18.02.2010 11:29
1

Komfort i hałas w oponach

Autor: Opony.com.pl
W jaki sposób bada się poziom hałasu w oponach? Co ma wspólnego akustyka z komfortem prowadzenia pojazdu?

Hałas mierzony w czasie testów zawiera się w pojęciu komfortu, ponieważ jest jednym z jego elementów. Na komfort składa się właśnie akustyka, rozmaite drgania, wstrząsy, ich tłumienie itd.

Czym jest hałas opony?

Opona w trakcie jazdy wytwarza drgania powietrza, które odbierane są jako hałas. Dźwięki generowane przez oponę mają różny stopień nasilenia - od niemal nierejestrowanych, przez wyraźnie zauważalne, nieprzyjemne, czy wręcz powodujące duży dyskomfort kierowcy i pasażerów. Można przyjąć, że im bardziej opona drży, tym wytwarzany hałas będzie większy.

Dlaczego opona hałasuje?

W trakcie jazdy opona ma nieustanny kontakt z nawierzchnią, kręci się, odkształca, klocki bieżnika zderzają się ze sobą. W czasie ruchu powstaje więc hałas, który ma swoje źródła w następujących czynnikach:

  • bieżnik wydaje dudniące dźwięki, gdy budujące go klocki uderzają o siebie; ma to miejsce podczas styku części opony z podłożem a potem w czasie jej oddalania się od nawierzchni
  • powietrze sprężone w rowkach bieżnika powoduje rezonans a potem uwolnienie go z tyłu opony
  • klocki bieżnika drgają w czasie kontaktu opony z drogą, potem ulegają rozprężeniu

Jak już zostało ustalone, opony hałasują w czasie jazdy. Od czego jednak zależy, czy emisja ta będzie ledwo zauważalna, czy też uniemożliwiająca skupienie się na jeździe? Istotnymi czynnikami o tym decydującymi są: sam samochód, rodzaj opon i stan (chropowatość) podłoża. Każda opona posiada indywidualną cechę - moment, w którym drży, czyli hałasuje, najbardziej. Gdy częstotliwość ta zbliżona jest do częstotliwości pobudzającej, to opona wzmacnia hałas i drgania, zamiast je wygłuszać. Dodatkowo, gdy częstotliwość pobudzająca podobna jest do częstotliwości własnej samochodu, to hałas wzmaga się jeszcze bardzie. Zależność ta może być związana z tym, że niektórzy kierowcy daną oponę uważają za cichą, inni zaś za głośną - mieli bowiem różne auta i jeździli po rozmaitych drogach. Często też szkopuł tkwi w konstrukcji samej opony - producent może poświęcić jej cichobieżność na rzecz zwiększenia przyczepności, czy w ogóle zignorować ten element sądząc, że nie on jest najważniejszy. Dlatego warto pamiętać, jak ważna jest współpraca producentów samochodów, opon i specjalistów zajmujących się budową dróg.

Jaki hałas można zaakceptować?

Uzyskanie homologacji hałasu dla opony nie jest obecnie dużym wyzwaniem dla producentów – wiele opon zbliża się do limitu 2dB (A). Limity te zawiera Regulamin nr 117 Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych (EKG ONZ) Jednolite przepisy dotyczące homologacji opon w odniesieniu do emisji hałasu toczenia i przyczepności na mokrych nawierzchniach. Przedstawione są poniżej:

Dla opon wzmocnionych (XL) limity są wyższe o 1dB(A).

Sytuację nieco zmieni wprowadzenie etykiet na oponach, ponieważ wymuszają one zaostrzenie limitów hałasu i reorganizację podziału opon ze względu na ich szerokość. Nowe limity wyszczególnione są poniżej:

Dla opon wzmocnionych (XL) i M+S limity te będą wyższe o 1dB(A)

Czym jest komfort opony?

