Hlučnosť pneumatík: Ako sa skúma hladina hluku a komfort pneumatík

Preferujete tiché svišťanie po diaľnici, alebo si radi počas šoférovania počúvate hudbu, a preto vám nevadí ani vyššia hlučnosť pneumatík? Čo je to hluk pneumatík a čo má spoločné s komfortom jazdy? V článku si prečítate, ako sa v automobilových testoch skúma hladina hluku a hodnotí komfort pneumatík.

Čo je hluk pneumatík

Pod pojmom hluk sa rozumie hladina akustického zvuku, ktorý spôsobuje nepríjemný alebo rušivý pocit v ušiach posádky v aute a v jeho okolí. Zvuk sú vibrácie šíriace sa vzduchom ako zvukové vlny. Zdrojom týchto vibrácií môže byť pevná látka (v tomto prípade pneumatika), ktorá stimuluje vzduchové vibrácie, neustále tvoriac tlakové vlny. Zjednodušene povedané, čím viac pneumatika pracuje, tým môže generovať väčší hluk.

V súčasnosti môže byť slovné spojenie komfort pneumatík oveľa používanejšie než hluk pneumatík. V podstate ide o akustický komfort, čiže zvuk, a mechanický komfort, čiže vibrácie akéhokoľvek druhu spojené s pneumatikami, ako tlmenie, drganie atď.

Zdroj hluku pneumatík pri ich prevádzke

Je dôležité, akým autom jazdíte, po akých cestách a na akých pneumatikách. Každá pneumatika má svoju vlastnú frekvenciu, pri ktorej sa trasie silnejšie. Problém nastane, keď je frekvencia v blízkosti stimulačnej frekvencie (vyplývajúcej napríklad z drsnosti vozovky). Potom pneumatika namiesto absorbovania vibrácií a hluku ich naopak zosilňuje. Väčší problém je však frekvencia v blízkosti jednej z vlastných frekvencií vozidla. To môže byť dôvodom, prečo je niektorý model pneumatík vodičmi považovaný za tichý a iný za príliš hlučný.

Počas pohybu vozidla vzniká nepretržitá interakcia medzi pneumatikami a vozovkou. Pneumatika sa otáča, prekonáva rôzne nerovnosti na ceste a bloky behúňa pravidelne „udierajú“ o zem. Ako najčastejšie zdroje hlučnosti pneumatík možno uviesť:

• narážanie blokov behúňa na vozovku, v čoho dôsledku vznikajú vibrácie 
• prúdiaci vzduch medzi blokmi dezénu, ktorý zahŕňa efekt jeho rezonancie medzi drážkami behúňa v sieti (vrátane turbulencie v oblastiach, kde sa stretávajú kanály)
• vibrácie vzduchu uvoľneného zo zadnej časti pneumatiky pri kontakte blokov behúňa v priebehu znižovania kontaktného povrchu
• opotrebované zavesenie kolies alebo ložísk
• zlý stav podvozku a tlmičov vozidla
• tvar dezénu

Okrem toho na hlučnosť pneumatík môžu vplývať aj rôzne technické poruchy na vozidle. Jednou z takýchto porúch môžu byť napríklad nepravidelne ojazdené pneumatiky v dôsledku zlej geometrie vozidla. Niekedy sa však stane, že príliš vysoká hlučnosť pneumatík je jednoducho daná kvalitou pneumatiky stanovenej výrobcom.

Ktoré pneumatiky sú hlučné – zimné či letné?

Zimné pneumatiky majú vždy o čosi vyššiu hlučnosť ako letné. Sú totiž vyrobené zo špeciálnych materiálov, ktoré sú odolné aj v nízkych teplotách a na zasneženej či zamrznutej vozovke. Ich nevýhodou je vyšší valivý odpor pneumatík.

