30.07.2010 14:12
5

Dlaczego opony hałasują?

Autor: opony.com.pl

Dowiedz się dlaczego opony hałasują. Sprawdź, jak możesz obniżyć hałas. Czytaj o cichych oponach.

Opona samochodowa jest jak orkiestra. Składa się z dużej liczby "instrumentów" generujących dźwięki podczas jazdy. Każdy rowek, a nawet każda lamelka wpływa na to, co słyszymy podczas toczenia kół. Szkoda, że nie jest to muzyka dla ucha. Od lat próbuje się walczyć hałasem toczenia różnymi sposobami. Czy warto wybierać ciche opony? Co trzeba wiedzieć poszukując cichych opon?

Hałas opon przeszkadza nie tylko użytkownikom samochodów. Dokucza przede wszystkim osobom mieszkającym przy drogach. Hałas komunikacyjny urósł do rangi wielkiego problemu w zakresie ochrony środowiska. Zmniejsza się go stosując nowe nawierzchnie dróg pozwalające obniżyć hałas nawet o 7-10 dB(A) *. Niestety, są one średnio 2,5 razy droższe od zwykłych. Najczęściej jednak ogranicza się prędkość na trasach szybkiego ruchu i autostradach przebiegających w pobliżu skupisk ludzkich.

Jak obniżyć hałas?

Każdy posiadacz samochodu może dbać o obniżenie hałasu, nie tylko pilnując sprawności układu wydechowego, ale także wybierając ciche opony. W ten drugi sposób udaje się obniżyć łączny poziom hałasu pojazdu nawet o 3-4 dB(A) przy prędkości 80 km/h. Na papierze różnica wydaje się nieduża, ale w praktyce można przyjąć, że samochód na zwykłych oponach generuje tyle szumów toczenia, co trzy identyczne wozy jadące na cichych oponach. Być może dzięki ich rozpowszechnieniu, w przyszłości nie będziemy musieli zwalniać do 70-80 km/h na wielu odcinkach tras szybkiego ruchu. Również zbyt niskie ciśnienie powietrza zwiększa hałaśliwość. Spadek ciśnienia 0,5 bar od dopuszczalnego podwyższa poziomu hałasu średnio o 1 dB(A).

W zakresie prędkości 50-120 km/h opony są dominującym źródłem hałasu współczesnego samochodu osobowego średniej klasy. Poniżej 50 km/h przeważa odgłos silnika, a powyżej 120 km/h szum powietrza wokół nadwozia. Niedopracowane akustycznie opony potrafią jednak zagrać pierwsze skrzypce w generowaniu hałasu.

Skąd bierze się hałas?

W toczącej się oponie głównym źródłem hałasu są klocki bieżnika. Drżą podczas stykania się z jezdnią i odrywania od niej. Energia kinetyczna wyzwolona podczas odciążania klocków bieżnika rozprasza się poprzez emisję ciepła i drgania. Za dźwięki przy ostrym hamowaniu, starcie z buksowaniem kół lub pokonywaniu zakrętów "po bandzie" odpowiada zjawisko zwane stick-slip - silnie trące o jezdnię klocki bieżnika, "rozpaczliwie szukające przyczepności", wywołują drgania o wyższej częstotliwości niż podczas toczenia, które są słyszalne jako donośny pisk.

Żeby problemów było mało, hałasuje także powietrze opływające oponę. Szum powstaje wskutek wypompowywania go sprzed toczącej się opony, zasysania go za oponą, a nawet zawirowań przepływu pomiędzy kołem a nadkolem. Opona, stykając się z jezdnią tworzy z przodu i z tyłu "rogi", działające jak tuba patefonu, wzmacniające odgłosy toczenia. Wypełniona powietrzem opona działa również jak pudło rezonansowe. Aby się o tym przekonać, wystarczy w ciszy zapukać w jej bok.

"Komponowanie" dźwięku generowanego przez toczące się opony jest trudne. Twórcy starają się, aby hałas miał formę znośną dla ucha, szczególnie wrażliwego na dźwięki o częstotliwości 1-4 Hz. Mówiąc po ludzku, niepożądane są wszelkie dźwięki brzmiące "żżżż". Za mniejsze zło uważa się dźwięki "ssszzzz". Niestety, jest to zawsze szukanie kompromisu, gdyż zmniejszenie jednego niekorzystnego zjawiska akustycznego często powoduje powiększenie innego. Na szczęście, według danych statystycznych, negatywny wpływ sumarycznego obniżenia poziomu hałasu opony o kilka decybeli na jej właściwości jezdne i opory toczenia jest praktycznie pomijalny, blisko granicy błędu pomiarowego.

Czym kierować się w poszukiwaniu cichych opon, oprócz reklamowych deklaracji producentów?

Do cech sprzyjających cichobieżności opony zalicza się bieżnik kierunkowy bez przestrzeni zamkniętych, klocki bieżnika o zróżnicowanym kształcie ułożone asymetrycznie i nieregularnie, poprzeczne rowki ukształtowane w taki sposób, aby ich wejścia i wyjścia nie pokrywały się z krawędzią styczną bieżnika, dużą miękkość mieszanki, z której wykonano bieżnik, ale sztywny szkielet opony. Trzeba pamiętać, że im szersza opona tym większa powierzchnia styku z nawierzchnią, a zatem i hałas. Dlatego aktualnie przyjęty w Unii Europejskiej limit głośności dla opon o szerokości do 145 mm wynosi 72 dB(A), ale dla opon powyżej 215 mm już 76 dB(A). Wbrew powszechnej opinii nowoczesne opony zimowe do samochodów osobowych są (statystycznie) tylko minimalnie głośniejsze od letnich. Zauważalnie głośniejsze są natomiast opony o wzmocnionym karkasie. Nie kupujmy więc bez wyraźnej potrzeby opon o wyższym indeksie nośności, niż dedykowana do naszego auta.