Pojęcie komfortu opony można rozpatrywać na kilku płaszczyznach. Zacząć warto od tego, że opona ma docelowo redukować drgania i ograniczać emisję hałasu - wpływa to znacząco na wygodę podróży oraz stopień absorbowania kierowcy, czy pasażerów tymi bodźcami. Niektóre opony mogą nie spełniać tych funkcji - są tak zaprojektowane i wykonane lub nie sprawdzają się w konkretnych sytuacjach. Wtedy osoby jadące danym autem mogą odczuwać dyskomfort - za wysoki poziom hałasu, czy zbyt intensywne wstrząsy. Odbiór zależy jednak w dużej mierze od indywidualnych cech człowieka - jedna osoba może czuć się niekomfortowo, ktoś siedzący obok niej ma się zaś całkiem dobrze. Ludzie mają więc różną tolerancję na hałas, czy drgania i jest to całkiem naturalne. Odczuwanie dyskomfortu może zmienić się także w zależności od nastroju - osoba chora, rozdrażniona może reagować bardziej nerwowo, niż ktoś, kto jest rozluźniony i zadowolony. Komfort opony to również zaufanie kierowcy do produktu - powierza on bezpieczeństwo swoje i pasażerów danym oponom, w związku z tym aby czuł się dobrze, musi wierzyć w ich jakość.

Skąd bierze się dyskomfort?

Obniżony poziom komfortu, który jest źródłem nieprzyjemnych doznań, może wynikać z:

  • budowy opony: producent świadomie zrezygnował z niego, aby poprawić inne parametry
  • cech danego modelu: jego konstrukcja po prostu nie zapewnia komfortu
  • niskiej jakości opony i błędów przy jej produkcji.

Opona ma złożoną budowę, od której w dużej mierze zależy komfort. Przyjmuje się, że musi zostać zachowana równowaga między sztywnością i elastycznością jej elementów. Trzeba jednak pamiętać o tym, że opony mają różne przeznaczenie i założenia konstruktorów często mogą mieć wpływ na poczucie komfortu - opony dedykowane miłośnikom szybkiej jazdy z reguły gorzej absorbują drgania, ponieważ ważne są w nich inne parametry. Za najbardziej komfortowe uznaje się zaś wąskie opony o wyższym profilu, jednak ich główną wadą jest podatność na rozchwianie np. podczas wyprzedzania, co powoduje, że kierowcy z nich rezygnują.

Komfort a pozostałe parametry

W zależności od budowy opony generują różny poziom hałasu i drgań. Opony o niższych profilach są przeważnie szersze, dlatego też wzrasta siła wstrząsów i hałas. Produkty te są także z reguły sztywniejsze, co sprawia, że dyskomfort związany z dźwiękami i drganiem jest jeszcze większy.

Każdy model opony to suma kompromisów - nie ma jednej opony, która spełniałaby wszystkie wymagania, bo to po prostu niemożliwe. Jeśli opona ma być wyjątkowo cicha to w konsekwencji dużego komfortu akustycznego spada jej przyczepność i łatwiej o wystąpienie poślizgu. Co jest więc ważniejsze - cisza, czy bezpieczeństwo? W budowie cichej opony można także wykorzystać małe klocki budujące bieżnik - są one jednak nieatrakcyjne wizualnie, a wielu kierowców zwraca baczna uwagę na wygląd opony. Znowu pojawia się dyskusyjne pytanie - co jest ważniejsze: cisza, czy design? Odpowiedzi na te pytania będą tak odmienne, ilu jest kierowców o różnych preferencjach.

Należy przyznać, że najważniejsze w oponie jest bezpieczeństwo, jakie zapewnia. Mimo to w testach wciąż bada się poziom hałasu i komfort. Dlaczego? Opona, która jest bezpieczna, ale powoduje ekstremalny dyskomfort, nie znajdzie nabywców. Nikt nie chce za cenę jazdy bez ryzyka borykać się z męczącym hałasem i wstrząsami.

Jak przeprowadza się badania komfortu i hałasu?

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 nie jest jednak miarodajne - 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.

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