Teoretyczne podstawy ochrony przed hałasem samochodowym

Każdy człowiek na co dzień ma do czynienia z przejawami hałasu: na ulicach miast, stadionach, budynkach użyteczności publicznej, na produkcji. Zwykły samochód nie jest wyjątkiem, w którym musisz spędzić dużo czasu i poczuć całą gamę zewnętrznych negatywnych czynników. Aby zrozumieć fizyczną istotę tego zjawiska, jego wpływ na żywy organizm i organizację systemu ochrony przed nim, spróbujmy zrozumieć pojęcie i naturę hałasu.

Istota hałasu i jego rodzaje

Hałas to nic innego jak kombinacja dźwięków o różnej intensywności i częstotliwości, wywołująca dodatkowy stres psycho-emocjonalny i mająca szkodliwy wpływ na człowieka. Tak więc to właśnie w niepożądanej i szkodliwości dla obiektu wpływu leży główna różnica w stosunku do zwykłego dźwięku. W samochodzie narażonym na zwiększony hałas kierowca i pasażerowie szybciej się męczą, co może doprowadzić do sytuacji awaryjnej. W związku z tym pojawia się potrzeba zwalczania tego niepożądanego zjawiska. Aby poznać wroga z widzenia, dowiedzmy się, jaki jest rodzaj hałasu.

W życiu codziennym najczęściej charakteryzują go słowa „silny” i „słaby”. Ale wiele osób nie wie, co się za nimi kryje. Oparte są na dwóch parametrach określających stopień percepcji i siłę oddziaływania umysłu - poziom dźwięku (jego natężenie) oraz poziom ciśnienia akustycznego. Zmieniamy je, regulując głośność systemu głośników. Ogólnie przyjęta skala pomiaru tych wskaźników to skala logarytmiczna z jednostką miary w decybelach (dBA). Krytyczna wartość poziomu dźwięku dla osoby to 130 dBA, przy czym powoduje to bolesny efekt. W zależności od umiejscowienia maksymalnego poziomu ciśnienia akustycznego w widmie częstotliwości, hałas można warunkowo podzielić na:

• niska częstotliwość (LF) - do 300 Hz;
• częstotliwość średnia (MF) - od 300 do 800 Hz;
• wysoka częstotliwość (HF) - ponad 800 Hz.

Uwzględniając oscylacje amplitudy fali dźwiękowej w przedziałach czasowych, szum dzieli się na stały, przerywany i impulsowy. Hałas stały charakteryzuje się zmianą amplitudy w granicach 5 dBa w ciągu 8 godzin. Hałas stały obejmuje hałas materiałowy przenoszony przez silnik, skrzynię biegów, amortyzatory i koła pojazdu. Przerywany ma dyskretną strukturę zmian, impulsowe skoki o czasie trwania około 1 sek. Przerywany można przypisać szumowi dołączonego systemu grzewczego. Pisk plastikowych części jest impulsywny. Ludzki słuch dostosowuje się do poziomu „tła” i niejako przyzwyczaja się do niego. Jednocześnie nie dostrzega dźwięków cichszych od tego poziomu, ale wrażliwie wychwytuje „ostre” dźwięki, które w amplitudzie przekraczają „tło”. Im „ostrzejszy” dźwięk, tym bardziej jest zauważalny dla ludzkiego ucha.

Sposoby generowania pola akustycznego w samochodzie

Drgania dźwiękowe pochodzące ze źródeł pierwotnych przenikają do wnętrza pojazdu przez niedostateczną gęstość otworów drzwiowych i okiennych, kanałów powietrznych oraz otworów technologicznych wzdłuż nadwozia. W procesie ograniczania kabiny przed działaniem takich drgań akustycznych występują dwa główne elementy. Jest to tłumienie i ograniczanie pojawiania się szumów tła w samych źródłach, czyli poprzez poprawę działania jednostki napędowej, konstrukcji podwozia i układu wydechowego. Ogromne znaczenie ma wysokość i faktura bieżnika opony. Z drugiej strony stopień izolacji akustycznej samochodu zależy bezpośrednio od grubości szyby, poszycia i paneli.

Hałas przenoszony przez konstrukcję rozchodzi się ze źródła hałasu i wibracji poprzez korpus maszyny za pomocą powiązanych elementów mocujących i mechanizmów przenoszenia obrotów, takich jak zawieszenie, przekładnia i układ kierowniczy. Wynikające z tego wibracje mechaniczne napędzają inne części ciała, które wytwarzają wtórny hałas w tle. Odbite dźwięki odgrywają ważną rolę w powstawaniu tych ostatnich. Fale akustyczne powstające w trakcie pracy mają tendencję zarówno do uginania się wokół przeszkody, jak i odbijania od różnych powierzchni, co powoduje dodatkowe obciążenie otaczającej przestrzeni. Na przykład drgania dźwięku odbijają się od nawierzchni drogi i wracają w kierunku dolnej części samochodu. Dodatkowe wibracje w podłodze są również spowodowane energiami towarzyszącymi wydechowi spalin. Wszystko to składa się na ogólną kakofonię dźwięków, określanych przez nasz narząd słuchu jako hałas.

Sztywność systemu i dlaczego jest potrzebna

Jak już wspomniano, wibracje mają istotny wpływ na ogólną strukturę narażenia na hałas. Należy tutaj pamiętać, że ciągły ruch cząstek ciał stałych nie tylko powoduje dźwięk, ale może również prowadzić do bardziej znaczących skutków, zbiegających się z innymi falami w określonej części przestrzeni. W przypadku drgań harmonicznych sztywność układu drgającego determinuje możliwość rezonansu w pewnym zakresie częstotliwości. Wraz ze wzrostem sztywności jego prawdopodobieństwo maleje przy wysokich częstotliwościach przy tej samej amplitudzie działania wejściowego. Ponadto w przypadku rezonansu przy niskich częstotliwościach konieczne jest zwiększenie działania wejściowego.

Możesz to skomentować za pomocą następującego przykładu. Człowiek kołysze drzewo o średnicy 10 cm, jednocześnie łatwo „odnajduje” rezonans, a nawet więcej niż jeden. Jeśli kołysze drzewo o średnicy 20 cm, to „poszukiwanie” punktu zbieżności wibracji będzie wymagało od niego większej siły. A te siły w ogóle nie wystarczą, gdy drzewo kołysze się 40 cm, stąd widać, że przy tej samej amplitudzie działania wejściowego wzrost sztywności układu zmniejsza prawdopodobieństwo wejścia układu w rezonans. W przypadku samochodu duża sztywność pozwala „zignorować” niewielkie wartości hałasu strukturalnego i powietrznego, gdyż nie wystarczą one, aby zjawisko to wystąpiło w różnych częściach karoserii.

W celu zwiększenia sztywności karoserii oraz elementów wykończeniowych pojazdu, sklep internetowy DD Tuning oferuje wszelkiego rodzaju materiały uszczelniające i pochłaniające wibracje. Ponadto w ofercie znajdują się tradycyjne i innowacyjne produkty do ochrony przed hałasem oraz produkty do izolacji termicznej.