Зачем нужна виброизоляция в машине

Шумо/виброизоляция — Надо ли? Разберемся. Часть 1.

Привет, юный читатель. А может и не юный, но жаждущий посвятиться.
На повестке вечера: «Нужна ли ШВИ Мурику?» — хотя этот вопрос актуален для всех автомобилей, без исключения.

Моё личное мнение, основанное на первых впечатлениях: «Да это просто космос! 51-й Мурано может конкурировать по ШВИ с немцами!». Оказывается и немцы не такие уж плеймейкеры этого жанра. Скорее просто Арбидол (Плацебо)

Как завод достигает эфекта «тут поработали парни».

Не просто так каждый автомобиль имеет рекомендованные параметры и МОДЕЛЬ резины. Установив резину другого шумового индекса или типа протектора, вы сильно удивитесь (хотя по началу не заметите).
Отсюда и причина рождения тупых отзывов по резине, типа: «я вот поставил резину ХХХХ — резина г*вно, шумная, дубовая» — (с) Петя, автомобиль Тоёта Рав4. А Коля установил такие же шины на свой Спортэйж, и ему кайфово… То ли у Пети и Коли друг медведь, то ли тут действительно кроется научный подход, и если «завод рекомендует», значит он не с полки взял завалявшийся комплект шин. Само собой, у завода идет подбор резины уже под известные параметры резонансов* разных частей кузова. Параллельно с этим, завод думает и об управляемости.
Плавно переходим ко второму фактору.

2) Резонансы*. Жёсткость кузова и дополнительные усиления.

Часто видим промо-картинки, на которых разным цветом показаны зоны различной жесткости кузова. Сравните такие рисунки для автомобилей «Премиум» и «Дешман» сегмента. Палитра разная, и кол-во деталья существенно разнится. Для чего это? Безопасность? В первую очередь да, но если бы это была только безопасность, жесткости имели бы другой рельеф. Внедрение и проработка жесткостей схожа и игрой на гитаре. Двигаясь по ладу, вы смещаете резонансную частоту струны, доведя до нужной. Так рождается аккорд.
Аналогично и в разработке кузова — доводят до нужного аккорда, пока он не станет «приемлемым», чтобы отыграться фокусом на покрышках и демпферах**

3) Демпферы**/Шумовые экраны. Поглощение/Отражение.

Разберите дверь в Рав4. Там пусто, за исключением небольшого кусочка демпфера на металле внешней «филенки».
Разберите дверь на Мурано/Кайене/Х5. Там уже кусочек побольше, и добавляется Войлочный экран на дверной карте. И так по всему кузову. На полу демпфер чуть толще, возможно чаще. На арках войлок толще, площадь больше. Аналогична проработка пластика — жесткости, игра толщиной, фрагменты (кубики пенопласта) и прочее.

Тут особо говорить и нечего. Стекло — лучший шумоизолятор. Чем толще — тем тише. Всё просто.
Из примера: на Лексусе LX570 боковые стекла двойные, а на Мерседесе W140 и вовсе, стеклопакет. А на Солярисе тоненькие…

5) Нанотехнологии. Активная шумоизоляция. Противофаза.

Фишка премиум-немцев и не только.
Фокус вот в чем: микрофоны, установленные в нужных местах, транслируют шум салона через родную аудиосистему в противофазе, таким образом гася весь недуг. Круто, но могут возникнуть проблемы с нервной системой. Хотя, кого это волнует, опция то прибыльная.

На первый взгляд всё просто: «Купил автомобиль народного премиум сегмента, и тишинаааа, карета то люксовая»… Но этот ХХХХ — всего лишь чуть доработанный (к примеру) Прадик… А он, как известно адекватным людям, не на много технологичней (к примеру) Рав4, а тот, в свою очередь — почти (к примеру) Каролла, правда колеса чуть побольше… (Иерархия адаптируется под любой бренд)

Что произойдет далее?

А далее, кузов «встряхнется», резина состарится или заменится, демпферы ссохнутся, и большую роль сыграет температурный контраст. И тут вовсе нет вины завода-шильдька на решетке, тут просто дело природы. Законы Физики/Химии/Термодинамики еще никто не смог обмануть.

Так всё-же, вернемся к моему Мурано Z51
Пробег уже 100к, отроду лет 5, резина постарела. Стало быть, заводские методы достижения шумоизоляции уже работают не так эффективно. И это правда.

Нужна ли шумоизоляция вашему автомобилю? — Автомобилю она нужна.
А нужна ли она Вам? — у всех желания/потребности/возможности различные, и дифференцируются довольно часто, особенно в сравнении.

Источник

Виброизоляция автомобиля. Для новичков )) 1 часть

Провел несколько часов за просмотром видео про шумку, изучил пару научных книг. Поучаствовал в оклейке авто. А все потому, что как только потеплеет буду шумить машину, причем капитально. Хочу поделиться свом мнением:

Звукоизоляция бывает 2 типов: виброизоляция и шумоизоляция. СНачала клеится вибра, сверху идет шумка. В это посте речь пойдет про вибро.

Как мы знаем металл очень хорошо проводит звук, все мы детстве собирали телефон из 2 консервных банок и провлоки или веревки. Принцип телефона такой: мы говорим в 1 консервную банку, механические колебания воздуха преобразовываются в механические колебания железной банки, далее они идут по проводу на 2 банку, и от вибрации 2 банки получается звук. Принцип виброшумов в авто точно такой же.

