Уровень шума автомобтльных шин

СОДЕРЖАНИЕ 
 

Введение

1  Методы измерения уровня шума

1.1     Шум, производимый транспортным средством и взаимодействие  

    покрышек с дорогой

1.2.  Конструкция шин

1.3.  Тест шин по уровню шума

2  Изучение проблемы

2.1.  Меры, направленные на уменьшение дискомфорта, вызываемого   

          шумом

2.2.  Долговечность, износостойкость и дисбаланс шин

2.3     Результаты и последствия снижения шума контакта покрышка/дорога 

Заключение 

Литература

Приложения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Забота  современного общества об улучшении  качества жизни подразумевает улучшение  окружающей среды и шум, вызываемый транспортом - одно из направлений работы.

     Шум от дорожного движения является суммарным  результатом:

• шума работающего двигателя транспортного средства,
• шума от контакта покрышек и поверхности дорожного покрытия.

     Следовательно, вопрос о возможностях снижения шума должен рассматриваться в рамках работы экспертов, представляющих:

• производителей транспортных средств,
• производителей покрышек,
• дорожных строителей,
• нефтяную промышленность (производителей дорожных битумов и горючего).

     Совместная  работа экспертов разных отраслей по решению проблем снижения шума ставит целью:

• Расширение сотрудничества производителей покрышек и транспортных средств для обеспечения более комплексного подхода в работе по снижению транспортного шума
• Гармонизация различных методов измерений шума в Европейском масштабе.

     Определение:

     Комплексный подход - использование методов, позволяющих рассматривать предметы и явления во взаимной связи и в сочетаниях для получения более точного и верного представления о проблеме.

     Задача  нового комплексного подхода - подготовка технических норм и единых законодательных актов по:

• современным методам определения шума, вызываемого взаимодействием дорожного покрытия и покрышки, а также, транспортным средством.
• правилам, адресованным соответствующим участникам
• рекомендациям по использованию соответствующих типов покрытия, таких как пористые асфальтобетоны, которые могли бы внести вклад в снижение шума от движения транспортных средств.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Методы  измерения уровня шума.

 
 
 

     Взаимодействие  покрышки и дороги производит шум, который  воспринимается в различной степени  внутри и снаружи автомобиля.

     С точки зрения окружающей среды интерес  вызывает шум снаружи автомобиля, который может определяться:

1. измерением общего показателя шума
2. измерением шума от движения отдельного автомобиля.

     Общий показатель шума - постоянный шумовой  уровень для определенного периода  времени, который равен результату от реального процесса выделения  шума.

     Существует  несколько основных методов измерения  шума при движении автомобиля, но ни один из этих методов пока еще не стандартизирован.

     Производители автомобилей измеряют общие уровни шума при ускорении движения автомобиля путем различных тестов.

     Измерения шума двигателя необходимы для утверждения  типа автомобиля, поскольку этого  требует европейский стандарт для  допуска продукции автомобилестроения на европейский рынок и жестокая конкуренция в отрасли.

     Производители покрышек измеряют уровень шума от контакта покрышки и поверхности  дороги для своих целей, проверяя общие эксплуатационные характеристики покрышки при различных условиях.

     Дорожные  строители определяют акустические свойства поверхностей дорожных покрытий, но своими методами, не дающими сопоставимых результатов, которые можно было бы увязать с шумом, производимым движущимся транспортным средством (с  учетом типа покрышки и работы двигателей).

     Таким образом, в рамках этих трех групп, результаты, выражаемые в физических единицах - децибелах (дБ), не могут быть использованы в одной общей математической модели, которая могла бы стать  основой принятия решений. 
 

1. Шум, производимый транспортным средством и взаимодействие покрышек с дорогой.

 

     До  сих пор для оценки шума, производимого  таким источником как транспортное средство, использовался слишком  обобщенный подход.

     Фактически  этот общий шум можно разложить  между двумя основными источниками:

1. тяговой энергией транспортного средства (двигатель, карданный вал, зубчатые передачи),
2. контактом покрышки и покрытия.

     У последних моделей тяжелых транспортных средств доминирующей частью общего шума является шум от контакта покрышки и покрытия. С 60-х годов производители  двигателей грузовиков добились снижения в 15 раз шума тяговой энергии путем  введения проектных усовершенствований.

     Однако, если общий шум автотранспортного средства определяется стандартизированными методами, то стандарт, который подходил бы для измерения шума контакта покрышки и покрытия дороги как части общего шума, еще не существует.

     Контакт движущейся покрышки и покрытия производит целый спектр звуковых волн, более  или менее различимых, происходящих из-за эффекта качения колеса. Знание механизма возникновения и распространения  этих звуковых волн позволяет снизить  степень их воздействия на окружение.

     Разработаны специальные методы измерения шума для сочетания: покрышка-автомобиль-покрытие.

     Были  идентифицированы составляющие источники  шума и изучено влияние каждого  из них на различных параметры, участвующие  в генерировании и распространении  шума.

