Три «шумных» экзамена

Покупатель автомобиля жаждет комфорта. Впрочем, не только его. Он жаждет скорости, мощности, безопасности, экономичности, модного дизайна и много чего еще. Но комфорт в этот список попадет обязательно.

Производители автомобилей об этом знают. И делают свою продукцию более или менее комфортной – все зависит от бюджета конкретной марки и модели автомобиля. Поэтому владельцы дорогих машин оказываются в лучших условиях, чем обладатели массовых средств передвижения. Но у последних есть отличный шанс «нанести ответный удар». А именно, воспользоваться предложениями по противошумному тюнингу. Ведь тишина в салоне – это важнейшая составляющая комфорта.

Противошумная обработка может быть предпродажной или послепродажной. Однако в любом случае автосалону или независимому сервису потребуются специальные материалы. В настоящее время применяются два вида таких материалов: маты для уклейки салона и распыляемые мастики. Давайте поговорим об эффективности той или иной защиты. Ознакомимся с результатами трех испытаний, проведенных:

• скандинавскими учеными из Шведского национального исследовательского института и Шведского королевского института металла и коррозии;

• специалистами-акустиками АвтоВАЗа из отдела исследования шума и виброкомфорта, подчиненного Управлению специальных испытаний автозавода;

• сотрудниками физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова совместно с редакцией журнала «АБС-авто».

Аргументы из Стокгольма

Шведские ученые испытывали распыляемый противошумный материал Noxudol 3100 на водной основе, выпускаемый фирмой Auson AB. В частности, сравнивали его со звукоизолирую­щими матами для уклейки салона. Обратите внимание: именно звукоизолирующими, хотя многие считают их звукопоглощающими. Но испытания показали, что эти «многие» заблуждаются.

Принципиальная схема тестов показана на рис. 1. Из нее видно, как работают маты и как – Noxudol 3100. Маты лишь снижают шумы за счет изоляции определенных зон кузова, а мастика устраняет сами причины его возникновения. И прежде всего гасит вибрации, рассеивая и поглощая звуковые волны.

Если образно, выглядит это так. Звуковая волна встречается с эластичной и вязкой структурой материала, вызывая обратимые перемещения его слоев. Благодаря упругим деформациям механическая энергия преобразуется в тепловую, поглощая часть наиболее мощных гармоник. Но это лишь начало борьбы. В работу включаются анизотропные свойства покрытия. Напомним, что анизотропия – это неоднородность механических свойств в различных направлениях. Вот и здесь покрытие сопротивляется звуковой волне по-разному. В одну сторону пленка ее пропускает, а в другую – нет. И таким образом гасит колебания, «запирая» их в своей структуре, что и проиллюстрировано на рис. 1.

Теперь о цифрах. В своей работе шведы определяли так называемый коэффициент шумопоглощения – безразмерную величину, принимающую значения от 0 до 1 с шагом 0,05. По этому интегральному показателю согласно американскому стандарту ASTM C 423 оценивают «боевые качества» материа­ла – чем выше коэффициент, тем лучше защита от шума. Посмотрим на рис. 2. Из графиков видно, что по коэффициенту шумопоглощения наклеиваемые маты существенно уступают препарату Noxudol 3100.

Были проведены опыты и на реальных автомобилях. Оказалось, что применение данной мастики, например, на Ford Focus позволяет снизить уровень шума на 3,5–4,5 дБ. По заявлению шведских ученых, водитель и пассажиры ощущают это как уменьшение шума на 45–50%. Что ж, весьма неплохо.

Аргументы из Тольятти

Обратимся к опыту испытателей АвтоВАЗа. Для сведения: этот автогигант обладает уникальной научно-исследовательской базой. Современные лаборатории, квалифицированные кадры и статус, дающий право проводить официальные экспертизы, – всё это знают и уважают и за рубежом.

Так вот, отдел исследования шума и виброкомфорта провел акустические испытания распыляемого шумопоглощающего препарата Mercasol Sound Stop. Он также выпускается компанией Auson AB, но принадлежит к более раннему поколению, чем Noxudol 3100. Тем лучше, посмотрим, на что способны шведские «ветераны».