Источники: мотор, коробка, удары подвески, колебания металлических элементов(крыша может звенеть от дождя), вибрация от колес и т.п…

Поэтому чтобы вибрация не распространялась, металл обклеивается виброизоляцией на основе битума или мастики, которые за счет своей вязкой структуры и толщины гасят колебания. У них большой коэффициент затухания.

Материалы: вибропласт.
Есть битумный (в самых жестких вибронагруженных местах машины, например арки, передняя часть салона на полу в районе передних сидений, моторный щиток, тоннель кпп, … у каждой машины свои места).
И есть на основе мастики — более мягкий.Его клеют в остальных местах. Он удобнее, в отличие от битумного его не надо греть строительным феном, поэтому зачастую только им и пользуются.
Вибропласт состоит из звукопоглощающего вязкого слоя(черного цвета), он покрыт сверху фольгой(по ней укатываем вибру), и снизу клеевой слой, чтобы материал лучше приклеивался.

По толщине они различаются на 2мм, 3мм, 4мм, 5 мм. В салоне, элементы панели, крышу вполне хватит оклеить 2 мм(кто то 3 мм клеит) вибропластом. Пол клеится 4 (или 5 мм) 3 мм в дверях например. Багажнику 3 мм тоже вполне хватит. Тут опять же все зависит от машины. Я например гремящий бардачок клеил 2 мм.

Есть вибропласты с фольгой и без. Говорят что без фольги гораздо лучше работает, но я ни в одном магазине таких не встречал.

Марки вибропласта:
1) STP: серия silver (на основе мастики) и серия GOLD(битумный).
2) Сейчас набирает популярность фирма Шумофф: их линейка Шумофф M2, M3, M4 — мастичные, где цифра- толщина; и серия Шумофф PROFF это на основе битума. Он бывает даже в сантиметр толщиной(как доска). У Шумоффа есть и смешанные бутерброды, например серия МИКС которые вроде бы еще круче гасят вибрации, ну допустим так и есть, я опыты не проводил, поверю.
3) И еще куча фирм. Идете в любой строительный магазин или магазин автозвука и везде есть большие листы вибропласта(у шумофф более удобные маленькие листы). Лично я не вижу разницы, если вы экономите финансы, ищите где дешевле.

Как клеить вибру
Снимается обшивка до металла, обезжиривается, чистится, убирается заводская вибро и шумоизоляция. Она как правило совсем бесполезная и с пузырями.
Всю вибру надо укатывать плотно к металлу, чтобы он снимал все вибрации с поверхности. Не должно быть никаких воздушных пузырей. Лучше всего укатывать металлическим валиком, его можно купить там же где берете материал, либо в строительном магазине или магазине автозвука.

Клеить встык небольшими кусками, или сразу большими, если так удобнее.Не понимаю тех кто клеит в нахлест. Производители заявляют что не обязательно закатывать 100 % поверхности, эффект может достигаться и после 60-80%. Я сам заклеиваю все плоскости по возможности. А ребра жесткости проклеиваю самой тонкой виброй 2 мм или 1,5 мм. Но как уже написал, мастера кричат на каждом углу что это лишнее, ребра жесткости и усиленные части кузова не звенят. Мое мнение такое — пусть они не звенят, но вибрации проводят. Если поверхность сложная рельефная — клеить можно огрызками, небольшими кусками встык.

Обязательно клеятся большие ровные поверхности, они точно звенят. Это потолок, капот, крышка багажника, плоскости дверей и прочее.

Чтобы вибропласт плотно укатать, он должен быть пластичным. А пластичный он только в тепле.
Если клеите в холодную погоду то клеить надо с феном либо как то подогревать листы и металл. Листы можно класть либо на батарею, либо на работающий мотор. А металл феном греть. Если тепло — то и так нормально.

Вибра на клеевой основе обычно, сама приклеивается, но бывают без клея, либо вибра толстая и тогда надо ее нагреть градусов до 60 чтобы расплавился верхний слой и схватился с металлом.

Как клеют конкретные части машины

Вот вчера клеил бардачок(заколебал греметь). Клеил 2 мм Шумофф М2. Ушло 2 маленьких листа по 60 р каждый. Сначала заклеил плоскости полностью, а потом небольшими кусками доклеивал рельефные и выступающие части.

Потолок обычно клеют 2 или 3 мм виброй, закатывают все ровные плоскости сверху полностью. Ребра жесткости — по вашему желанию

Пол — 3,4 либо 5 мм в разных местах по разному в зависимости от количества вибраций. Кто то в 2 слоя делает.

Двери на фото видно: внутри наружная плоскость клеится 2-3 мм, и внутренняя плоскость тоже заклеивается клеются все отверстия (для того чтобы звук из колонок был более мощный и насыщенные басы), внутри двери получается полость которая хорошо резонирует с динамиками. Динамики нужно снять и их посадочные места проклеить битолоном или битопластом чтобы не дребезжали.

Багажник — обычно полностью закатывается 2-3 мм. Арки потолще делаются, там основные шумы идут. 4 мм где то.

Крышку багажника и капот — 2 мм или 3 мм.

Мой принцип: вибры много не бывает. Единственный минус — вес машины. После полной шумо-виброизоляции у моего друга вес увеличился на 70 кг. Это как будто вы постоянно с собой возите 1 человека.
Лично мне на вес и больший расход топлива(литра на 0,5) наплевать. Главное комфорт.

Собственно сами решайте и смотрите нужно вам это или нет.