Prijateľná úroveň hluku pneumatík

Splnenie súčasných úrovní hluku potrebné pre získanie homologizácie hluku nie je pre výrobcu žiadnym problémom. Rozdiely hlučnosti pneumatík v dB (decibeloch), ktoré sú zaznamenané počas skúšky medzi pneumatikami, sú v priemere 6 - 8 dB (A). Mnoho pneumatík je 4 - 6 dB (A) pod limitom, ale veľká časť tiež prekračuje hranicu na 2 dB (A). Tieto limity sú zapísané v nariadení č. 117 Európskej hospodárskej komisie organizácie spojených národov (EHK OSN). Ktoré pneumatiky sú hlučné? Konkrétne predpisy týkajúce sa homologizácie pneumatík vzhľadom na hluk valenia a priľnavosť na mokrých povrchoch sú nasledovné:

Pre zosilnené pneumatiky (XL) a pneumatiky M+S sú limity vyššie o 1 dB(A). Avšak, s nadobudnutím účinnosti ustanovení o etiketách zameraných na limity hluku pneumatík, budú zaradené do tried vzhľadom na šírku pneumatík. Nové limity sú nasledovné:

Podľa smernice EÚ sú pneumatiky vyrábané a dovážané v rámci EÚ označené štítkami, na ktorých nájdete aj vonkajšiu hodnotu hluku. 

Čo je to komfort pneumatík

Jednou z hlavných funkcií pneumatík je aj absorbovanie nárazov a tlmenie vibrácií. Pneumatika by okrem iného mala vodičovi poskytovať aj istú formu pohodlia a komfortu. V niektorých prípadoch však nemusí spĺňať túto úlohu, alebo sa dokonca môže stať samotným zdrojom nepohodlia.

Netreba však zabúdať na to, že komfort je väčšinou subjektívny pojem a každý vodič môže za diskomfort považovať niečo iné. Jedným z týchto aspektov môže byť aj tzv. psychický komfort, ktorý dáva pneumatika vodičovi. Ide o dôveru vodiča voči konkrétnym pneumatikám a predvídateľnosť ich správania.

Zdroje diskomfortu pneumatiky

Dôvodom diskomfortu vytvoreného pneumatikami môže byť:

• chyba na strane výrobcu
• charakteristika daného modelu vyplývajúca z konštrukčných predpokladov
• nízka kvalita pneumatiky

Vyplýva to v podstate z tvaru dezénu a konštrukcie pneumatiky. V konštrukcii je treba zachovať osobitnú rovnováhu medzi tuhosťou a pružnosťou. Konkrétne modely pneumatík, ktoré musia spĺňať požiadavky spojené s indexom nosnosti a rýchlosti, môžu stratiť tlmiace vlastnosti. Pneumatiky s vyšším profilom sú považované za najpohodlnejšie. Kvôli vyššiemu profilu sú tichšie oproti nízkoprofilovým pneumatikám a lepšie absorbujú nerovnosti na ceste. Avšak, sú viac náchylné k prechýleniu a kývaniu, napríklad pri prudkej zmene smeru jazdy, čo môže viesť k nespokojnosti vodiča.

Hluk pneumatík voči ostatným parametrom pneumatík

Diskomfort pneumatiky vyplývajúci z mechanických vibrácií má priamy vzťah s hlukom pneumatiky. Pneumatiky s nízkym profilom, ktoré sú všeobecne širšie, produkujú viac hluku. Nízky profil s vyššou tuhosťou bokov zapríčiňuje, že diskomfort vzrastá v dôsledku nižšieho pohlcovania všetkých nerovností na vozovke. 

Ak vibrácie vznikajú kvôli nerovnostiam na pneumatike vyplývajúcich z výrobného procesu, obvykle vodič cíti nielen tieto vibrácie, ale aj zvýšený hluk. Pripomeňme si, že každá pneumatika je kompromisom výkonov. V prípade komfortu pneumatík, ak by mala byť pneumatika tichá, odzrkadlí sa to na priľnavosti na mokrej vozovke a oslabením odolnosti voči aquaplaningu. Ďalším spôsobom ako vytvoriť veľmi tichú pneumatiku je použitie malých blokov dezénu. Avšak, pneumatika s takým vzorom dezénu nie je vizuálne atraktívna a výrobcovia musia pamätať aj na to, že mnohí vodiči prikladajú veľký význam aj dizajnu pneumatík.

Vplyv hluku a komfortu na záverečnom hodnotení v rankingu pneumatík je diskutabilný. A aj napriek tomu, že je to veľmi dôležité pre používateľov, nemôže konkurovať parametrom ako je priľnavosť, správanie na zákrutách alebo jazda na mokrej vozovke. Avšak, extrémne nízka úroveň komfortu pneumatiky je úplne diskvalifikovaná v očiach používateľov.

Ako sa skúma hladina hluku a komfort pneumatík

Aké sú metódy skúmania vonkajšieho hluku? Existuje mnoho spôsobov, ako zistiť úroveň hluku a komfortu pneumatík. K vyhodnoteniu pneumatikou vydávaného hluku sú bežne používané metódy podobné tým, ktoré sa používajú pri testovaní na homologizáciu pneumatiky. 

