Создание шумозащиты автомобиля

Прежде чем осуществлять шумоизоляционные мероприятия, водитель должен четко определить их главную цель. В результате таких работ можно улучшить звучание музыки в салоне, избавиться от скрипящих шумов, улучшить комфорт. На основании этого выбираются расходные материалы, которые будут применены во время обустройства автомобиля.

Если шумоизоляция делается своими руками, не обязательно заниматься переоборудованием всего салона. Такие работы можно делать поэтапно, и при этом совершенствовать навыки. Начинать можно с менее значимых частей, постепенно переходя к тем, чье влияние на защиту от шума более существенно. Обычно шумоизоляционные работы требуются для багажника, пола, дверей и т. д.

Инструмент, который понадобится для шумоизоляционных мероприятий:

• фен строительный;
• ролик для прикатки;
• металлорежущее приспособление.

Материалы, широко используемые для шумоизоляции

Вибропласт Silver

Чаще всего применяемый материал. Он отличается гибкостью и эластичностью. Он производится в виде самоклейной пленочной композиции шумоизоляционных материалов на фольге из алюминия. Лента толщиной 2 мм имеет квадратную разметку, что облегчает раскройку на детали различных конфигураций и размеров. Материал не вступает во взаимодействие с водой или влагой, не саморазрушается, не ржавеет и обладает качествами герметика. Его легко крепить на поверхности со сложными формами. Места применения: крыша, двери, пол, капотные и багажные крышки, часть салона со стороны двигателя.

Вибропласт Gold

Этот материал отличается от предыдущего тем, что он толще на 0,3 мм. Это обеспечивает большую виброизоляцию. Вес материала – 4 кг на м².

Вибропоглощающий материал Бимаст Бомб

Структура листа толщиной 4,2 мм состоит из лицевого фольгированного слоя, нанесенного на каучуково-битумное основание. Материал во время укладки требуется разогревать до 40-50°C. Это лучший шумопоглощающий и влагоупитывающий материал, обладающий максимально эффективным КПД.

Он безупречен для создания аудиофона в салоне автомобиля. Механические потери могут составлять до 0,5 %. Удельный вес листа – 6 кг на м². Используется для нанесения на стенку кузова, ограждающую салон от двигателя, в зонах над глушителем, карданного вала, арок колес.

Сплен 3004

Шумопоглощатель с высокими теплоизоляционными свойствами. Не вступает во взаимодействие с разрушающими веществами из внешней среды и не впитывает влагу. Толщина листа с клейкой поверхностью составляет 4 мм. Предназначен для монтажа на вертикальные и гнутые поверхности и может использоваться при температурах от -40 до +70 °C. Отличается небольшим удельным весом – 0,42 кг на м³. Сплен 3004 имеет несколько разновидностей – это сплен 3008 и сплен 3002. Толщина первого – 8, второго – 2 мм.

Антискрип Битопласт

Пяти или десятимиллиметровый материал выполняет в салоне автомобиля уплотнительную и шумопоглощающую функции. Он производится на основе клеящегося слоя пенополиуретана с противоадгезионной специально пропитанной прокладкой. Битопласт-5 не является источником распространения запахов, не разрушается под воздействием неблагоприятных воздействий внешней среды, отлично проявляет свои функциональные свойства при низких температурах. Вес – 0,4 кг на м².

Шумозащита Акцент 10

Десятимиллиметровый материал для шумоизоляции автомобиля состоит из нескольких слоев, в основе которого эластичный пенополиуретан и клеевой монтажный слой. С другой стороны лист обклеен металлизированной пленкой. Изделие обладает высокими теплозащитными возможностями. Поглощение шумов составляет до 90%. Вес листа – 0,4 кг на м². Температурный режим, при котором материал не разрушается, от -40 до +100°C. Применяется для обработки крышек капотов, багажников, моторных отделений.

Маделин

Материал выполняет уплотняющие и декоративные функции. Изготавливается на черной тканевой основе. Толщина составляет 1-1,5 мм со слоем клея. Ткань защищена водонепроницаемой прокладкой. Маделин используется для декоративного закрытия зазоров в салонах, панелях приборов, а также для уплотнения воздуховодов.

Это не полный перечень средств и материалов, используемых для шумоизоляции автомобиля. Все остальные изделия по техническим показателям и свойствам во многом идентичны и мало чем отличаются от уже названных.

Шумозащита крышки и корпуса капота

Использование шумопоглощающих материалов для обработки двигательного отсека не может гарантировать избавление от шума мотора. Но такие мероприятия позволяют существенно снизить шумовую нагрузку на пользователей и окружающую среду, а также одновременно обеспечивают теплоизоляцию транспортного средства в зимнее время года. Для обработки капота и его крышки подходит изоляционный материал Акцент 10 и вибропласт Silver.