В следующем посте напишу про шумоизоляцию и шумопоглощение. Здесь у людей просто каша в голове. Попытаюсь прояснить по материалам, что и в каком случае использовать. Будет немного физики и формул для лучшего понимания.

Не переборщите с материалами. Помните, вам еще собирать обшивку и может не встать, придется отлипать и переделывать. Удачи! ))

Источник

Выбираем шумо и виброизоляцию

Во время длительных поездок на автомобиле у многих водителей накапливается чувство усталости. И это связано не только с проведёнными в сидячем положении часами – постоянный шум утомляет, приводит к раздражительности и уменьшению концентрации. А это уже чревато происшествиями на дороге. Громкий звук поступает в салон от проезжающих других автомобилей, трения покрышек об асфальт, работы двигателя, шумов в трансмиссии, скрипов кузова во время движения.

Одной из особенностей дорогих автомобилей является пониженная шумность в салоне. Однако для достижения близких к ним показателей шума в автомобилях низкого и среднего классов совсем не обязательно переделывать весь салон за огромные деньги. Достаточно лишь отделать его шумопоглощающими материалами. А если вы хотите поставить в автомобиль хорошую аудиосистему, то без подобной отделки вам не обойтись – иначе система не раскроет себя полностью. Но при выборе шумопоглощающего материала для салона своего автомобиля вы неизбежно столкнётесь с обилием их видов и материалов. Поэтому сначала необходимо разобраться, какой бывает шумо и виброизоляция.

Чем различается шумо и виброизоляция?

Шумоизоляция обычно представляет собой комплекс слоёв из различных материалов. Различают виброизоляционные, теплошумоизоляционные, шумоизоляционные и противоскрипные материалы.

Виброизоляция – это первый и основной материал для комплексной шумоизоляции. Материал представляет собой листы определённого размера, служащие для преобразования механической энергии вибраций в тепловую энергию.

По материалу виброизоляция бывает битумная, мастичная или комбинированная. Часто встречаются модели с дополнительным фольгированным или бумажным слоем. Битумные и комбинированные материалы при нанесении требуют нагрева с помощью промышленного фена, однако эффективность такой изоляции выше, и её используют на колёсных арках, днище и моторном отсеке. Мастичные материалы не требуют нагрева и чаще всего применяются на капоте, багажнике, дверях, крыше и под сидениями.

Теплошумоизоляция – это следующий слой, клеящийся на виброизоляцию. Его основная функция – поглощение посторонних шумов низких и высоких диапазонов. Также он сохраняет тепло и не впитывает влагу, что способствует предотвращению коррозии металла. Важно, что листы теплошумоизоляции самоклеящиеся.

Теплошумоизоляция изготавливается из вспененного пенополиэтилена или каучука с закрытой ячеистой структурой. При этом пенополиэтилен в большей степени удерживает тепло, а каучук – звук.

Шумоизоляция – это третий и последний слой комплексной шумоизоляции. Представляет собой листы с открытой ячеистой структурой, за счёт которой и поглощается звук. Они часто имеют самоклеящуюся основу. Особенность этого материала – значительный вес.

Шумоизоляция изготавливается из вспененного пенополиуретана, то есть поролона, со специальной звукопоглощающей пропиткой. Часто имеет пирамидальную поверхность.

Противоскрипные материалы представляют собой самоклеящиеся листы или полосы, которые наносятся на места соприкосновения деталей, создающих взаимное трение. Они бывают в листах или рулонах. Противоскрипные материалы изготавливаются из маделина – это синтетический нетканый материал с клеевым слоем.

Размеры листа

В зависимости от области, в которой вы хотите наклеить шумоизоляцию, подбирается подходящая длина и ширина листа. Если же говорить о толщине, то чем толще материал, тем выше его звукопоглощающие характеристики и больше места он занимает в салоне.

Количество листов

Шумоизоляционные материалы продаются как по одному листу, так и по несколько. Обращайте на этот параметр внимание, исходя из задач.

Критерии выбора

В зависимости от ваших целей, первым слоем лучше используйте виброизоляцию.

Сверху наклеивайте либо:

— только шумоизоляцию (её достаточно для значительного понижения шума);

— и теплошумоизоляцию, и шумоизоляцию (необходимо для хороших аудиосистем, практически полного снижения шума, а также утепления салона).

Стыки и скрипящие поверхности стоит обклеить противоскрипным материалом.

Источник

Виброизоляция и шумоизоляция автомобиля. Принцип работы и материалы

Перед тем, как заниматься непосредственно установкой автозвука в свой автомобиль и познавать этот удивительный безграничный мир творчества и фантазии, необходимо обеспечить будущей системе и её слушателям достойные условия. Дело в том, что закрытая акустика внутреннего пространства салона автомобиля подчиняется всё тем же законами физики, что и любой другой замкнутый объём, в котором можно слушать музыку. Таким образом, конечное звучание будущей аудиосистемы будет в большей степени зависеть именно от акустических характеристик салона автомобиля, а уже во вторую очередь от способностей компонентов самой системы.

Именно поэтому подготовительному этапу по улучшению акустических свойств экстерьера машины следует уделить самое пристальное и тщательное внимание в самом начале вступления на нелёгкий, тернистый, но увлекательный путь. Этап будет заключаться в основном в проведении вибро и звукоизоляционных работ. Каким-то автомобилям данный комплекс мер просто необходим, другие могут обойтись лишь частичной обработкой, тогда как изначально тихим авто с повышенным комфортом «преимум» класса можно вовсе обойтись без этих мер (или же сделать их в минимальном объёме). Подробнее об этом написано в соответствующей статье. Попробуем разобраться, что же из себя представляет шумо и виброизоляция автомобиля.

