Sylwester za nami, najlepszego dla Wszystkich na Nowy Rok. Okres poprzedzający sylwestrową noc pełny jest od pytań typu Strzelać czy nie strzelać w Sylwestra? Powiem tylko, że mój kot Pankracy o 23:59 popatrzył przez szybę na fajerwerki, na jego „twarzy?” pojawiło się jakby stwierdzenie „….eee, słabe te świecidełka” i położył się spać. Gdyby Pankracy był psem a nie kotem, przypuszczam że byłoby inaczej – także „nie strzelać”, ja nie strzelałem.
Natomiast, nie da się zaprzeczyć, że huk, hałas był ogromny i hałasowi właśnie chcę poświęcić ten tekst. Oczywiście hałasowi wytwarzanemu przez toczące się opony.
Poziom hałasu jest jednym z elementów charakterystyki opon, który możemy porównywać – gdyż jest mierzalny, to jest fakt, a z faktami się nie dyskutuje (…choć gdyby był to blog o zabarwieniu politycznym 😉 jeden fakt mógłby mieć wiele znaczeń).
Hałas generowany jest przez toczącą się oponę po nawierzchni, której to rodzaj ma oczywiście znaczenie na poziom hałasu właśnie. Inny poziom hałasu wytworzy opona na suchym asfalcie, mokrym asfalcie, nawierzchni luźnej i innych. Różnorodność nawierzchni dotyczy rodzaju chropowatości nawierzchni, która ma podstawowy wpływ na toczącą się oponę. Głównym (lecz nie jedynym) generatorem poziomu hałasu jest bieżnik opony, czyli to jak opona „wygląda”. Ile ma rowków wzdłużnych, ile poprzecznych nacięć, jakiej głębokości te nacięsią są i w jakiej ilości w obszarze stylu opony z nawierzchnią.
Zanim jednak przejdziemy do wpływu samego bieżnika, pomówmy o tym skąd ten hałas w trakcie toczenia. Wyobraźmy sobie na miejsce kontaktu bieżnika z nawierzchnią:
Pod naporem masy pojazdu i sił docisku jakie pracują w powierzchni styku, dochodzi do sprężenia powietrza w rowkach opony.
Gdy opona toczy się po nawierzchni, a wraz z jej toczeniem się rowki otwierają się (będąc dociśnięte), dochodzi do rozprężenia i wygenerowania dźwięku/hałasu.
Na potrzeby tego tekstu uznajmy, że w momencie otwarcia rowka, wydobywające się pod ciśnieniem powietrze wytwarza dźwięk „puff”. Suma tych wszystkich „puff’ów” plus hałas generowany przez powierzchnię styku opon z nawierzchnią tworzy całościowy hałas jaki jest generowany.
Po tym dźwiękowym wywodzie, możemy zawnioskować, że bieżnik (jego rodzaj, sposób nacięcia) ma wpływ na poziom hałasu. Jest pewna zasada, której wpływ można zauważyć w stosowanych rozwiązaniach technicznych.
Otóż, biorąc pod uwagę fakt, że suma „puff’ów” zwiększa poziom hałasu, producenci stosują różne rozwiązania, aby obniżać hałas. Jednym ze sposobów jest przesunięcie nacięć względem siebie, aby nie dochodziło do nakładania się takich samych dźwięków na siebie, co skutecznie podbija poziom hałasu.
Innym rozwiązaniem są cieńsze/płytsze nacięcia, ale to w konsekwencji może mieć wpływ na poziom skuteczności odprowadzania wody. Poziom osiągów danej opony zawsze są swego rodzaju kompromisem.
Rozwińmy nieco bardziej wątek przesunięć nacięć względem siebie. W początkowym rozwoju opon, najbardziej popularnym był symetryczny wzór bieżnika (łatwiejszy też z punktu widzenia projektowania).
W tego rodzaju bieżnika, nacięcia nakładają się na siebie, tym samym generowany dźwięk jest multiplikowany, sumarycznie powoduje wyższy hałas. Nie chcę uchodzić za fizyka (nie jestem nim, choć raz jeden jedyny, pochwalę się „5” z hydrodynamiki u prof. Opłatowskiego dostałem 🙂 ). Chodzi mi tylko o wychwycenie logiki i fizyki, gdyż ona w oponach występuje. Jeden mały trik produkcyjny obniżył poziomy hałasu. Nacięcia w obszarach bocznych zostały względem siebie przesunięte, tym samym dźwięki przestały się na siebie nakładać, co powodowany spadek hałasu całkowitego.
Takie zastosowanie można spotkać w bieżnikach symetrycznych i kierunkowych. Bieżnik asymetryczny z zasady i z nazwy, nie jest symetryczny 😉.
O co cały ten hałas? Otóż, o to, że odczuwalny przez ludzkie ucho poziom hałasu w decybelach (dB) nie ma cech funkcji liniowej, a logarytmiczną. To skutkuje bardzo dużymi przyrostami tego poziomu, w praktyce wzrost o 1 dB, powoduje odczucie wzrostu hałasu o ¼ w stosunki do niższej wartości – to bardzo dużo.
Rodzaj bieżnika jest tylko jednym z kilku elementów tematyki generowania hałasu. Idąc głębiej, można rozpisywać się o poziomie chropowatości nawierzchni, drganiach opony, wpływu ciśnienia – ale nie ma na to czasu. Jak pokazują badania internetu – nie jest to miejsce na długie teksty 😊 może część z Was czyta to zdanie stojąc w korku lub w trakcie postoju na skrzyżowaniu, zerkając co chwila na sygnalizator, więc kończę ten krótki wywód, skupiając się tylko na jednym z elementów.
Do miłego!