Шумоизолируя капот, следует учитывать вес материалов. Если он будет избыточным, со временем это скажется на состоянии амортизаторов, их придется раньше времени менять. Теплоизоляционный материал Акцент любой толщины удобен тем, что он сохраняет тепло в зимнее время, обладает устойчивостью к высоким температурам и не воспламеняется даже от попадания жара, который может возникать во время работы двигателя. Материал не тяжелый, поэтому толщина слоя отделки не повредит изоляционной профилактике.

Внимание! Заводская обивка капота должна оставаться не поврежденной. Ее нельзя снимать. Шумозащита является дополнительным способом изолировать и утеплить капот, а не альтернативным. Выбирая толщину акцента, следует учитывать зазор между «родным» обивочным слоем и свободным пространством для шумоизоляционной пленки. Не исключено, что некоторые модели автомобилей не имеют заводской изоляционной отделки. В таких случаях можно использовать изолирующие материалы максимальной толщины. Обычно это 15 мм. В соединении с виброизоляторами, они создадут максимально эффективный результат.

Антишумовая обработка автомобильных дверей

Шумоизоляционные мероприятия дверей улучшают защиту салона автомобиля от внешних звуков, температуры и оптимизируют внутреннюю акустику. Для обеспечения шумозащиты в минимальном объеме потребуются виброизоляторы марок Silver или Голд. Их крепят с тыльной стороны колонок. Чем большую площадь покрытия удастся охватить, тем лучше для акустики.

Если металл тонкий, рекомендуется использовать шимоизолятор с максимальной толщиной. При этом не желательно утяжелять конструкцию, так как это отразится на функциональности дверей и петель. Лучше всего применять комплексный подход с использованием тонких разнотипных шумопоглощателей.

В качестве первого слоя используются вибропласт Голд или Сильвер. Конкретно напротив динамика рекомендуется наносить Бимаст бомб. Второй слой образовывается с помощью 4 – 8-ми миллиметрового слоя виброизоляционного сплена. Внутридверное пространство, в котором размещается динамик, должно быть герметичным. Это действие придаст двери дополнительной прочности.

На следующем этапе осуществляется звуковое изолирование дверных карт. Они не должны издавать скрипов или других звуков. Для этого используется антискрип Битопласт. Чем большее количество получится использовать этого вещества, тем лучше. С помощью вещества Маделин обрабатываются внутридверные «сверчки», тяги и ручки. Между техникой оклеивания передних и задних дверей отличий не наблюдается. В случае, когда в двери не устроен динамик, виброизоляционных материалов используется в меньшем количестве, а их ассортимент может сузиться до наиболее элементарных.

Шумозолирование потолочного пространства

Такие мероприятия позволяют оградить салон автомобиля от проникновения шумов, поступающих извне. Во время дождя неприятный шум, сравнимый с грохотом, будет снижен до комфортного минимума. Для отделки потолка применяют вибропласты марки Голд или Сильвер. Потолок не стоит утяжелять, потому что вес машины должен быть максимально приземленным. В качестве шумопоглощателя наносится четырех или восьмимиллиметровый сплен. Допускается накладка материала в несколько слоев. Главное, не забывать о том, чтобы шумоизолятор не мешал правильно натянуть потолочную обшивку.

Шумовая защита пола в салоне автомобиля

Укладка шумоизоляции вызвана необходимостью защитить внутреннее пространство автомобиля от шумов, возникающих вследствие трения колес о дорожное покрытие, удары камешков и т. д. Для этого используются качественные тяжелые материалы, такие как Бимаст бомб. Сверху дополнительно наносится 4-х, либо 8-ми миллиметровый сплен. Укладывать сразу толстое покрытие может быть не удобно, поэтому можно сделать несколько тонких наслоений.

Во время внутренней шумоизоляции важно, чтобы в местах, где находятся колесные арки, сделать усиленную многослойную шумоизоляцию тем же Бимаст бомб. Если такой возможности нет, можно использовать вибропласт марки Голд в несколько шаров.

Материалы для шумоизоляции багажников, колесных арок и ниш

Повышенное внимание следует уделить на нише запасного колеса. Его рекомендуется несколько раз полностью обработать виброизолятором. Пластиковые элементы обшивки обклеиваются противоскрипным Битопластом. Колеса являются основным постоянным источником нижних шумов. Для улучшения комфорта в салонах транспортных средств, места, где располагаются арки и ниши для колес, обрабатываются максимально утолщенным пленочным слоем.

