Вот почитай такую статейку:
Термокомпенсированный вибродемпфер.
Одним из основных мероприятий при шумоизоляции автомобиля традиционно является наклейка на детали кузова вибропоглощающих материалов. Это приводит к уменьшению амплитуды колебаний металлических поверхностей и, как следствие, значительному уменьшению вторичных шумов. То есть тех, что рождены самим кузовом.
Для целей автомобильной виброизоляции выпускается довольно значительный ассортимент полимерных (по преимуществу битумных) материалов, а сама работа хорошо знакома любому практикующему установщику сферы car-audio. Принято считать, что в такого рода работах нет ничего сложного, и для достижения хорошего результата достаточно выполнять минимальные рекомендации изготовителя материала. Отчасти это действительно так, по крайней мере, следование традиционным рецептам ещё никого сильно не разочаровывало. Но стоит иметь в виду, что рекомендации производителя - это всего лишь схема, упрощённая модель, рассчитанная именно на бездумно-механическое применение. Если же дать себе труд разобраться в механизме действия виброизолирующих материалов, то можно добиться гораздо большего эффекта. Нижеследующие рекомендации как раз и призваны расширить кругозор установщиков, дабы минимальными усилиями добиваться результата.
Начать следует с внесения терминологической ясности. Большинство установщиков и им сочувствующих применяет термин "виброизоляция", имея в виду наклеивание демпфирующих материалов на металл. Правильнее называть это вибропоглощением (или вибродемпфированием), так как виброизоляции это нечто совсем иное. В последнем случае ключевой для понимания частью слова будет "изоляция", то есть развязка чего-то с чем-то. В механике виброизоляцией называют мероприятие по уменьшению динамических сил, передаваемых с виброактивной системы на другую, защищаемую от вибраций. Классический пример - развязка вибро-нагруженного двигателя с кузовом или шасси посредством резиновых или гидравлических опор ("подушек"). Или крепление деталей подвески через упругие элементы (сайлентблоки). В этих случаях действительно осуществляется виброизоляция (частичная) с соответствующим уменьшением структурной составляющей общей шумовой картины. Вибропоглощение же, по сути, целенаправленное увеличение потерь колебательной энергии механической системы, что и происходит при наклеивании демпфирующих материалов.
Звукоизоляция, в том числе и автомобильная - мероприятие комплексное, учитывающие звукоотражающие и звукопоглощающие свойства различных материалов. Несмотря на то, что отражение и поглощение звуковых волн подробно исследуются со времён Исаака Ньютона, проблемами вибропоглощения для нужд звукоизоляции всерьёз озаботились только в середине прошлого столетия. Причём пионерами в этих разработках были судостроители, в частности сотрудники Ленинградского ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова, где в 1941 году была создана кафедра "Судовая акустика". И, хотя с тех времён техническая акустика совершила гигантский рывок, ещё далеко не все выявленные закономерности имеют строгое физико-математическое обоснование. Удивительно, но эксперимент по сей день опережает теорию, а существующий математический аппарат не позволяет в должной мере описать действительность. Что не мешает инженерам пользоваться выявленными закономерностями, скептически поглядывая в сторону теоретиков.
Итак, вибропоглощение. Суть процесса - в преобразовании акустической (колебательной) энергии в тепловую с последующим её рассеянием. Такое преобразование возникает за счёт механических деформаций упругого слоя, возникающих вследствие разницы физико-механических характеристик основания и демпфера. Прежде всего, по плотности и динамическому модулю упругости. Для демпфирования выбираются материалы с максимальными внутренними потерями, а их способность к вибропоглощению характеризуется коэффициентом потерь.
