Шины гудят громче на том асфальте, рельеф которого сильнее раскачивает протектор и кузов автомобиля. При качении резина постоянно деформируется: выступы покрытия вдавливаются в неё, канавки протектора сжимают и выпускают воздух, а сама шина вибрирует. На гладкой дороге эти колебания одни, на зернистой, крупнозернистой или волнистой – другие. Поэтому один и тот же автомобиль может звучать по-разному на соседних участках пути.
Как появляется шум при качении
В движении колесо не катится по дороге как идеально круглая твёрдая деталь. Участок шины у пятна контакта немного сплющивается, а после выхода из него восстанавливает форму. Каждая такая деформация рождает колебания резины, диска, элементов подвески и воздуха вокруг колеса. Часть колебаний слышна снаружи, а часть передаётся в салон через подвеску, кузов и воздушные пути.
Покрытие задаёт шине частоту и силу толчков. Если неровности часто повторяются, протектор получает серию быстрых ударов. Неровности крупнее заставляют колесо и автомобиль заметнее подпрыгивать, а салон может гудеть на низкой частоте. Поэтому выражение «шумный асфальт» объединяет несколько разных ощущений – от высокого шуршания до глухого гула.
Связь между шиной и полотном зависит от рисунка протектора. Блоки разного размера касаются дороги не одновременно и колеблются с разными частотами. Канавки и промежутки между блоками захватывают воздух, который при сжатии и выходе создаёт дополнительный звук. У некоторых протекторов элементы расположены с переменным шагом, чтобы не возникал один отчётливый тон. При износе рисунок меняется, а вместе с ним может измениться и характер гула.
Почему два асфальта звучат неодинаково
На слух влияет не только «гладкость» дороги. Важен масштаб неровностей. Мелкая шероховатость нужна для сцепления колеса с покрытием, особенно на мокрой дороге. Более крупные волны и стыки могут сильнее возбуждать шину и подвеску. Федеральное дорожное управление США отмечает, что текстура покрытия влияет на шум взаимодействия шины с дорогой: отдельные диапазоны текстуры могут уменьшать внешний шум, тогда как более крупные неровности усиливают шум в салоне.
У бетонных дорог могут быть поперечные бороздки или швы, а у асфальтовых – зёрна щебня и неодинаковая плотность поверхности. При движении через бороздки блоки протектора ударяются о края и иногда создают ритмичный звук. На другом участке с примерно такой же средней шероховатостью рисунок толчков может быть более случайным, поэтому ухо воспринимает его как ровный шорох.
На впечатление влияет и скорость. Чем чаще колесо встречает повторяющуюся неровность, тем быстрее следуют толчки. Низкий гул может стать более высоким, а отдельные вибрации – сливаться в непрерывный звук. Если размер шага рисунка дороги совпадает с некоторыми свойствами шины, возникает особенно заметная тональность. Изменение скорости на несколько километров в час способно сдвинуть частоту и сделать гул менее заметным, хотя покрытие не изменилось.
Не стоит забывать о состоянии автомобиля. Давление в шинах, тип резины, глубина протектора, возраст покрышек и развал-схождение влияют на пятно контакта. Неправильный износ может сделать шум более резким или периодическим. Если звук внезапно усилился, сопровождается вибрацией руля, уводом машины в сторону или появляется только у одного колеса, причина может быть в шине, ступичном подшипнике или подвеске. Это уже повод проверить автомобиль, а не объяснять всё асфальтом.
Почему в салоне слышно иначе
Покрытие излучает звук наружу, но водителя интересует звук внутри. Шум попадает в салон через арки колёс и пол, передаётся через элементы подвески, а затем отражается в ограниченном пространстве. Шумоизоляция, форма кузова и резонансы салона способны усилить одни частоты и ослабить другие. Поэтому два автомобиля на одной дороге звучат неодинаково, как и один автомобиль на одинаковых шинах, но с разным состоянием кузова.
На малой скорости лучше слышны отдельные щелчки и шлепки. По мере разгона их последовательность ускоряется и превращается в широкополосный дорожный шум. На высокой скорости добавляется ветер, так что сравнение покрытия становится сложнее. Стандарты измерения шума внутри автомобиля отдельно оговаривают условия движения, поскольку скорость, тип машины и характер дороги меняют вклад разных источников.
Дождь тоже меняет картину. Вода заполняет часть неровностей, меняет контакт шины с покрытием и сама шумит при вытеснении из-под протектора. мокрый асфальт выглядит темнее сухого из-за того, как вода меняет отражение света, но акустика при этом определяется другими физическими причинами. На мокрой поверхности нельзя ориентироваться только на громкость: более тихий звук не обязательно означает лучшее сцепление.
Как понять, что шум связан именно с дорогой
Если гул возникает на конкретном покрытии и меняется сразу после въезда на другой участок, это похоже на реакцию системы «шина – дорога». Полезно заметить, зависит ли звук от скорости и сохраняется ли он при движении по разным направлениям. Дорожный шум обычно меняется постепенно и привязан к типу покрытия; неисправность колеса часто проявляется и на других дорогах.
Проверять шины лучше не во время движения, а на стоянке: осмотреть протектор на неравномерный износ, трещины и посторонние предметы, а давление сверить с рекомендацией производителя автомобиля. При сезонной смене полезно помнить, зачем меняют резину на зимнюю. Если шум появился внезапно, быстро растёт, сопровождается нагревом колеса, стуком или вибрацией, продолжать поездку без диагностики небезопасно.
Так что громкий гул на одном участке не означает автоматически, что шины испортились. Покрытие возбуждает протектор своими неровностями, шина отвечает вибрациями, а автомобиль и салон преобразуют их в знакомый звук. Когда же шум остаётся на разных покрытиях или дополняется поведением машины, стоит искать уже техническую причину.
