Teoretiska grunder för skydd mot bilbuller

Varje människa möter i sin vardag olika former av buller: på stadsgator, arenor, i offentliga lokaler och inom industrin. En vanlig bil är inget undantag – i den tillbringar man ofta mycket tid och utsätts för hela spektrumet av yttre negativa faktorer. För att förstå den fysiska kärnan i detta fenomen, dess påverkan på den levande organismen och hur man organiserar ett skyddssystem mot det, ska vi försöka reda ut begreppet och bullrets natur.

Bullerets väsen och dess typer

Buller är inget annat än en kombination av ljud med olika intensitet och frekvens, som skapar en extra psykoemotionell belastning och har en skadlig inverkan på människan. Det är alltså just oönskadheten och skadligheten för den som påverkas som är den främsta skillnaden mot ett vanligt ljud. I en bil leder förhöjd bullernivå till att förare och passagerare blir tröttare snabbare, vilket kan skapa en trafikfarlig situation. Därför uppstår behovet av att bekämpa detta oönskade fenomen. Och för att känna fienden på riktigt, låt oss reda ut vilka typer av buller som finns.

I vardagligt tal beskriver man det oftast med orden «starkt» och «svagt». Men vad som döljer sig bakom dem är långt ifrån alla som vet. De bygger på två parametrar som avgör graden av uppfattning och påverkan på hörseln: ljudnivå (intensitet) och ljudtrycksnivå. Det är just dessa vi ändrar när vi reglerar volymen i ljudsystemet. Den allmänt accepterade skalan för att mäta dessa värden är en logaritmisk skala med måttenheten decibel (dB). Det kritiska värdet för människan är 130 dBA, då en smärteffekt uppstår. Beroende på var det maximala ljudtrycket ligger i frekvensspektrumet kan buller villkorligt delas in i:

• lågfrekvent (LF) – upp till 300 Hz;
• mellanfrekvent (MF) – från 300 till 800 Hz;
• högfrekvent (HF) – över 800 Hz.

Med hänsyn till amplitudsvängningarna i ljudvågen över tid delas buller in i kontinuerligt, intermittent och impulsljud. Kontinuerligt buller kännetecknas av att amplituden förändras inom 5 dBA under 8 timmar. Till kontinuerligt buller kan man räkna struktur-/stomljud som överförs från motor, transmission, stötdämpare och hjul. Intermittent buller har en diskret förändringsstruktur, och impulsljud bildar toppar med en varaktighet på cirka 1 sekund. Till intermittent buller kan man räkna brummandet från ett påslaget värmesystem. Till impulsljud räknas knarr från plastdetaljer. Människans hörsel anpassar sig till «bakgrunds»nivån och vänjer sig liksom vid den. Samtidigt uppfattar den inte ljud som är svagare än denna nivå, men fångar känsligt upp «scharpa» ljud som överstiger «bakgrunden» i amplitud. Ju «scharpare» ljudet är, desto mer märkbart blir det för det mänskliga örat.

Hur bullerfältet i en bil uppstår

Ljudsvängningar från primära källor tränger in i fordonets kupé via otillräcklig täthet i dörr- och fönsteröppningar, luftkanaler och tekniska hål i karossen. I arbetet med att avskärma kupén från sådana akustiska svängningar finns två huvudkomponenter. Den ena är att dämpa och begränsa uppkomsten av buller redan i källorna, det vill säga genom att förbättra drivaggregatets funktion, konstruktionen av chassit och avgassystemet. Stor betydelse har däckets mönsterhöjd och textur. Den andra är att graden av bilens ljudisolering direkt beror på glasets tjocklek samt beklädnad och paneler.

Strukturbuller sprids från buller- och vibrationskällan genom bilens kaross via tillhörande fästelement och mekanismer som överför rotation, såsom fjädring, transmission och styrning. De mekaniska svängningar som uppstår sätter andra karossdelar i rörelse och skapar ett sekundärt bullerfält. I det senares uppkomst spelar reflekterade ljud en viktig roll. Akustiska vågor som uppstår under drift har egenskapen att både ta sig runt hinder och reflekteras från olika ytor, vilket skapar extra belastning på omgivningen. Till exempel reflekteras ljudsvängningar från vägbanan och går tillbaka mot bilens undersida. Ytterligare golvvibrationer orsakas även av energierna som följer med avgaserna. Allt detta smälter samman till en allmän kakofoni av ljud, som våra hörselorgan uppfattar som buller.

Systemets styvhet och varför den behövs

Som redan nämnt bidrar vibrationer väsentligt till bullerpåverkan. Här måste man beakta att den ständiga rörelsen hos partiklar i fasta material inte bara ger ett ljudligt följe, utan också kan leda till mer betydande effekter genom att sammanfalla med andra vågor i en viss del av rummet. Vid harmoniska svängningar avgör den svängande systemets styvhet möjligheten till resonans inom ett visst frekvensområde. När styvheten ökar minskar sannolikheten för resonans vid höga frekvenser vid samma amplitud på den inkommande påverkan. Dessutom krävs en ökning av den inkommande påverkan för att resonans ska uppstå vid låga frekvenser.

Detta kan illustreras med ett exempel. En person gungar ett träd med en diameter på 10 cm. Då hittar han lätt resonans – och till och med mer än en. Om han gungar ett träd med en diameter på 20 cm, tar «sökandet» efter sammanfallande svängningar mer kraft. Och den kraften räcker inte alls för att gunga ett träd på 40 cm. Av detta framgår att vid samma amplitud på den inkommande påverkan gör en ökad systemstyvhet det möjligt att minska sannolikheten att systemet hamnar i resonans. Överfört till bilen innebär hög styvhet att man kan «inte bry sig» om små nivåer av struktur- och luftburet buller, eftersom de inte räcker för att detta fenomen ska uppstå i olika delar av bilens kaross.

För att öka karossens styvhet och fordonets beklädnadselement erbjuder nätbutiken DD Tuning ett brett utbud av tätnings- och vibrationsdämpande material. Dessutom finns i sortimentet både traditionella och innovativa bullerskyddsmedel, samt värmeisolerande produkter.