Такие мероприятия выполняются в следующей последовательности: снимаются подкрылки, поверхность кузова очищается. На внутреннюю часть арки наносится вибропласт и антигравий. Последнее дает не только шумозащиту, но и предохраняет от коррозии. Пластиковые подкрылки также используются. При необходимости, их дополнительно обрабатывают клейким веществом. Если все будет сделано правильно, водитель и его пассажиры будут ощущать себя в максимально возможной тишине, которой можно достичь во время движения автомобиля.

Шумоизоляция дает неограниченные возможности для улучшения условий пользования транспортными средствами. Несмотря на то, что производитель автомобилей изначально заботится об этом, использование антишумовых материалов позволяет создавать дополнительные барьеры для проникновения посторонних утомляющих звуков. В некоторых случаях антишумовая обработка является одновременно и антикоррозионной. Это дает возможность эффективнее позаботиться о состоянии автомобиля и продлить срок его эксплуатации без дорогостоящих ремонтов.

А далее видео про шумоизоляцию автомобилей:

Рационально гасим автомобильные шумы и вибрации

Для настройки и проверки акустических свойств, в частности, используются безэховые камеры ― в том числе с беговыми барабанами или интегрированные в аэродинамические трубы.

Каждый из нас сам определяет важность тех или иных потребительских свойств автомобиля. Кого-то больше интересует простор, например, кого-то ― управляемость. Но акустический комфорт актуален для всех. Не нужно быть экспертом, чтобы понять, шумен ли автомобиль. Первые выводы можно сделать буквально в начале поездки. Тогда как, скажем, оценка плавности хода или тормозов требует времени. В индустрии шумы и вибрации объединены в англоязычное понятие NVH (Noise, Vibration, Harshness). За последним словом скрывается, скажем так, жёсткость, интенсивность явлений ― прямой аналог слову harshness в техническом русском не найти.

Если в области NVH всё плохо, человек физически это чувствует: перегружается нервная система и головной мозг, уходит внимание, снижаются тонус и реакция. Поэтому в современных ― более тихих ― автомобилях легче ездить на дальняк. Только не надо говорить, что со временем «стала лучше шумоизоляция»! С точки зрения теории, шумоизоляция ― последний и совершенно не обязательно самый эффективный способ обеспечить акустический комфорт. Сейчас разберёмся почему.

Про NVH трудно рассуждать без глубокого погружения в физику и математику. Чтобы не завязнуть в высоких материях, мы упростим некоторые вещи. Но не будет ошибкой сказать, что шум генерируется вибрациями. Сами по себе они тоже вредны, причём особенно для техники.

Итак, у любого колебания есть источник. Автомобильные шумы и вибрации генерируются прежде всего двигателем и выхлопной системой, катящимися колёсами, а также воздухом, обтекающим кузов. Есть ещё несколько десятков источников, но доминируют именно перечисленные. Обычно на городских скоростях основной «вклад» вносит силовой агрегат, на шоссейных 90-100 км/ч всё голосит практически в равной степени, а после 120-130 км/ч беспокоят в первую очередь возмущения аэродинамического и дорожного происхождения. Это в теории.

Любой шум, например от мотора, распространяется двумя путями. Механически — через вибрации панелей кузова и структурных элементов, имеющих физическую связь с источником, — и непосредственно по воздуху, в том числе «проникая» через те самые панели, как показано на иллюстрации. Поэтому есть три основных пути борьбы с шумом. В порядке приоритета это снижение интенсивности его происхождения, гашение вторичного излучения структурными элементами и только в третью очередь ― звукоизоляция, то есть «ловля» той составляющей, что передаётся воздушным путём.

Например, снижение шума от двигателя начинается ещё с организации процесса сгорания, которое по возможности должно быть сглаженным. Крупные излучатели звука ― блок цилиндров, крышка головки, поддон картера ― конструируются так, чтобы не резонировать в такт рабочему процессу в цилиндрах. Всё чаще подобные элементы делают из пластмасс, прямо на них наносятся шумопоглощающие материалы, а весь мотор по возможности «капсулируется». Раньше сильно шумели выхлопные системы, но невольно помогли катализаторы и фильтры твёрдых частиц, сглаживающие пульсации отработавших газов в помощь глушителям.

Дальнейшему распространению вибраций должны препятствовать опоры силового агрегата. Точки их крепления выбирают так, чтобы не провоцировать колебания кузова. Памятна история первых серийных ВАЗов-2108, у которых из-за неверно расположенной передней опоры вибрации и шум на холостом ходу достигали дискомфортного уровня. Опору переносить было поздно, её сделали мягче, что принесло ряд других проблем.

