Teoretické základy ochrany pred hlukom z auta

Každý človek sa v každodennom živote stretáva s prejavmi hluku: na mestských uliciach, štadiónoch, vo verejných priestoroch, vo výrobe. Výnimkou nie je ani bežné auto, v ktorom treba tráviť veľa času a znášať na sebe celú škálu cudzích negatívnych faktorov. Aby sme pochopili fyzikálnu podstatu tohto javu, jeho vplyv na živý organizmus a organizáciu systému ochrany pred ním, skúsme sa zorientovať v pojme a povahe hluku.

Podstata hluku a jeho druhy

Hluk nie je nič iné ako kombinácia zvukov rôznej intenzity a frekvencie, ktoré vytvárajú dodatočnú psycho-emocionálnu záťaž a majú škodlivý vplyv na človeka. Práve v jeho nežiaducnosti a škodlivosti pre objekt pôsobenia sa skrýva hlavný rozdiel oproti bežnému zvuku. V aute pri zvýšenom hluku sa vodič aj cestujúci rýchlejšie unavia, čo môže viesť k vytvoreniu nebezpečnej situácie. Preto vzniká potreba bojovať s týmto nežiaducim javom. A aby sme poznali nepriateľa „z tváre“, poďme si rozobrať, aký hluk môže byť.

V bežnom živote ho najčastejšie charakterizujú slovami «silný» a «slabý». No čo sa za nimi skrýva, vie zďaleka nie každý. V ich základe stoja dva parametre, ktoré určujú mieru vnímania a silu pôsobenia na zmysly – hladina zvuku (intenzita) a hladina akustického tlaku. Práve nimi manipulujeme, keď regulujeme hlasitosť audio systému. Všeobecne prijatou stupnicou merania týchto ukazovateľov je logaritmická stupnica s jednotkou v decibeloch (dB). Kritickou hodnotou hladiny zvuku pre človeka je 130 dBA, pri ktorej vzniká bolestivý efekt. Podľa polohy maxima hladiny akustického tlaku vo frekvenčnom spektre možno hluk podmienečne rozdeliť na:

• nízkofrekvenčný (NF) – do 300 Hz;
• strednofrekvenčný (SF) – od 300 do 800 Hz;
• vysokofrekvenčný (VF) – nad 800 Hz.

S prihliadnutím na amplitúdové výkyvy zvukovej vlny v čase sa hluk delí na stály, prerušovaný a impulzný. Stály hluk sa vyznačuje zmenou amplitúdy v rámci 5 dBA počas 8 hodín. K stálemu hluku možno zaradiť štrukturálny hluk prenášaný od motora, prevodovky, tlmičov a kolies vozidla. Prerušovaný má diskrétnu štruktúru zmien, impulzný vytvára skoky s trvaním približne 1 s. K prerušovanému možno zaradiť hukot zapnutého vykurovacieho systému. K impulzným patria vŕzgania plastových dielov. Ľudský sluch sa prispôsobuje «pozadiu» a akoby si naň zvyká. Zároveň nevníma zvuky, ktoré sú tichšie než táto úroveň, no citlivo zachytáva «ostré» hluky, ktoré presahujú «pozadie» amplitúdou. Čím «ostrejší» zvuk, tým je pre ľudské ucho nápadnejší.

Cesty formovania hlukového poľa v aute

Zvukové kmity z primárnych zdrojov prenikajú do vnútorného priestoru vozidla cez nedostatočnú tesnosť dverných a okenných otvorov, vzduchovody a technologické otvory v karosérii. Pri obmedzovaní pôsobenia takýchto akustických kmitov na interiér sú dve hlavné zložky. Je to potláčanie a obmedzovanie vzniku hlukového pozadia už v samotných zdrojoch – teda zlepšením práce pohonnej jednotky, konštrukcie podvozku a výfukového systému. Veľký význam má v tejto otázke výška a štruktúra dezénu pneumatiky. Na druhej strane od hrúbky skla, obkladov a panelov priamo závisí úroveň zvukovej izolácie vozidla.

Štrukturálny hluk sa šíri od zdroja hluku a vibrácií po karosérii vozidla prostredníctvom s nimi spojených upevňovacích prvkov a mechanizmov prenosu krútiaceho momentu, ako sú zavesenie, prevodové ústrojenstvo a riadenie. Mechanické kmity, ktoré takto vznikajú, uvádzajú do pohybu ďalšie časti karosérie, ktoré vytvárajú sekundárne hlukové pozadie. Pri jeho tvorbe zohrávajú dôležitú úlohu odrazené zvuky. Akustické vlny vznikajúce počas prevádzky majú vlastnosť obtekať prekážku aj odrážať sa od rôznych povrchov, čo vytvára dodatočné zaťaženie okolia. Napríklad zvukové kmity sa odrážajú od vozovky a vracajú sa smerom k spodnej časti auta. Dodatočné vibrácie podlahy vyvolávajú aj energie sprevádzajúce výfuk spalín. To všetko sa spolu spája do všeobecnej kakofónie zvukov, ktoré naše sluchové orgány vnímajú ako hluk.

Tuhosť systému a načo je potrebná

Ako už bolo spomenuté, vibrácie významne prispievajú k celkovej štruktúre hlukového pôsobenia. Treba pritom zohľadniť, že neustály pohyb častíc pevných telies nielenže vytvára zvukový sprievod, ale môže viesť aj k výraznejším následkom, keď sa na určitom mieste v priestore zhoduje s inými vlnami. Pri harmonických kmitoch tuhosť kmitavého systému určuje možnosť rezonancie v určitom frekvenčnom rozsahu. Pri zvýšení tuhosti sa znižuje pravdepodobnosť rezonancie na vysokých frekvenciách pri rovnakej amplitúde vstupného pôsobenia. Okrem toho, na rezonanciu pri nízkych frekvenciách je potrebné zvýšenie vstupného pôsobenia.

Možno to okomentovať takýmto príkladom. Človek rozkýva strom s priemerom 10 cm. Ľahko pritom «nájde» rezonanciu, a dokonca nie jednu. Ak bude rozkývavať strom s priemerom 20 cm, «hľadanie» bodu zhody kmitov ho bude stáť viac síl. A týchto síl už vôbec nebude dosť pri rozkývavaní stromu s priemerom 40 cm. Z toho je vidieť, že pri rovnakej amplitúde vstupného pôsobenia zvýšenie tuhosti systému umožňuje znížiť pravdepodobnosť vstupu systému do rezonancie. V prípade automobilu vysoká tuhosť umožňuje «nevšímať si» malé hodnoty štrukturálneho a vzdušného hluku v tom zmysle, že nebudú postačovať na vznik tohto javu v rôznych častiach karosérie.

S cieľom zvýšiť tuhosť karosérie a prvkov obloženia vozidla ponúka internetový obchod DD Tuning rôzne tesniace a vibroabsorpčné materiály. Okrem toho sú v sortimente tradičné aj inovatívne prostriedky na ochranu pred hlukom, ako aj tepelnoizolačné produkty.