* для подбора необходимо выбрать все параметры

Как Michelin снижает шумность своих шин

20.08'18

В японском отделении Michelin рассказали о том, как инженеры научного центра в Оте работают над снижением шумности шин

 

Michelin тестирует шины по органолептическим показателям в Японии с 1980-х годов. В 1989 году в стране было создано совместное предприятие Michelin Okamoto Tire, которое начало тестировать шины в городе Ота (префектура Гумма), где находилось шинное производство. В 1991 году был открыт азиатский научно-исследовательский центр Michelin Research Asia (MRA). В 1996-м в центре были созданы отделы, отвечающие за проектирование шин, создание новых материалов, исследование разработок конкурентов и т.д. В 2000-м производство шин в Японии было остановлено, а комплекс после серьезных инвестиций был превращен в крупный научный центр. В данный момент MRA является одним из трех основных научных комплексов Michelin наряду с центрами в Ладу (Франция) и Гринвилле (США). В MRA проектируются легковые и легкогрузовые шины, проводятся испытания зимних шин на льду и т.д., и при этом только японский центр специализируется на тестах шин на уровень шума.

В 1982 году Michelin выпустила шины Michelin MXV, сделанные с акцентом на усилении сцепления на мокром покрытии и обеспечении долговечности при эксплуатации на высоких скоростях. Шины, разработанные в Европе, стали хитом продаж с прекрасной репутацией, но в Японии водители начали жаловаться на то, что они были слишком шумными. В ответ на этом Michelin разработала на основе модели новые шины Michelin MXGS, получившие новый рисунок протектора и предназначенные для японского рынка. Доработанные шины были отлично приняты японскими пользователями и вошли в первичную комплектацию Toyota Mark II и Mitsubishi Galant. Позднее Michelin еще раз изменила рисунок протектора, улучшив сцепление на мокром покрытии и выпустив шины Michelin MXGS 2. После этой истории в Michelin поняли, что разработка шин с учетом особенностей отдельных рынков может быть отличным бизнес-решением.

Создание шин Michelin MXV 8, выпущенных в 2003 в качестве продукта, предназначенного для рынка Азии, началось в Оте со стадии предварительной разработки. Инженеры не только спроектировали рисунок протектора, уменьшающий уровень шума, но и уделили большое внимание снижению сопротивления качению и увеличению прочности, что было связано с тем, что во многих азиатских странах все еще оставалось много немощеных дорог. Эта модель тоже стала успешной, и ее выбирали для своих автомобилей такие японские компании, как Toyota и Honda. В 2009-м были представлены Michelin Primacy LC, отличавшиеся долговечностью и предназначенные для люксовых автомобилей. Эти шины также разрабатывались в Оте.

В 2013 году в линейку Primacy, которая сейчас доступна по всему миру, были добавлены шины Michelin Primacy 3, а в июле этого года в Японии были представлены Michelin Primacy 4, которые были созданы совместно специалистами японского и европейского научных центров. В соответствии с концепцией Michelin Total Performance во время разработки шин инженеры стремились одновременно улучшить все ключевые параметры и обеспечить оптимальный баланс между сцеплением на мокром покрытии, долговечностью и акустическим комфортом.

 

Шумность имеет большое значение для многих водителей, и в шинной отрасли шум делят на два вида – снаружи и внутри автомобиля.  Шум снаружи создается из-за колебаний воздуха, возникающих от проезжающей мимо машины, а шум внутри – это результат вибраций шин, передающихся через детали подвески в салон.

В последние годы все большее значение имеет снижение сопротивления качению, о чем говорит и коммерческая ценность евромаркировки. В то же время если сделать шину более жесткой, чтобы снизить сопротивление качению, она станет более шумной. Кроме того, распространение электрических и гибридных автомобилей с бесшумными двигателями привело к тому, что потребность в шинах с минимальным шумом стала еще более выраженной. Усложняет задачу и то, что автомобили подобных типов часто обладают кузовом из тонких панелей, из-за которых ухудшаются звукоизоляция и звукопоглощение.

Со свойственной японцам поэтичностью в MRA типы шума называют по названиям музыкальных инструментов – тайко (большой барабан) и флейты. В первом случае шум возникает, когда шина ударяется о поверхность дороги, а во втором его создают вибрации резонирующего воздуха.

Шум первого типа возникает из-за прерывистой деформации шины в момент, когда блоки протектора контактируют с дорожной поверхностью. Для его снижения важно, чтобы усилия, передающиеся на брекерный пояс внутри шины, не колебались и были максимально стабильными. В Michelin начиная с модели Michelin Primacy LC применяется технология Silent Rib – протектор проектируется таким образом, чтобы ширина канавок и блоков в поперечном направлении была постоянной вне зависимости от положения шины. Благодаря этому даже при вращении шины оказываемые на нее усилия остаются стабильными, а не колеблющимися. Инженеры также применяют переменный шаг протектора. Рисунок включает в себя сменяющие друг друга секции разных размеров, благодаря чему рассеиваются звуки различных частот, и шум, возникающий во время контакта с дорогой отдельных секций, становится незаметным.

Шум второго типа связан с резонансом столба воздуха в окружных канавках протектора. Принцип звукообразования здесь такой же, как в духовых музыкальных инструментах. Частота звука меняется в зависимости от длины беговой дорожки протектора, и когда внешний диаметр шины больше, шум становится более низким.

Во время разработки технологий для уменьшения шумности шин необходимо осуществлять трехмерный анализ качения шины, моделировать создание и передачу вибраций, распространение звука и т.д. Инженеры Michelin также проводят лабораторные тесты и испытания с использованием автомобилей.

В MRA тесты проводятся в том числе в безэховой камере, чьи стены изготовлены из звукопоглощающего стекловолокна, а в центре размещены измерительное оборудование и вращающийся испытательный барабан. На него устанавливается шина, а микрофоны вокруг нее позволяют оценить, каким будет шум снаружи автомобиля. В тестах имитируются три типа покрытия  - «гладкое», «асфальт» и «шероховатое». В первом случае оценивается шумность шины без влияния дорожного покрытия. В максимальном отдалении от шины расположен 21 микрофон. Они измеряют шум в соответствии с отраслевыми стандартами. Рядом с шиной находятся еще пять микрофонов - три сбоку и по одному спереди и сзади. С их помощью можно не только измерить громкость шума, но и понять откуда он исходит.

Температура в камере поддерживается на уровне 25°C, а измерения проводится при количестве вращений, которое обычно осуществляется при движении на скорости 80 км/ч. Помимо этого, для дальнейших разработок также проводятся тесты в диапазоне скоростей от 30 до 160 км/ч.