С какими задачами может справиться комплекс мер по вибро и звукоизоляции?

Если автовладелец твёрдо решил улучшить акустический комфорт своего автомобиля, тем более если он решил сделать это своими силами, тогда необходимо будет достаточно глубокое понимание теории того, как именно звуковые волны распространяются в салоне автомобиля, откуда приходят и что может служить хорошей преградой их распространению. Досконально изучить теорию может быть затруднительно, т.к. процессов образования различных звуков в автомобиле невообразимо много, к тому же они достаточно сложны для анализа и каких-то выводов. Но это не мешает всё несколько упростить и воспользоваться основами, чтобы значительно повлиять на комфорт в салоне автомобиля в лучшую сторону. Поэтому для начала стоит чётко определиться и уяснить, какая изоляция требуется в том или ином случае и что конкретно она может изменить. Прежде чем шумо и виброизоляция автомобиля начнёт работать на практике, необходимо строга разграничить понятия. Существуют два основополагающих типа изоляции, применяемых в автомобиле, способных повлиять именно на звуковую картину в салоне на месте прослушивания — это виброизоляция и звукоизоляция. Что представляет собой каждый из них рассмотрим далее.

Виброизоляция автомобиля и всё о ней

Виброизоляция применяется для устранения резонансов кузова и для борьбы со звуками, распространяющиеся через любые поверхности и его элементы. Тут стоит уяснить раз и навсегда, что виброизоляция не решает задачу звукоизоляции, т.е. она никак не предназначена для снижения уровня непосредственных шумов двигателя, КПП/РКПП, колёс, валов или приводов, в общем любых источников звука в машине, кроме самого кузова (который так же является излучателем звука в определённых ситуациях). Поэтому клеить виброизоляцию в ожидании тишины или значительного снижения неприятных шумов ярко выраженных излучателей в автомобиле заведомо бессмысленно!

Ну а на что способна виброизоляция и зачем она вообще нужна? Прямая задача виброизоляции заключается в устранении резонансов кузова и в гашении тех звуковых волн, которые распространяются через структуру металла и других барьерных (с точки зрения звуковой волны) элементов. Теперь необходимо разобраться в том, что есть что.

Значение собственной резонансной частоты крайне важно для понимания сути резонанса. Теперь представим кузов автомобиля в реальных условиях, окружённый многочисленными звуками самых разных частот. Это могут внешние звуки уличного шума (гул проезжающих машин, шум ветра, общий фон складывающихся разнородных шумов), могут быть звуки агрегатов и узлов автомобиля (работающий двигатель, вращающиеся шарниры и шестерёнки) или же какие угодно звуки от других источников/излучателей звука (в реальности их очень много). Все эти звуки, очевидно, распространяются волнами в широком диапазоне слышимых частот, но особо остро они будут проявляться именно на собственной резонансной частоте, вызывая эффект резонанса или попросту говоря — резонируя с кузовом.

Что даёт обработка виброизоляцией и как это работает? Слой виброизоляции (любой качественной, независимо от типа), при условии хорошей и надёжной адгезии к сопрягаемой поверхности металла (или любого другого материала) как бы создает одну цельную, монолитную конструкцию. Структура металла или пластика фактически стягивается и удерживается в таком состоянии на постоянной основе, виброизоляция не даёт сопрягаемому материалу «гулять» или значительно деформироваться. За счёт этого появляется дополнительная прочность и жёсткость, благодаря которым лист металла перестаёт резонировать на своей собственной частоте, и это значение частоты смещается обычно за границы слышимого диапазона (в область инфразвука, который не слышим человеческим ухом). Поскольку резонансная частота металла чаще всего находится в узком низкочастотном диапазоне в районе 20-1000 Гц, то именно её и призвана устранить хорошая виброизоляция. Обширная поверхность площади той или иной детали, покрытая плотным слоем виброизолятора, фактически меняет свои свойства жёсткости и толщины таким образом, что лист металла двери уже смело можно рассматривать не в отдельности, а как одно общее целое с добавившимся слоем виброизоляции и некими новыми получившимися свойствами.

В основе состава любой вибороизоляции лежит обычно какой-то вязко-упругий материал (битум, каучук, мастика, жидкая резина и т.п.), который обеспечивает непосредственное гашение как резонанса, так и волн, распространяющихся в металле или любой другой твёрдой поверхности. Суть работы виброизоляции примерно следующая: волна распространяется по структуре металла, затем «натыкается» на область с нанесённым виброизолятором, в которой встречает значительное сопротивление за счёт внутреннего трения вязкоупругого материала в основе виброизолирующего слоя. В результате этого трения происходит процесс превращения механической колебательной энергии звуковой волны в тепловую энергию внутри структуры слоя виброизолятора. Благодаря этому колебательная волна структурного шума в значительной степени гасится и её амплитуда уменьшается. Степень снижения амплитуды и гашения зависит во многом от: самой структуры виброизолирующего слоя, адгезии, толщины вязкоупругого материала, температуры окружающей среды (которая может в значительной степени повлиять на структуру виброизоляции, снижая КПД последней) или обобщённо от коэффициента механических потерь (КМП) изоляции. Поэтому, выбирая качественную и действительно эффективные звукоизолирующие материалы, имеет смысл смотреть именно на параметр коэффициента механических потерь, обязательно на толщину материала и конечно же на его структуру.