Oczywiście, ostateczną decyzję o zakupie konkretnego typu ogumienia warto podjąć po przestudiowaniu niezależnych wszechstronnych testów.

* - dB(A) - jednostka natężenia dźwięku, przy pomiarze której wykorzystuje się częstotliwościową charakterystykę korekcyjną (A), optymalizującą pomiar pod kątem specyfiki funkcjonowania słuchu człowieka.

Pomocne mogą się też okazać testy opon przeprowadzane przez specjalistów. Wśród kategorii branych pod uwage przy ogłaszaniu wyników jest między innymi poziom hałasu wytwarzanego przez opony.

Jak testuje się hałas opon i komfort jazdy?

Testy poziomu komfortu i emisji hałasu odbywają się w strefie o wymiarach 20x20 metrów. Tor pokryty jest kruszywem o maksymalnej wielkości 8mm. W odległości 7,5 metra od kwadratu badawczego ustawione są mikrofony. Metoda ta nosi nazwę coast-by i zaliczana jest do sposobów badania hałasu zewnętrznego. Badanie to bywa jednak niemiarodajne - nawierzchnia nie odpowiada warunkom faktycznym, ponieważ realne drogi są gładsze i zbudowane z kruszywa o wielkości 14.-15 mm. Dlatego wyniki testów mogą różnić się od oceny kierowców - dana opona może wydać się im głośniejsza podczas użytkowania. Specjaliści od lat przygotowują jednak tory, które coraz lepiej oddają warunki drogowe i w przyszłości, możemy być świadkami idealnie odzworowanych wyników.

Zgodnie z metodą coast-by kierowca testowy wprowadza auto w strefę badawczą po osiągnięciu odpowiedniej prędkości, potem wrzuca luz i wyłącza silnik. Łącznie dokonuje się ośmiu pomiarów, po cztery w dwóch zakresach prędkości: od 70 do 80 km/h i od 80 do 90 km/h.

Innymi metodami są driver-by oraz cruise-by. Pierwszy polega na tym, że samochód wjeżdża w strefę testu z prędkością 50 km/h i na 2 lub 3 biegu, a znajdując się już w niej - przyspiesza. Druga to przejazd przez strefę ze stałą prędkością.

Badanie wewnętrzne z manekinem

W tym badaniu na miejscu pasażera sadza się manekina wyposażonego w mikrofony podłączone do rejestratora oraz komputera. Auto rozpędza się do stałej szybkości, po czym włącza się aparatura pomiarowa, która rejestruje poziom ciśnienia dźwięku. Test przeprowadza się kilka razy.

Jazdy testowe

Doświadczeni kierowcy testowi biorą udział w badaniach subiektywnych odnośnie poziomu komfortu i hałasu opony. Badanie takie przeprowadzane są z wykorzystaniem zestawu referencyjnego wg wzoru:

  • zestaw referencyjny
  • zestaw testowy nr 1 względem zestawu referencyjnego (możliwe kilka rund)
  • zestaw referencyjny
  • zestaw testowy nr 2 względem zestawu referencyjnego (możliwe kilka rund)
  • zestaw referencyjny
  • ...
  • zestaw referencyjny

Badanie jest dłuższe, niż w przypadku testów hamowania, ponieważ ma to wykluczyć wpływ kolejności opon na wyniki.

Oceny komfortu

Kierowca testowy stosuje różne próby, aby zbadać poszczególne aspekty komfortu:

  • Przejazd przez wyboje z prędkością około 80 km/h pokazuje, jak opona radzi sobie z tłumieniem hałasu, rezonansem, absorbowaniem wstrząsów itp. Odczucia relacjonuje kierowca i/lub dane są pobierane z aparatury pomiarowej
  • Przejazd przez pojedynczą przeszkodę np. wieko studzienki lub garb odbywa się na torze badawczym przy prędkości około 50 km/h. Kierowca ocenia wielkość przyspieszenia pionowego oraz poziom hałasu podczas zderzenia
  • Wpływ bieżnika na hałas bada się dwukrotnie - najpierw podczas przejazdu ze stałą, potem ze zmienną prędkością. Test pierwszy polega na jeździe ze stałą szybkością 80-100 km/h. W drugim badaniu pojazd rozpędza się do 100 km/h i wyhamowuje, aż do zatrzymania. W teście nr 1 bada się efekt rzeźby danego bieżnika, w drugim to, jak bardzo dudni i wyje w trakcie zmian prędkości. Testy te przeprowadza się na gładkim podłożu.
  • Aby określić poziom hałasu ogólnego, kierowca testowy przejeżdża z prędkością 80-100 km/h fragment chropowatej nawierzchni i relacjonuje swoje odczucia.
  • Testy komfortu i hałasu podczas pokonywania zakrętów przeprowadza się na torze z zakrętami o różnych promieniach.

Komfort i hałas są więc istotnymi częściami składowymi badań, jakim poddawane są opony. Czy jednak warto poświęcać im aż tyle uwagi? Odpowiedź brzmi: tak, ponieważ dzięki temu producenci starają się wprowadzać na rynek nie tylko bezpieczne, ale i komfortowe produkty.



Komentarze