Испытания проводились в сравнении с другими покрытиями – как отечественными, так и зарубежными. В частности, применялись: измерительная установка «Оберст» для определения приведенного коэффициента потерь, установка «Башня Пиза» для оценки способности материалов к звукоизоляции (рис. 3) и другое профессиональное оборудование. Самое главное, что такая база обеспечивает воспроизводимость эксперимента. Повторяй опыты хоть сто, хоть тысячу раз – результаты будут одинаковыми в пределах погрешностей приборов.

Ознакомимся с выводами, которые сделали испытатели (протокол в редакции имеется). По приведенному коэффициенту потерь Mercasol Sound Stop превосходит различные виды стандартной битумной шумоизоляции в 2,3 и 2,8 раза (в цифрах – 0,14 против 0,06 и 0,05 соответственно). А серийно применяемую антикоррозионную мастику – в 14 раз (0,14 против 0,01). Что касается звукоизолирующих свойств, у шведского препарата они выше на 1,8 дБ.

Вот что отражено в официальном письме «О результатах акустических испытаний материала Mercasol Sound Stop», подписанном Дирекцией по техническому развитию:

«Результаты стендовых испытаний свидетельствуют о высоких виброакустических показателях материала Mercasol Sound Stop по отношению как к серийно применяемым битумным вибродемпфирующим прокладкам панелей дверей и пола кузова производства <...>, так и к серийно используемой антикоррозионной мастике производства <...>.

Полученные результаты испытаний позволяют считать представленный тип материала эффективным шумовибродемпфирующим средством для акустического тюнинга кузовов серийных автомобилей производства ОАО "АвтоВАЗ"».

Разумеется, шведская мастика подойдет не только для автомобиля LADA, но и для иномарок. Ведь она создавалась в первую очередь для европейского автопарка.

Аргументы из Москвы

И наконец, о нашем редакционном тесте совместно со специалистами физфака МГУ. Для борьбы с шумом был выбран Noxudol 3100, уже известный читателям материал на водной основе – экологичный, эргономичный и широко применяемый в Европе.

Замеры шума проводились на реальных автомобилях. В целом работа еще не закончена, опыты будут продолжаться, поскольку мы хотим набрать как можно больше данных для разных марок и моделей. Пока эксперименты идут «в статике», т.е. в изолированном помещении с неизменным шумовым фоном, а весной, когда подсохнет асфальт, наступит черед дорожных испытаний. И тогда база замеров дополнится «уличными» цифрами – надеемся, очень интересными. А сейчас познакомим читателей с уже проведенными тестами. Но сначала небольшое отступление – впрочем, оно в рамках темы.

Недавно Владимир Милов, физик и наш консультант по данной работе, покупал новую машину. Он очень хотел тихую, а потому долго и упорно ходил по разным салонам, садился в автомобили, закрывал все окна и двери и слушал, насколько уменьшились внешние шумы, т.е. звуки, генерируемые окружающей средой. Как и следовало ожидать, разброс оказался колоссальным. На некоторых моделях звуки практически не ослабевали, а на некоторых – исчезали почти полностью.

Итак, способность гасить чужие, не собственные, шумы... Полезное свойство кузова? Безусловно. Поэтому первый опыт был таким: замеры шума внутри салона на одном и том же автомобиле до обработки и после нее. Во втором опыте определяли эффективность защиты капота и подкапотного пространства. Третий опыт позволил отследить шумовое влияние конструкции самого кузова и его отдельных панелей. Четвертый опыт посвятили колесным аркам. Таким образом, мы отследили снижение шумов от следующих источников:

• окружающей среды (интегральная характеристика);

• работающих агрегатов, и прежде всего двигателя;

• конструкции автомобиля в целом и кузовных панелей в частности;

• колес (точнее, комплекса возмущений под арками).

Для проведения экспериментов выбрали цифровой измеритель уровня звука AR-834 (шумомер). Он разработан специально для контроля уровня шума окружающей среды и применяется в медицине, а также в отраслях, связанных с охраной труда. Микрофон измерителя AR-834 размещали в салоне на уровне уха водителя. Кроме того, применяли оригинальный генератор звука на базе персонального компьютера и специальное программное обеспечение для этого комплекса.

Сегодня мы публикуем небольшую часть полученных данных (см. таблицу). Но это как раз тот случай, когда говорят «Мал золотник, да дорог». Разницу в 3,1–4,2 дБ водитель и пассажиры будут ощущать как 35–40%-ное снижение шума в салоне. Подчеркнем еще раз: эксперименты продолжаются, и редакция будет публиковать их результаты постоянно.

• Юрий Буцкий