нужны бесшумные автомобили) и законодателей продолжаются интенсивные работы по снижению шумов, производимых шинами

Добавьте данную запись, в закладки нажав «Мне нравится».



Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

1 комментарий к “Почему шумят шины? Влияние различных параметров шин на создание шумов”

  1. Василий:

    Современные автомобили достаточно шумоизолированные. Меня лично шум шин беспокойства не вызывает, или это я такой уравновешенный?


Оставить комментарий