Основной характеристикой вибродемпфирующего материала является, как уже выяснили, коэффициент механических потерь или сокращённо КМП. Именно на данную характеристику (притом желательно реальную, а не обманную маркетинговую) стоит опираться при выборе соответсвующих материалов. Логично, что при увеличении этого коэффициента у материала, увеличивается так же и вес и некоторые другие характеристики. Характеристика по сути показывает количество потерь энергии колебаний, которые может предоставить тот или иной изолятор или простыми словами означает то, насколько хорошо и эффективно материал «работает» по своему прямому назначению. КМП считается от 0 до 1, при этом нулевое значение означает случай отсутствия поглощения вибрации, а единица означает полное их поглощение (идеализированный случай). К хорошим вибродемпфирующим материалам относятся любые, которые имеют коэффициент вибропоглощения не менее 0,4.

Если рассматривать борьбу с нежелательным звуковым фронтом с позиции частотного диапазона, то виброизоляция предназначается для борьбы со звуками преимущественно низких частот (НЧ), эффективно работая в диапазоне 20 Гц до 1000 Гц. Тем самым важно запомнить, что на другие звуки она практически не способна оказать никакого воздействия! Конечно виброизоляция может возыметь какое-то минимальное едва ощутимое влияние на снижение общего звукового фона лишь за счёт того, что увеличивается общая толщина самого барьера, который представляет собой весь кузов и отдельные его элементы, особенно с точки зрения проникновения звуков извне или снаружи (поскольку именно для них толщина барьера имеет значение). Но снижение уровня шума (за исключением низкочастотного диапазона) не является задачей виброизоляции!

Виброизоляция способна улучшить акустический комфорт в автомобиле любого класса и уровня шума, изначально присутствующего. Таким образом, процедура обработки салона виброизоляцией рекомендуется практически любому автомобилю, хотя бы в минимальных количествах, она не способна привнести никакого негативного эффекта, кроме повышения общего веса автомобиля. Особенно рекомендуется обработка виброизоляцией наиболее проблемных автомобилей, с большим количеством ничем не гасимых резонансов, в частности сюда относятся внедорожники, поскольку у них часто имеется несколько несогласованных источников паразитного шума (двигатель, КПП и РКПП), распространяющих вибрации вдоль всей поверхности кузова в виде ощутимого низкочастотного гула. Если в машине наблюдается большое число тактильный вибраций, подрагиваний, и если ощущается сильный низкочастотный гул во время набора скорости, то грамотная виброизоляция способна значительно улучшить ситуацию.

Звуко/шумоизоляция автомобиля и всё о ней

Звукоизоляция, в отличие от виброизоляции, требует уже более углубления понимания основ физики и того, как происходит процесс гашения звуковых волн. Мы уже выяснили, что виброизоляция предназначена для борьбы со структурными резонансами, а так же звуками в узком низкочастотном диапазоне (примерно до 1000 Гц). Конечно, различные материалы-виброизоляторы могут справляться и со звуками средних частот, но это будет скорее исключением из правил. Таким образом, если мы успешно погасили виброизоляцией нижний диапазон слышимых шумов (притом не самый значительный), то что же делать с оставшимся средним и высоким? Как раз в этом случае на помощь приходит непосредственно звуко или шумоизоляция, которая будет направлена именно на диапазон от 1000 Гц до 10000 Гц (до верхней слышимой границы). Хотя на практике актуальнее всего будет погасить среднечастотный диапазон и слегка затронуть высокие частоты несогласованных шумов в салоне автомобиля.

С какими шумами эффективно борется звукоизоляция и откуда они берутся? Большая часть нежелательных звуковых волн приходит всё так же из структуры твёрдых поверхностей кузова и сопрягаемых элементов, распространяясь внутри них и переходя из одной среды в другую. Поскольку виброизоляция способна задержать лишь волны узкого низкочастотного диапазона в своей структуре, то волны остальных слышимых частот спокойно пройдут «сквозь» неё и распространятся в салоне автомобиля. Чтобы этого не допустить, вторым барьерным слоем за виброизоляторами наносятся как раз звукопоглотители, задерживающие остаточный частотный диапазон, он же наиболее интенсивный и громкий по своей природе. Если гул низкочастотных колебаний можно и не ощущать на себе в полной мере, то среднечастотный диапазон всегда акцентирован просто в силу изначального природного устройства слухового аппарата человека. Вдобавок, звукоизоляция может весьма ощутимо помочь и в процессе гашения тех звуков, что распространяются уже внутри салона автомобиля в воздушной среде, независимо от источника их излучения. Т.е. часть волн может проскочить из различных щелей и сопрягаемых отверстий в кузове, часть может излучаться объектами внутри салона. Во всех этих случаях звукоизоляционные материалы так же будут прекрасно работать, сглаживая общий фон в салоне, делая пребывание в нём более комфортным.

