Teoretične osnove zaščite pred hrupom avtomobila

Vsak človek se v vsakdanjem življenju srečuje s pojavom hrupa: na mestnih ulicah, stadionih, v javnih prostorih, v proizvodnji. Izjema ni niti običajen avtomobil, v katerem pogosto preživimo veliko časa in na sebi občutimo celoten spekter zunanjih negativnih dejavnikov. Da bi razumeli fizično bistvo tega pojava, njegov vpliv na živi organizem in organizacijo sistema zaščite pred njim, poskusimo razjasniti pojem in naravo hrupa.

Bistvo hrupa in njegove vrste

Hrup ni nič drugega kot kombinacija zvokov različne intenzivnosti in frekvence, ki ustvarjajo dodatno psiho-čustveno obremenitev in škodljivo vplivajo na človeka. Tako je prav v nezaželenosti in škodljivosti za objekt vpliva njegova glavna razlika od običajnega zvoka. V avtomobilu se pri povišanem hrupu voznik in potniki hitreje utrudijo, kar lahko privede do nastanka nevarne situacije. Zato se pojavi potreba po boju proti temu nezaželenemu pojavu. In da bi sovražnika poznali v obraz, poglejmo, kakšen je lahko hrup.

V vsakdanjem življenju ga najpogosteje opisujemo z besedama «močan» in «šibek». Kaj pa se skriva za njima, ne ve vsak. V njuni osnovi sta dva parametra, ki določata stopnjo zaznave in moč vpliva na človeka: raven zvoka (intenzivnost) in raven zvočnega tlaka. Prav ta dva spreminjamo, ko uravnavamo glasnost avdio sistema. Splošno sprejeta lestvica za merjenje teh kazalnikov je logaritemska lestvica z mersko enoto v decibelih (dB). Kritična vrednost ravni zvoka za človeka je 130 dBA, pri kateri povzroča bolečinski učinek. Glede na položaj maksimalne ravni zvočnega tlaka v frekvenčnem spektru lahko hrup pogojno razdelimo na:

• nizkofrekvenčni (NF) – do 300 Hz;
• srednjefrekvenčni (SF) – od 300 do 800 Hz;
• visokofrekvenčni (VF) – nad 800 Hz.

Ob upoštevanju amplitudnih nihanj zvočnega vala v časovnih intervalih se hrup deli na stalen, prekinjen in impulzen. Stalen hrup zaznamuje sprememba amplitude v okviru 5 dBA v 8 urah. Med stalen hrup lahko uvrstimo strukturni hrup, ki se prenaša od motorja, menjalnika, blažilnikov, koles avtomobila. Prekinjen ima diskretno strukturo sprememb, impulzen pa tvori sunke s trajanjem približno 1 sekunde. Med prekinjene lahko štejemo brnenje vklopljenega ogrevalnega sistema. Med impulzne prištevamo škripanje plastičnih delov. Človeški sluh se prilagodi «ozadju» in se ga nekako navadi. Pri tem ne zazna zvokov, ki so tišji od te ravni, vendar občutljivo ujame «ostre» šume, ki po amplitudi presegajo «ozadje». Bolj ko je zvok «oster», bolj je opazen za človeško uho.

Načini nastanka hrupnega polja v avtomobilu

Zvočne vibracije iz primarnih virov prodirajo v notranjost vozila zaradi nezadostnega tesnjenja vratnih in okenskih odprtin, zračnih kanalov in tehnoloških odprtin na karoseriji. Pri omejevanju kabine pred vplivom takšnih akustičnih nihanj sta dve ključni sestavini. Prva je dušenje in omejevanje nastanka hrupnega ozadja že pri samih virih, torej z izboljšanjem delovanja pogonskega sklopa, konstrukcije podvozja in izpušnega sistema. Velik pomen imata višina in tekstura profila pnevmatike. Po drugi strani pa je stopnja zvočne izolacije avtomobila neposredno odvisna od debeline stekla, oblog in panelov.

Strukturni hrup se širi od vira hrupa in vibracij po karoseriji vozila prek povezanih pritrdilnih elementov in mehanizmov za prenos vrtenja, kot so vzmetenje, transmisija, krmilni mehanizem. Nastala mehanska nihanja spravijo v gibanje druge karoserijske dele, ki ustvarjajo sekundarno hrupno ozadje. Pri oblikovanju slednjega imajo pomembno vlogo odbiti zvoki. Akustični valovi, ki nastajajo med delovanjem, imajo lastnost tako obiti oviro kot se odbijati od različnih površin, kar ustvarja dodatno obremenitev okolice. Tako se na primer zvočne vibracije odbijajo od cestišča in se vračajo proti spodnjemu delu avtomobila. Dodatne vibracije tal povzročajo tudi energije, ki spremljajo izpuh izpušnih plinov. Vse to se skupaj združi v splošno kakofonijo zvokov, ki jo naši slušni organi zaznajo kot hrup.

Togost sistema in zakaj je potrebna

Kot je bilo že omenjeno, vibracije pomembno prispevajo k celotni strukturi hrupnega vpliva. Pri tem je treba upoštevati, da stalno gibanje delcev trdnih teles ne povzroča le zvočne spremljave, temveč lahko privede tudi do pomembnejših rezultatov, ko se na določenem delu prostora ujema z drugimi valovi. Pri harmoničnih nihanjih togost nihajnega sistema določa možnost resonance v določenem frekvenčnem območju. S povečanjem togosti se zmanjša verjetnost resonance na višjih frekvencah pri enaki amplitudi vhodnega vpliva. Poleg tega je za resonanco pri nizkih frekvencah potrebno povečanje vhodnega vpliva.

To lahko ponazorimo s primerom. Človek ziblje drevo premera 10 cm. Pri tem zlahka «najde» resonanco, in to celo več kot eno. Če bo zibal drevo premera 20 cm, mu bo «iskanje» točke ujemanja nihanj vzelo več moči. In te moči mu nikakor ne bo dovolj pri zibanju drevesa premera 40 cm. Iz tega je razvidno, da pri enaki amplitudi vhodnega vpliva povečanje togosti sistema omogoča zmanjšanje verjetnosti, da sistem vstopi v resonanco. Pri avtomobilu visoka togost omogoča, da se na majhne vrednosti strukturnega in zračnega hrupa «ne odziva», saj ne bodo zadostovale za pojav tega pojava v različnih delih karoserije.

Z namenom povečanja togosti karoserije in elementov oblog vozila spletna trgovina DD Tuning ponuja različne tesnilne in vibroabsorpcijske materiale. Poleg tega so v ponudbi tudi tradicionalna in inovativna sredstva za zaščito pred hrupom ter toplotnoizolacijski izdelki.