Сегодня гидравлические опоры силового агрегата, объединяющие в себе упругую и гасящую функцию (как дуэт пружины и амортизатора в подвеске), перестали быть экзотикой. Наиболее эффективны активные опоры, создающие движение в противофазе к вибрации либо изменяющие свою жёсткость в зависимости от условий.

Колебания, всё же попадающие на кузов, нужно минимизировать. Очень важно избежать резонансов. Максимально жёсткий кузов совершенно не обязательно получается и тихим. Монолитная конструкция может снизить резонансы, но увеличить структурную передачу шума.

В отличие от журналистов, автомобильные инженеры чаще оперируют понятием резонансных частот кузова, а не его жёсткости на кручение. Причём оптимальная частота не должна быть как можно больше или меньше ― она должна быть ровно такой, чтобы избегать резонансов. Потому что кузов ― лишь один из членов сложнейшей колебательной системы, в которую входят и упругие элементы подвесок, шины, сиденья, и все источники колебаний.

Силовая схема кузова разрабатывается с учётом всего перечисленного. Даже те детали, которые не несут серьёзной нагрузки, обладают усилителями и подштамповками, чтобы максимально противодействовать вибрациям. Высокопрочные и термически обработанные стали, прокат переменной толщины, технологии склеивания кузовных деталей и прочие ухищрения применяются даже в массовом автостроении. При этом компьютерная симуляция всё равно выявит остаточные вибрации. Что с ними делать?

Если в двух словах, в таких точках нужно изменить частоты собственных колебаний, чтобы уйти от резонанса. Например, применив вибродемпферы — жёстко или мягко закреплённые массы. Не стоит удивляться, обнаружив при ремонте где-нибудь в недрах переднего бампера чугунную трёхкилограммовую чушку: её здесь не забыли на заводе, а прикрутили строго согласно конструкторскому расчёту, дабы нивелировать колебания определённых частот. Грузы поменьше часто ставятся на детали подвески или выхлопной системы.

В определённых местах в полости кузова заливается пена, свойствами напоминающая строительную, а на плоские панели клеятся, например, битумные маты. Но не сплошняком, как при гаражном тюнинге, а точечно, выбирая места на базе компьютерного моделирования. Шум использует любые лазейки, поэтому минимизируется число отверстий в кузове, а особенно в моторном щите. Любое из них тщательно изолируется. Хорошо, что ушли в прошлое механические приводы акселератора и автоматических коробок передач, служившие мощным каналом передачи вибраций. И только после того, как все конструктивные резервы выбраны, наступает время звукоизоляции.

Если всё сделано верно на предыдущих стадиях, много её не потребуется. Например, для Гольфа седьмого поколения использовалось на четыре килограмма меньше шумоизоляционных материалов, чем для предшественника. Современные мягкие маты и ковры ― технологические шедевры, точно отформованные под контуры и рельеф моторного щита или пола. В салоне совсем без покрытия не обойтись, ибо оно выполняет ещё и теплоизоляционную функцию. Но не удивляйтесь, например, голому металлу вокруг запасного колеса в багажнике — это значит, по мнению производителя, шум успешно погашен первичными мерами.

Подобные «протоколы» касаются не только шума от двигателя, а применяются для каждого источника. Поверьте, о борьбе с гулом качения шин, аэродинамическими возмущениями или наружными звуками можно написать по отдельной статье. Там масса нюансов, тонкостей и хитростей. Домашняя оклейка дополнительными матами безусловно даёт эффект, но такой подход нельзя назвать рациональным. Ради пары децибел выигрыша придётся не только потратить тысячи рублей на материалы и работы, но ещё и возить с собой десятки лишних килограммов, расплачиваясь за них повышенным расходом топлива.

Последний писк моды ― системы активного шумоподавления, создающие с помощью колонок аудиосистемы полезный звук в противофазе вредному. «То на то» должно давать тишину. Увы, подобные системы работают не идеально точно, ограничены по мощности и частотному диапазону: такова физика. Шумы от мотора и дороги достигают ушей водителя и пассажиров всего за 0,009 с, а лучшие противосистемы реагируют за 0,002 с. Ясно, что они будут улучшаться, ― но главное, чтобы не получилось, как с ESP, когда развитие страховочной электроники обернулось ослаблением базовых конструкторских принципов.

Чем выше частота звука, тем сильнее он беспокоит. Например, в зоне частот 2000-4000 Гц утомляющее действие начинается с громкости 80 децибел (дБ), а при 5000-6000 Гц ― уже с 60 дБ. «Структурные» шумы, которые распространяются кузовом, в основном имеют частоту ниже 500 Гц и на слух воспринимаются как более низкочасточные, гудящие, басовитые. В автомобиле они в основном приходят от дороги, но есть и вклад выхлопной системы.