Táto metóda sa nazýva coast-by. Tieto merania sa vykonávajú v testovacej zóne v tvare štvorca s rozmermi 20 x 20 m, v strede ktorej sú vo vzdialenosti 7,5 m od osi pohybu vozidla umiestnené mikrofóny. V súlade s metodikou vodič vchádza do testovacej zóny pri určitej rýchlosti, potom vyhodí rýchlosť a zastaví motor. Musia byť vykonané aspoň štyri merania v rozsahu rýchlostí od 70 do 80 km/h a štyri rýchlosti v rozmedzí od 80 do 90 km/h.

Výsledky na testovacích povrchoch v testovacej zóne sa však nedajú celkom porovnať s reálnymi výsledkami, ktoré by dosiahli pneumatiky na našich, nie vždy kvalitných, cestách. Niektorí výrobcovia optimalizujú svoje pneumatiky podľa testovacích podmienok, ale na iných povrchoch ciest môžu byť trochu hlučnejšie.

Existujú tiež metódy driver-by a cruise-by. Test driver-by sa vyznačuje tým, že vodič vstupuje do zóny merania rýchlosťou 50 km/h na 2 alebo 3 rýchlostiach, a potom prechádzajúc cez zónu zrýchľuje. Metóda cruise-by podlieha prejdeniu skúšobným priestorom pri konštantnej rýchlosti.

Hlučnosť pneumatík pri testovaní s figurínou

Test sa vykonáva pomocou figuríny sediacej na sedadle spolujazdca, ktorá je vybavená mikrofónmi umiestnenými v ušiach pripojených k počítaču. Skúška sa vykonáva v súlade s nasledujúcim postupom: auto ide určitou konštantnou rýchlosťou (napr. 80 km/h), spustí sa merací prístroj, ktorý po určitú dobu registruje úroveň akustického tlaku. Prejazd sa opakuje niekoľkokrát.

Subjektívne testy

Neoceniteľné sú testovania hluku a komfortu vykonávané skúsenými testovacími vodičmi. Zvyčajne sa vykonávajú podľa nasledujúceho postupu:

• referenčná sada pneumatík
• testovacia sada č. 1 podľa referenčnej sady (možnosť niekoľkých pokusov)
• referenčná sada pneumatík
• testovacia sada č. 2 podľa referenčnej sady (možnosť niekoľkých pokusov)
• referenčná sada pneumatík
• ...
• referenčná sada pneumatík

Prejazdy na referenčných pneumatikách sú oveľa častejšie, ako napríklad v prípade testov brzdenia. Má to eliminovať vplyv poradia pneumatík na konečné výsledky. 

Metódy hodnotenia komfortu a hluku pneumatík

V závislosti od aspektov komfortu, ktoré má hodnotiť vodič, sa na vyhodnotenie používajú rôzne skúšky:

• s cieľom vyhodnotiť tlmenie vibrácií: na hrboľatej ceste sa vykonávajú skúšky s relatívne vysokou rýchlosťou (napr. 80 km/h), kde vodič alebo príslušné senzory vyhodnotia tlmenie v okamihu prejdenia cez hrbole
• s cieľom vyhodnotiť vplyv priechodu cez jednotlivé prekážky: vykonáva sa pokus prejazdu cez jednotlivé hrbole, prah alebo kanálový otvor na trati s rýchlosťou od 40 do 50 km/h, pričom vodič hodnotí rozsah tlmenia a hluk spojený s nárazom
• za účelom posúdenia hluku na cestách (čiže určenie celkového hluku): vodič prechádza po nerovnom úseku vozovky rýchlosťou 80-100 km/h a popisuje svoje dojmy
• s cieľom hodnotenia správania v zákrutách sú vykonávané testy na tratiach s kombináciu zákrut v rôznych uhloch

Pre stanovenie efektov spojených s vplyvom tvaru behúňa sa vykonávajú dve skúšky. Prvou z nich je zistenie vplyvu vzoru dezénu pri jazde. Ide o jazdu konštantnou rýchlosťou 80-100 km/h. Druhým cieľom je určiť úroveň dunenia behúňa pri zmenách rýchlosti. Pre tento účel skúšobné vozidlo zrýchľuje v rýchlostiach nad 100 km/h a potom spomaľuje až do zastavenia. Tieto testy sú vykonávané na hladkej ceste.