С теорией звукоизоляции всё с самого начала не так просто. Казалось бы, необходимо каким-то способом (по аналогии с виброизоляцией) погасить амплитуду звуковой волны оставшегося диапазона, чтобы справится с задачей по устранению совсем нежелательных шумов и призвуков.. Это действительно так, но среди всего многообразия материалов шумоизоляторов существуют те, которые отличаются хорошими способностями по поглощению и рассеиванию звуковых волн; а есть и те, которые работают уже скорее на отражение волн, пришедших преимущественно из сопрягаемой воздушной среды. Из-за такого разнообразия свойств необходимо сделать чёткое разделение по способам материалов взаимодействовать с волнами колебательной природы. Поэтому, материалы для шумо/звукоизоляции подразделяются на два вида, принцип действия которых принципиально отличается, и это важно понимать:

Принцип работы звукопоглотителей следующий: звуковая волна попадает в достаточно сложную и неоднородную структуру материала, начинает в нём распространяться и постепенно гаситься, т.к. при попадании в пустоты/полости структуры её энергия активно преобразуется в тепловую, что происходит ступенчато, поскольку за областью открытой полости идёт по сути волокно, выступающее в роли границы раздела сред. Поэтому звуковая волна «путается» в такой структуре, рассеиваясь энергией трения в воздушных полостях и заметно ослабевая на многочисленных волокнистых границах, которые не только обуславливают потерю энергии, но также вынуждают волну менять траекторию движения, отражаться в других направлениях и т.д. Представленная модель в миниатюре напоминает устройство безэховой камеры, только таких ячеек-камер бесчисленное множество.

Всё это в совокупности хорошо работает на ослабевание нежелательного звукового волнового фронта, степень поглощения (как и в случае с виброизоляцией) будет зависеть от: структуры самого материала (очень важный и основополагающий момент, который может показаться неочевидным), диаметра и формы ячейки с воздушной полостью, от общей толщины, формы и площади поверхности поглотителя (чем больше толшина, тем эффективность поглощения выше). Соответственно, название группы материалов «звукопоглотители» почти полностью отражает суть их работы в процессе взаимодействия со звуковыми волнами, которые поглощаются/рассеиваются самой структурой материала.

Шумоизоляция, в отличие от виброизоляции, наиболее эффективно гасит волны среднего и высокочастотного диапазона, покрывая достаточно широкий частотный диапазон от 1000 Гц до 10000 Гц (т.е. идеальна для дополнения к виброизоляции для полного покрытия всего слышимого человеком диапазона). Такое частотное ограничение обусловлено в том числе и тем, что у звуковых волн средней и высоких частот не такая большая проникающая способность и небольшая длина волны (в сравнении с НЧ).

Основным недостатком почти всех шумопоглощающих материалов является их гигроскопичная структура, сильно подверженная впитыванию влаги на манер «губки». По сути, многие поглотители и являются своеобразной её вариацией. Из-за этого недостатка, такие материалы следует с осторожностью применять в салоне автомобиля или отдельных его зонах, поскольку в привычных условиях эксплуатации и при разнице температур за бортом влага образуется постоянно в виде конденсата, или же попадает в салон извне через многочисленные сообщающиеся отверстия, служащие изначально для вентиляции кузова.

Опасность задерживания влаги звукопоглотителем заключается в том, что кузову крайне нежелательно контактировать с ней длительное время, будь то зачищенный участок металла, или же покрашенный и проантикоренный, не столь важно, — и в том и в другом случае это сильно повышает риск возникновения или же ускорения коррозионных процессов, сильно и быстро убивающих кузов. Помимо прочего, при напитывании звукопоглотителем влаги длительное время, материал обычно приходит в негодность, он может подгнивать, разрушаться, источать неприятный запах, и, самое главное, он теряет свои свойства по задерживанию звуковых волн, т.е. становится фактически бесполезным. По этой причине применение звукопоглотителей с хорошей степенью впитывания влаги стоит разумно ограничить в особо опасных местах, потенциально подверженных коррозии.

Эти материалы уже целесообразно применять в качестве дополнения к звукопоглотителям, чтобы увеличивать их эффективность и «не выпускать» звуковую волну, всё-таки прошедшую через слой поглощающего материала (пусть и сильно ослабленную). В таком сочетании звукоизоляторы будут отражать волну обратно в структуру пористого поглотителя, тем самым выступая в роли ещё одной серьёзной преграды. Так же звукоизоляторы, в силу особенностей строения, очень часто отличаются великолепными теплоизолирующими свойствами, что так же может быть использовано сознательно на этапе монтажа с целью улучшения не только акустического комфорта в салоне, но и сохранения тепла зимой или же прохлады в летний период.

Звукоизоляторы по своей структуре, в отличие от поглотителей, чаще всего не впитывают влагу, поэтому являются более неприхотливыми для монтажа в любой части салона автомобиля или даже с внешней стороны (например, для использования в районе колёсных арок). Но это никак не компенсирует их способность к отражению звуковых волн, следовательно, такие материалы не могут применяться с целью серьёзного гашения звуковых волн средних и высоких частот. Другими словами: нет никакого смысла оклеивать салон автомобиля звукоизоляторами в ожидании существенного снижения шума и гашения амплитуды колебаний, поскольку они просто не способны решить такую задачу технически, для этого подходят только звукопоглотители.

Объяснение этому простое: категория изоляторов способна лишь отражать пришедший звуковой фронт под неким углом обратно, а вовсе не ослаблять амплитуду звуковой волны, сопровождающуюся постерями энергии. Поэтому, часть пришедших волн звукоизолятор отражает обратно, но поскольку они не находят выхода там, откуда они пришли, то они отражатся снова и начинают многократно «гулять» в замкнутом пространстве между вибродемпфером и новым отражателем. В конечном итоге, не сильно ослабнув, они всё-таки вырываются наружу с некоторыми частотными изменениями. Эффективность такого подхода минимальна.

Помимо прочего, любой пористый материал (изолятор или поглотитель) может быть открыто-ячеистым и закрыто-ячеистым.