Механические деформации в демпфере можно свести к деформациям растяжения-сжатия (объёмным) в продольном и поперечном направлениях и сдвига (плоскостным). (Многие на этих словах вспомнят школьный курс физики, в частности, закон Гука). Это и является основой классификации вибродемпфирующих материалов (ВДМ), которые принято подразделять именно по типу механической деформации. Не будем сейчас описывать все их существующие разновидности, отметим лишь, что автомобильные ВДМ часто являются комбинированными, то есть сочетают в себе два и более типа деформаций. Так однородный битумный материал работает за счёт объёмной деформации, но тот же материал, покрытый алюминиевой фольгой или толстой полимерной плёнкой, добавляет ещё и деформации сдвига (которые происходят на границе сред). Многослойный материал реализует всё виды деформаций.
Максимальным коэффициентом потерь в достаточно широком температурном и частотном диапазонах обладают природные и искусственные полимеры, такие как резина, каучук, поливинилхлорид (ПВХ), некоторые виды смол. Но общепризнанно, что наиболее подходящим для этих целей является битум, причём модифицированный более плотными полимерами для расширения "рабочего диапазона". Основу большинства имеющихся на рынке ВДМ составляет модифицированный битум (Визомат МП и ПБ, Noisebuster DF, Matequs Tipe 1, 2 и др.), однако встречаются материалы на основе ПВХ (Визомат М) и каучука (Вибропласт). Это очень разные по характеристикам материалы и некорректно сравнивать их только по приведённому коэффициенту потерь. Дело в том, что химическая промышленность ещё не достигла таких высот, чтобы создать материал, универсальный по всем свойствам. Поэтому ВДМ различаются по частотному диапазону эффективной работы и рабочему диапазону температур.
Заметим, что ВДМ значительно лучше работают в области высоких частот, причём, чем менее плотен материал, тем выше рабочая граница. Так снижение механических колебаний на НЧ может составлять 8-10 дБ, а на ВЧ - 17-30 дБ. Но не стоит ставить знак равенства между механическим и акустическим демпфированием. Например, при снижении уровня вибраций панели на 10 дБ снижение уровня шума составит 4-5 дБ. Для гашения ВЧ-колебаний наиболее подходят ВДМ на основе резины, а для НЧ следует выбирать армированные битумы и ПВХ. Косвенно "частоту основного резонанса" панели можно определить по её площади: чем она больше, тем более в низкочастотную область смещены колебания.
Температурный диапазон - вещь в себе. Абсолютное большинство ВДМ оптимизировано для работы при комнатной (20 градусов по Цельсию) температуре, для неё же справедливы их характеристики. Но порой даже не очень значительное отклонение температуры в ту или иную сторону напрочь разрушает благостную картину. А ведь эксплуатация автомобиля строго при 20 градусах невозможна...
Наиболее стабильны показатели по внутренним потерям у плотных материалов типа полипропилена, полиуретана или асбокартона. Так, последний сохраняет работоспособность в диапазоне от минус 20 до плюс 450 градусов. Но, увы, абсолютный коэффициент потерь у плотных материалов невелик (0,02-0,06). В то же время битумный ВДМ "теряет" 0,3-0,4, но только при 20-30 градусах. Отклонение даже на 10 градусов даёт лавинообразный спад механических потерь.
Менее плотный материал при повышении температуры быстрее "растекается" и теряет свойства, в то же время точка стеклования у такого материала ниже, значит, при пониженной температуре он дольше будет сохранять работоспособность. Справедливо и обратное: ВДМ, устойчивые к жаре, на морозе совершенно бесполезны. Отсюда можно сделать совершенный в своей простоте вывод: наиболее широким рабочим диапазоном температур будет обладать демпфирующий слой, скомбинированный из двух-трёх материалов, различных по свойствам.
Комбинаторный принцип тоже довольно незамысловат: слои должны располагаться по мере уменьшения плотности и модуля упругости, где наиболее плотный и жёсткий материал клеится непосредственно на металл. Причём адгезии слоев с металлом и друг другом нужно придавать большое значение. Почему так, а не в обратном порядке? Потому, что в обратном порядке получается то, с чего мы начали. Виброизоляция! "Плавающий" слой в значительной степени развяжет металл и более плотные демпфирующие слои, что при повышении температуры от номинальной сделает плотные слои совершенно бесполезными. Более того, такая конструкция ещё и непрочна и будучи смонтирована на вертикальных поверхностях или "с подвесом" рискует попросту отвалиться под собственной массой.