А возмущения, передающиеся акустическим путём, доминируют на частотах выше 1000 Гц (после 800 Гц они считаются высокочастотными). Здесь в основном голосят силовой агрегат и аэродинамика. Человек воспринимает звук в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц, но в автомобиле обычно приходится иметь дело с вилкой 30–8500.

Кроме спектрального состава (частотности шума) важен и характер спектра. Бывают широкополосные шумы, то есть беспорядочное смешение звуков, и тональные шумы. Например, подвывание электродвигателя усилителя руля или сипение хладагента в недрах кондиционера. Автомобиль может производить сотни таких специфических «нот», и хорошие производители на стадии дорожных испытаний «выводят» их полностью.

Кстати, значение громкости шума в децибелах совершенно не обязательно соответствует субъективным ощущениям человека. Хотя бы потому, что наш орган слуха по-разному воспринимает звуки разных частот. Да, шумомеры тоже обрабатывают сигналы от микрофона по сложной программе, пытаясь скопировать чувствительность уха. Но работает это не всегда. На практике автопроизводители обязательно ориентируются не только на замеры, но и на мнение экспертов. Порой звук проще перевести на более приятную нам частоту, чем погасить. Всё это решается в ходе дорожных испытаний.

Каких-либо ограничений по внутреннему шуму легковых автомобилей ни в ЕС, ни в США нет ― только по внешнему. Ясно, что производители кровно заинтересованы в том, чтобы клиенту в салоне было комфортно. У России же свой путь. При сертификации все новые автомобили, включая Rolls-Royce или Mercedes-Maybach S-класса, проверяют на соответствие Приложению №3 к техническому регламенту «О безопасности колёсных транспортных средств». То есть реально вешают в салоне микрофоны и замеряют шум по нескольким методикам ― в том числе при движении на постоянной скорости и в разгоне.

В целом шум не должен превышать 77 дБ, но есть масса оговорок. Для машин вагонной и полукапотной компоновки типа минивэнов допустимы уже 79 дБ. Если автомобиль сертифицируется как внедорожник (так делают даже с некоторыми кроссоверами), эти величины можно превышать на два децибела. В своё время коллекционное купе Porsche 911 R не попало в Россию именно из-за несоответствия специфическим требованиям к уровню внутреннего шума.

Хотя для спорткаров предусмотрена отдельная сноска. Если снаряжённая масса меньше двух тонн, а удельная мощность выше 75 кВт/т (102 л.с. на тонну), то допускается превышение на четыре децибела. Если на тонну приходится более 110 кВт (почти 150 л.с.), испытания вообще проводятся щадящим образом, лишь на постоянной скорости. В эти рамки вписываются очень многие «гражданские» автомобили. Даже у не шибко мощной 145-сильной Весты Sport 109 л.с. на тонну. Зачем тогда вообще городить огород с сертификацией внутреннего шума, вынуждая производителей на ненужные расходы, которые в конце концов будут заложены в цену машины?

Любопытно, что в учебниках по теории автомобиля советских времён о шумах и вибрациях, как правило, не сказано ни слова. Борьба с ними часто велась по остаточному принципу: когда уже готовы были и кузов, и двигатель, конструкторы начинали смотреть: а как бы сделать в салоне потише? Например, добавляли ту самую изоляцию, пропустив два первых шага: борьбу с источником возмущений и их распространением. Сегодня конкурентоспособный автомобиль можно построить, только если думать об NVH ещё на стадии компоновки, не говоря уж о проектировании.

Современные технологии бросают акустикам новые вызовы. Активное облегчение кузовов, применение лёгких материалов типа алюминиевых сплавов или композитов способствуют увеличению «структурного» шума. Шины становятся шире ― а значит, голосистее. В погоне за экологичностью процесс сгорания топлива в цилиндре часто становится менее «плавным» ― то есть генерирует больше колебаний.

Отказ от ДВС в пользу электромотора не облегчает задачу. Спектр частот, излучаемых двигателем, вместо привычных 2500–3000 Гц оказывается в дискомфортном районе 5000 Гц, где к нему примешивается новый тип шума ― электромагнитный. Проявляются новые звуки, на которые раньше не обращали внимания, потому что их заглушал ДВС. Например, создаваемые заслонками климат-контроля. Если посмотреть ещё дальше, в навязываемое нам беспилотное будущее, то роль NVH только вырастет, ведь кроме акустического комфорта в автомобиле почти нечего станет обсуждать. А шум ― субстанция вроде как понятная каждому из нас.