Чаще всего звукопоглотитель от звукоизолятора отличает именно открытоячеистая структура материала, хотя бывают и исключения, поэтому правильнее всего оценивать свойства поглощения/отражения по специальному коэффициенту звукопоглощения материала или КЗМ. На практике, заметно лучшими звукопоглощающими свойствами обладают материалы с открытоячеистой структурой, поскольку процент воздушных сообщающихся полостей большой, следовательно звуковая волна претерпевает значительное сопротивление воздуха, натыкаясь на волокнистые границы раздела, так же испытывая эффект гашения и снижения амплитуды. В разрезе происходит как бы ступенчатый процесс гашения энергии, который развивается по мере передвижения волнового фронта от ячейки к ячейке.

Теперь есть представление о том, что такое шумо и виброизоляция автомобиля, а так же очевидны возможные способы борьбы с шумом, возникающим неизбежно в любом автомобиле. Остаётся рассмотреть основные материалы, подходящие на роль вибро и звуко изоляторов соответственно. На данном этапе необходимо сделать важное уточнение: рассматриваемые материалы подразумевают использование именно в автомобиле, а значит автоматически происходит сужение критериев и достаточно жёсткая фильтрация, поскольку всё подряд бездумно укладывать в автомобиль нельзя и даже в ряде случаев категорически запрещено! т.к. может повлечь за собой плачевные последствия: от возможности возникновения пожара, травмоопасных ситуаций или катализации коррозийных процессов в следствие халатности по незнанию. Поэтому в данной статье будут рассматриваться и подразумеваться только специализированные материалы, разработанные специально для применения в условиях автомобиля, в которых были учтены требования по безопасности и просто те нестабильные часто агрессивные условия сред, что наблюдаются в салоне любой машины в процессе её эксплуатации.

Такие материалы изготавливаются достаточно известными производителями, хорошо зарекомендовавшими себя на рынке автомобильной звукоизоляции: STP (стандартпласт), Шумоff, Vikar (Викар), SGM (СГМ), Комфорт-авто. Среди всех перечисленных, максимально хорошим качеством, эффективностью и прозрачностью в предоставлении разборчивой по классификации информации может похвастаться только компания Шумоff, так же предлагающая линейку «премиальных» материалов, не имеющих аналогов по толщине и по рабочему КПД. Сайт nopoint рекомендует выбор материалов именно этого производителя для оклеивания своего автомобиля с целью достигнуть максимально возможный на сегодняшний день результат.

Наиболее подходящие материалы и варианты для виброизоляции автомобиля

Материалы, помимо прочего, отличаются по способу нанесения или наклеивания. Битумные или комбинированные чаще всего требуют предварительного сильного нагрева (обычно при помощи строительного фена) для хорошей адгезии к листу металла или пластика (нагрев тем больше, чем больше толщина материала), тогда как другие типы основы вибродемпфера могут приклеиваться без дополнительного нагрева, на собственный липкий слой. На практике, эффективность и непосредственная КПД заметно выше именно у материалов, которые требуют предварительного нагрева.

Наиболее подходящие материалы и варианты для звукоизоляции автомобиля

Чтобы не ошибиться в выборе шумопоглотителя и не спутать его со звукоизолятором, достаточно ориентироваться на открытоячеистую структуру, ну и конечно же смотреть на коэффициент звукопоглощения того или иного материала (который у поглотителей должен быть больше 0.4). Почти все звукопоглотители похожи по внешнему виду на губчатый материал и впитывают в себя влагу, что так же может быть хорошим отличительным признаком. Большинство современных поглотителей подвергаются дополнительной заводской обрабротке различными химическими составами, которые придают им свойства пониженной горючести, защищают их от плесени, грибков и процессов гниения, препятсвуют впитыванию и удержанию воды. Однако полагаться полностью на эффективность такой обработки не стоит, т.к. она не даёт 100% гарантии и защиты.

Правильный подбор/сочетание материалов для максимального эффекта

Несмотря на кажущуюся прозрачность, шумо и виброизоляция автомобиля не так проста, как это может выглядеть и крайне важно подойти к сочетанию материалов с полным пониманием происходящих процессов. Наиболее работоспособная, проверенная практическим опытом и подтверждённая теорией правильная схема сочетания различных по своим свойствам и назначению материалов следующая:

Механизм гашения волн в такой правильной схеме будет выглядеть следующим образом: волновой фронт разрозненного по частотам шума во всём слышимом спектре будет приходить в салон автомобиля извне (будь то шум с улицы, или же посредством металла кузова распространяясь в его структуре, или же сквозь различные щели и сквозные отверстия). Первая «оборонительная часть», встречающая звуковой фронт, будет виброизоляция или вибродемпфер. Во-первых, он не даёт металлу (или пластику) колебаться и быть излучателем звука, стягивая и постоянно удерживая его структуру. Т.е. устраняет резонанс обработанной поверхности. Во-вторых, вибропоглотитель встречает звуковую волну и, на слышимой частоте от 20 Гц до 1000 Гц эффективно гасит её за счёт преобразования механических потерь в тепловую энергию. Притом касается это как звука снаружи автомобиля, так и структурного, гуляющего внутри металла, пластика и т.д.