Отметим, что в данном случае мы столкнулись как раз с неразработанностью математического аппарата для точных расчётов всех параметров комбинированных вибродемпферов. Насколько известно, таких испытаний не проводилось и в лабораторных условиях. Однако в "полевых" условиях данные рекомендации апробированы неоднократно, в самых немыслимых сочетаниях материалов. Показателем эффективности являлись замеры уровня звукового давления (уровня звука) на разных режимах работы автомобилей (по методике, близкой к ЕЭК ООН) шумомером FWE в разных температурных условиях. Неплохо работает так же субъективный метод "простукивания" демпфируемых панелей.
Практически термокомпенсировнный демпфер может быть смонтирован следующим образом: первый слой - Визомат МП или ПБ, второй - Вибропласт. В некоторых, особо нагруженных вибрациями, местах Визомата может быть два слоя. Визомат МЗ, хоть он и более плотен, применять в качестве первого слоя не рекомендуется - свойства клеевого слоя не позволяют. К тому же он плохо формуется и непригоден для установки на поверхности со сложным рельефом. Ещё лучший результат получается в такой комбинации: Визомат МП - Визомат ПБ - Вибропласт. Материалы СТП приводятся для примера только потому, что они наиболее распространены. При желании аналогичные или близкие по свойствам материалы можно найти и под другими торговыми марками - Матекус, ДОП.РУ, Стингер, тот же Нойсбастер. Так, например, Визомату МП примерно соответствует NB DF-7AL, а Вибропласту аналолгичен строительный Герлен ФА.
Нетрудно заметить, что расширяя предложенным способом рабочий диапазон температур вибропоглощающего слоя, мы неизбежно увеличим и главный параметр - коэффициент потерь. При трёхслойной конструкции металлические панели из звенящих и гулких превращаются в некое подобие буханки хлеба - сколько не стучи, ничего не выстучишь. Для нужд караудио - самое то, особенно если динамики стоят в дверях. Но увеличение толщины демпфера это, увы, и увеличение его массы. Так что особо увлекаться толщиной каждого слоя не надо. Следует учесть, что лучше применить четыре тонких, но разных материала в покрытии, чем два очень толстых. При примерно равной массе эффективность первого варианта будет значительно выше. Так для седана средней мощности достаточной будет обработка всех панелей двухслойным покрытием, а передние двери, передние колёсные арки и моторный щит - трёхслойным. Но для джипа с трёхлитровым дизелем арифметика будет другой... В любом случае разумно-достаточной видится масса всех шумоизолирующих материалов, близкая 1/5 от грузоподъёмности автомобиля. Надо ведь что-то и на картошку оставить!
О том, какую площадь должен занимать вибропоглощающий слой, до сих пор идут дискуссии. Отмечена такая закономерность: при заклеивании 12% площади центральной части панели материалом, имеющим коэффициент потерь, близкий к 1, амплитуда её колебаний снижается на 40%. Но увеличение площади демпфирования в 2 раза (до 24%) увеличивает потери только на 15%. Далее спад эффективности ещё более существенен. Выходит, что демпфирование более чем 65% общей площади нецелесообразно. Но не стоит забывать, что двух-трёхслойный демпфер ещё и прекрасный звуко-изолятор! То есть он не только не даёт родиться звуковой волне, но и не пропускает извне уже существующие, рассеивая их энергию за счёт тех же внутренних деформаций. К тому же увеличение массы ограждающей конструкции увеличивает и её отражающие свойства. Так что если есть выбор между толстым демпфером по центру панели и тонким по всей площади, то второй однозначно предпочтительнее. Степень демпфирования будет примерно одинаковой, но звукоизолирующая способность второй конструкции - выше.
По-иоему, достаточно грамотно