     Снижение  уровня шума качения состоит в  контроле процессов его генерирования, распространения и поглощения, которые  зависят:

• от транспортного средства (веса, количества колес, вибрации, формы кузова),
• от покрышки (давление/распространение воздуха под поверхностью протектора, его рисунок, контактная площадь и сцепление поверхности покрышки с поверхностью дороги),
• от условия качения (скорость, вращающий момент, температура окружающего воздуха),
• от дороги (поверхностные характеристики покрытия, конструкция дорожной одежды, поперечный профиль).

     При изучении различных уровней шума от контакта покрышка/покрытие выявлено, что шум качения:

• значительно возрастает при увеличении скорости (3 дБ + 0.2/0.5 дБ для каждых 15 км/час),
• при движении с постоянной скоростью около 60 км/час шум качения преобладает над шумом двигателя,
• при измерении на границе покрытия варьируется от 3 дБ в зависимости от того, используются ли гладкие покрышки или средние (европейских типов) протекторные покрышки,
• при измерении на поверхности покрышки, шум варьируется с 6 дБ в зависимости от проектных характеристик дороги (измерения проводились на типичных Европейских главных дорогах).

     Для ограничения шума требуется изучить  комплексную модель контакта покрышка/покрытие, принимая в расчет характеристики покрытия и покрышки. 
 

2. Конструкция шин

 

     Основное  назначение шины - смягчить толчки и  удары, передаваемые на подвеску автомобиля, обеспечить надежное сцепление колеса с дорожным покрытием, управляемость, передать на дорогу тяговые и тормозные  силы. В значительной степени от шины зависит коэффициент сцепления, проходимость в различных дорожных условиях, расход топлива и шум, создаваемый  автомобилем во время движения. Кроме  того, шина должна обеспечить заданную грузоподъемность, надежность и долговечность.

     Шины  подразделяются:

     - в зависимости от конструкции  каркаса - на диагональные и радиальные;

     - по способу герметизации внутреннего  объема - на камерные и бескамерные;

     - по применяемости - на легковые, внедорожные (для джипов) и грузовые;

     - по соответствию типу дорожного  покрытия - на шоссейные (дорожные), универсальные и повышенной проходимости;

     - по сезонности использования  - на летние, зимние и всесезонные;

     - по типу рисунка беговой дорожки  - на направленные, ненаправленные и асимметричные;

     - по профилю поперечного сечения  - на полнопрофильные и низкопрофильные.  
 

       
 

     Рис.1. Устройство шин 
 

     Основные  части и детали шины:

     1. протектор

     2. плечевая  зона

     3. боковина

     4. брекер

     5. каркас

     6. борт

     Качество  корда в значительной степени  определяет срок службы и эксплуатационные характеристики шины. Нити корда каркаса  должны обладать высоким сопротивлением многократным деформациям, разрывной  и ударной прочностью, высокой  теплостойкостью.

        Брекер - часть шины, состоящая из слоев корда и расположенная между каркасом и протектором шины. Он служит для улучшения связей каркаса с протектором, предотвращает его отслоение под действием внешних и центробежных сил, амортизирует ударные нагрузки и повышает сопротивление каркаса механическим повреждениям. Корд брекера располагается под беговой дорожкой протектора. Обычно брекер имеет четное число слоев, нити которых расположены под противоположным углом. Чаще всего в брекере радиальных шин применяется металлокорд (STEEL), т. к. он практически нерастяжимый и обладает высокой прочностью. Такие свойства необходимы для создания жесткого пояса, позволяющего сделать беговую дорожку практически плоской. При этом значительно увеличивается площадь контакта с дорогой и возрастает боковая устойчивость шины.

         Часто поверх металлобрекера скоростных шин укладывают дополнительно один-два "экранирующих" слоя из текстильного корда, основные нити которого располагаются перпендикулярно нитям каркаса. Они дополнительно опоясывают каркас и предохраняют металлобрекер от механических повреждений. Чтобы понять, из чего состоит брекер (для каждой конкретной шины), нужно обратить внимание, что следует за надписью "TREAD" ("протектор"), которая указывается на боковине шины, но не забыв вычесть каркас, т. к. он тоже проходит под протектором.

            Борт - жесткая часть шины, служащая  для ее крепления и герметизации (в случае бескамерной) на ободе  колеса. Основой борта является  нерастяжимое бортовое кольцо, сплетенное  из стальной обрезиненной проволоки.  Борт состоит из слоя корда  каркаса, завернутого вокруг проволочного  кольца, и круглого или профилированного  резинового наполнительного шнура.  Стальное кольцо придает борту  необходимую жесткость и прочность,  а наполнительный шнур - монолитность  и эластичный переход от жесткого  кольца к резине боковины. С  наружной стороны борта расположена  бортовая лента из прорезиненной ткани, или корда, предохраняющая борт от истирания об обод и повреждения при монтаже и демонтаже.