Таким образом, звуковой фронт после виброизоляции теряет низкочастотную составляющую и дальше распространяется уже без неё в диапазоне от 1000 Гц до 20000 Гц. Конечно, случай это больше идеализированный, но для рассмотрения и моделирования он лучше подходит, тогда как на практике часть НЧ волны всё равно может пройти сквозь барьер вибропоглотителя (зависит от многих нюансов, в том числе и от его КМП). Теперь остаётся погасить средне и высокочастотный диапазон, чем занимается шумопоглотитель, который встречает оставшийся звуковой фронт вторым барьерным слоем. Волна, попадая в открытоячеистый материал достаточной толщины, начинает значительно ослабевать по амплитуде, путаясь в его ячейках степнчато и поэтапно, переходя из одной ячейки в другую. Таким образом, оставшийся СЧ и ВЧ диапазон шума существенно ослабевает, но до конца не исчезает, тут на помощь приходит третий слой звукоизолятора, который встречается на пути у заметно ослабленной звуковой волны и отражается обратно в структуру поглотителя, где вновь начинает процесс затухания. Вот такой идеализированной предстаёт в развёрнутом виде схема борьбы с нежелательным шумом в автомобиле.

Только при указанном комплексном подходе к звукоизоляции с обозначенным сочетанием и порядком укладывания материалов становится возможным как-то повлиять на улучшение акустического комфорта в салоне автомобиля и действительно снизить амплитуду колебательной природы, притом сделать это научно-обоснованно. Соответственно, эффективность принятых мер по вибро и шумоизоляции, как уже неоднократно было сказано, зависит напрямую от толщины материала. Но тут же кроется серьёзная «побочная» проблема: чем толще будет слой вибро или звукоизоляторов, тем меньше вероятность собрать автомобиль в том первозданном виде, в котором он был до проведения работ. Пластик обшивки, обивка крыши и прочие панели — все они не будут вставать на прежние места. Приходится искать некий компромисс между конечным результатом и сохранности первозданного облика автомобиля.

Приоритет следует отдавать сохранению рабочих свойств вибро и звукопоглотителей, т.е. лучше соблюсти технологию и тщательно прикатать вибродемпфер, а на него положить чуть более тонкий звукопоглотитель, но обязательно без деформации и сжатия, чем выбирать максимально толстые материалы, а потом приминать их с усилием пластиковыми панелями — в этом случае они вообще не будут работать по прямому назначению и все усилия сведутся «на нет».

Если результат хорошего КПД звукоизоляции крайне необходим и востребован, а следовательно закрыть глаза на толщину материалов никак не получится, — тогда имеется вариант вовсе пренебречь установкой пластиковых элементов, или же придумать им самодельные/модифицированные заменители. Ещё возможен вариант переноса креплений пластиковых элементов с таким расчётом, чтобы материал полностью помещался в образовавшуюся полость, правда способ достаточно затратный и трудоёмкий, и скорее всего в результате таких действий пострадает эстетика салона, поэтому чем-то приходится жертвовать.

Так же на практике чаще всего происходит ситуация, когда пластиковые панели внутренней декоративной отделки салона сидят достаточно близко вплотную к металлу кузова, вследствие этого практически не остаётся места для укладки материала достаточной толщины в имеющихся полостях. Именно по этим причинам в реальных условиях указанная выше схема последовательного нанесения и сочетания материалов упраздняется как минимум до двух: 1-м слоем клеится виброизоляция, 2-м слоем наносится звукопоглотитель с таким расчётом, чтобы его структура не сминалась и не деформировалась внешними пластиковыми элементами. А уже прилегающие пластиковые панели необходимо и достаточно будет обработать вибродемпферами с таким расчётом, чтобы элементы собрались обратно и встали на свои положенные места. В данном случае звукоизолятор и не потребуется, т.к. его роль частично будет выполнять сам пластик с нанесённым вибродемпфером — они в совокупности создают необходимо достаточную по толщине границу раздела, которая так же будет отражать волну обратно в поглотитель, из которого она и придёт изначально.

Альтернативные материалы для звукоизоляции

Так сложилось, что шумо и виброизоляция автомобиля представляет собой творческий и многогранный процесс. За счёт большого разнообразия материалов и составов на рынке вибро и звукоизоляционных материалов, зачастую возникает соблазн сэкономить средства и применить в качестве вибродемпфера или же звукопоглотителя какой-то дешёвый аналог специализированным автоматериалам. Обычно используются такие составы, которые применяются при строительстве домов и т.д. Однако делать так крайне нежелательно, поскольку у подобных материалов могут быть совсем иные эксплуатационные свойства, требования к укладке и адгезии. Наконец, подобные материалы могут быть даже токсичными и нести в себе ощутимый вред для здоровья! Подход с альтернативной изоляцией априори всегда ниже по эффективности, даже если соблюдены все требования в момент нанесения.

Однако рассмотрим основные и наиболее часто используемые альтернативные материалы.

В итоге, использовать альтернативную звукоизоляцию или же нет — каждому решать для себя, но перед этим желательно всё взвесить и крепко подумать, ведь такие материалы несут потенциальную угрозу как для самого автомобиля, так и для людей в нём находящихся! А так же возникает совершенно реальный риск угрозы пожара, гниения материала со всеми вытекающими последствиями и преждевременная коррозия металла, вызванная соприкосновением с непросыхающим влажным материалом. При всех серьёзных недостатках, у альтернативной звукоизоляции нет ни одного преимущества по части эффективности в звуко или вибропоглощении, что автоматически отвечает на вопрос о целесообразности подобной затеи.

В следующих статьях рассмотрим наиболее целесообразные места в автомобиле для обработки вибро и звукопоглотителями, а так же рассмотрим саму технологию оклейки и работы с материалами в общем. Наконец разберём наиболее частые ошибки и заблуждения, которые люди совершают по незнанию или в отсутствие опыта.

Источник