فاکتورهای موثر بر صدای تایر

صدا نتیجه ارتعاش هواست که به صورت امواج صوتی توسط انسان و سایر موجودات دریافت می شود. بلندی یا کوتاهی صدا با کمیتی به نام شدت صوت اندازه گیری می شود. به مقدار انرژی که در واحد زمان در راستای عمود بر سطح انتشار صوت، توسط امواج صوتی عبور داده می شود شدت صوت می گویند و واحد آن وات بر متر مربع (w/m۲) است. امروزه سر و صدای ناشی از تردد خودروها و وسایل نقلیه موتوری در سطح جاده ها و اتوبان ها باعث آزار و ناراحتی بسیاری از ساکنان این کره خاکی شده است.

فاکتورهای موثر بر صدای تایر:

پهنا و ارتفاع مقطع:
افزایش پهنای مقطع تایر باعث افزایش صدا می شود. در واقع افزایش پهنای مقطع از ۱۷۰ میلی متر تا ۲۵۰ میلی متر، تراز شدت صوت را حدود ۵ واحد افزایش می دهد.

ساختار تایر:

در بیشتر جاده ها تایرهای رادیال از تایرهای بایاس صدای کمتری تولید می کنند. معمولا شدت صدای تایرهای رادیال بین ۱ تا ۲ دسی بل کمتر است. همچنین تایرهایی با جنس لایه های متفاوت نیز مورد بررسی قرار گرفته اند و مشخص شده است که در تایرهایی با جنس نخ بدنه نایلونی نسبت به تایرهای مشابه که جنس نخ بدنه آن ها از ریون بوده، معادل دو دسی بل بیشتر است. همچنین این نوع تایرها در مقایسه با تایرهای سیمی به میزان سه دسی بل صدای بیشتری تولید می کنند.

ارتعاشات تایر:
تعامل و برهم کنش بین آج تایر و زبری سطح جاده باعث تغییر شکل در آج تایر و ایجاد ارتعاش در اطراف محل تماس تایر با جاده در ناحیه کارکاس می شود. امواج ناشی از ارتعاشات، از دو طرف منطقه تماس به پیرامون تایر منتقل می شوند. در اینجا کارکاس نقش یک محیط واسطه را بازی می کند که امواج متفرق و به سرعت میرا را منتشر می کند. ارتعاشاتی که در ناحیه رویه و دیواره به پیرامون تایر القا می شوند، امواج صوتی را پدید می آورند. پژوهش ها نشان داده است که بیشترین دامنه های ارتعاشی در ناحیه رویه رخ می دهد. همچنین در این لایه تمرکز ارتعاشاتی با بسامدهای بالاتر نسبت به ارتعاشاتی با بسامد های پایین تر بیشتر است.

سایش تایر:
هنگامی که تایری ساییده می شود ضخامت آج آن تغییر می کند و ضخامت مقطع تایر در ناحیه ترد کاهش می یابد. بر طبق پژوهش های انجام شده، صدای تایرهای کارکرده نسبت به تایرهای نو بیشتر می باشد و بیشترین افزایش زمانی رخ می دهد که سایش تایر به حدود ۵۰ الی ۷۵ درصد رسیده باشد.

وزن خودرو:
افزایش وزن ناخالص وسیله نقلیه، صدای تولید شده در تایر را افزایش می دهد. در آزمایش هایی که توسط یک کامیون بارکش با استفاده از تایرهایی با طرح های مختلف و در جاده های متفاوت انجام شد مشخص شد که بسته به شرایط مختلف، شدت صدای ایجاد شده در تایرها بین ۵/۰ تا ۵/۶ دسی بل افزایش می یابد. در این آزمایش، با حفظ شرایط یکسان (از نظر بار، سرعت و نوع جاده)، بیشترین افزایش صدا مربوط به تایرهای با طرح لاگ بوده است.

سرعت خودرو:
شدت صوت تولید شده توسط تایر متناسب با سرعت افزایش می یابد. در واقع به ازای افزایش هر پنج کیلومتر در ساعت که به سرعت وسیله نقلیه افزوده می شود، شدت صدای تولید شده توسط تایر یک دسی بل افزایش می یابد.

سطح جاده:
نوع سطح جاده یکی از فاکتورهای اساسی و موثر بر میزان شدت صدای تایر است. وجود یک لایه نازک آب روی سطح جاده ها باعث افزایش صدا می شود، زیرا صدای پاشیدن آب و ترشح آن مزید بر علت می شود از این رو به تازگی برای کاهش صدای تایر، از جاده هایی با سطح های متخلخل استفاده می شود که هم صدای تایر را بیشتر جذب می کند و هم در صورت خیس بودن سطح جاده، عمل تخلیه آب بهتر صورت می گیرد. همچنین در این جاده ها کشانش تایر افزایش و به دنبال آن صدای تایر کاهش می یابد.

دمای هوا:
افزایش دمای محیط همیشه موجب کاهش صدا می شود به طوری که به ازای افزایش هر ۱۰ درجه سانتی گراد دمای هوا، شدت صدای تایر یک دسی بل کاهش می یابد.

طرح آج:
با وجود گوناگونی طرح های مختلف رویه تایر، اثر این طرح ها بر کل صدای تولید شده توسط تایر اندک است. از طرفی کنترل برخی از فاکتورهای موثر بر تولید صدا چندان در اختیار انسان نیست ولی در رابطه با طراحی نقش رویه، به نسبت اختیارات بیشتری وجود دارد، بنابراین پرداختن به نقش رویه و اثرهای آن بر صدای تایر اهمیت خواهد داشت.

نتیجه آزمایش های مختلف نشان می دهد که اصولا تایرهایی که شیارهای عرضی دارند (مانند طرح لاگ) نسبت به تایرهایی که شیار محیطی دارند (مانند طرح ریب) صدای بیشتری تولید می کنند.

همچنین با افزایش شیارهای محیطی در تایر که موجب افزایش نسبت سطح شیارها به کل سطح ترد می شود، صدای تایر افزایش می یابد. اگر فقط همین عامل را مورد توجه قرار دهیم و مسائل کشانش تایر را در نظر نگیریم، یک تایر صاف صدای کمتری تولید می کند. وجود شیارهای محیطی و افزایش شیارهای عرضی صدای تایر را ۲ تا ۳ دسی بل افزایش می دهد.

در پژوهش های مختلف مشخص شده است که در تایرهایی با طرح ریب (شیاری) منشا صدا، عمدتا لبه های درگیر شونده و رها شونده قطعات آج هستند، حال آن که در طرح لاگ، مهم ترین منبع تولید صدا محل تماس تایر با جاده است.