Нас, понятно, в первую очередь интересует не теоретическое обоснование выбора того или иного конструктивного решения в рамках компоновки автомобиля, а доводы в пользу практической целесообразности использования звукоизоляционных мероприятий в качестве афтемаркета. Эта тема неоднократно становилась предметом дискуссии на интернет-форумах, но всё как-то невзначай, вскользь. Попробую обобщить.
Итак, в капотном пространстве автомобиля находится основной источник шумов и вибраций. Процентная доля его в общей шумовой картине сильно зависит от режима работы автомобиля, но является доминирующей на всех режимах, за исключением движения с очень высокой скоростью на «нейтральной» передаче либо вовсе с выключенным мотором (не очень распространённые явления, согласитесь?), когда на первый план выходят аэродинамические шумы.
Шумы от двигателя (именно шумы, вибрационное возбуждение силами инерции первого и второго порядков сейчас не рассматриваем) достигают ушей сидящих в кабине людей несколькими путями: через перегородку моторного отсека и переднюю часть пола, через лобовое стекло и, в меньшей степени, через боковые двери и крышу. Вспомним теперь, какие препятствия звук встречает на этих путях.
Передний пол и перегородка моторного отсека, будучи наиболее близкими местами к ДВС и выпускной системе (выпускному коллектору) в штатном варианте, как правило, шумоизолированы со стороны салона довольно основательно, по крайней мере много лучше остальных частей автомобиля. Кроме того, дополнительными препятствиями звуку служат ковёр на полу и объёмная приборная панель со всеми своими консолями и воздуховодами. Двери и крыша (последняя – в меньшей степени) тоже выступают хорошим препятствием звуку извне, так как обладают развитой воздушной перегородкой между двумя (и более) жёсткими панелями. Наиболее кротким путём звук достигает ушей водителя и переднего пассажира через крышку капота и лобовое стекло, и, в вторую очередь, чрез остекление боковых дверей. Здесь основным препятствием выступает крышка капота, состоящая из тонкого листа металла, удерживающего его силового каркаса и, в некоторых случаях, хлипенькой прослойки штатной звукоизоляционной накладки на крышку капота. Остекление автомобиля фактически является акустически прозрачным; его вклад в изоляцию от моторных шумов лежит в пределах 10-20% и сосредоточен в области частот выше 1кГц. Звук от ДВС и системы выхлопа так же распространяется вниз, встречая на своём пути, в лучшем случае, защиту поддона картера двигателя и проникает в салон через днище. Боковины капота с панелями передних лонжеронов практически непрозрачны для звуковых волн, а отверстия в передней панели имеет смысл учитывать только при измерении шума ДВС снаружи автомобиля (см. ГОСТ).
Итак, основными путями проникновения звука работы ДВС в салон являются верхняя (крышка капота и периметр стыка крышки и собственно капота) и нижняя части моторного отсека.
Лично я полагаю значимость работы по звукоизоляции капота первостепенной, но и самой сложной из работ. Конечно, многое зависит от типа автомобиля – в иной иномарке мотора не слышно даже на повышенных оборотах (особенной акустической – а значит и механической – уравновешенностью отличаются V-образные «шестёрки» Mercedes, Nissan, Мitsubishi и дизели VW и BMW), а, к примеру, моторы Жигулей или, прости Господи, Оды (УЗАМ) с хронической разрегулированностью системы газораспределения, шумными цепью, впуском и КШМ способны доставить много головной боли не только их владельцам, но и специалистам по Ш/И. Далее я рискну предложить способы звукоизоляции моторного отсека и самого мотора.
Обработка крышки капота.
Используемые материалы: НБ DF-10AL/СТП Визомат МП/НБ DF-3AL
СТП Вибропласт М2
ППЭ 8-12 мм, фольгированный, самоклеющийся
(Пенофол, Полифом)
НБ АА 12,5/25
Поролон (пенополиуретан) 30 мм
Резина 3-5 мм
Выше были приведены доводы в пользу той точки зрения, что наиболее коротким путём звук от ДВС достигает ушей водителя и переднего пассажира через крышку капота и лобовое стекло. Следовательно тщательная звукоизоляция верхней части капота имеет первостепенное значение (звукоизоляция лобового стекла практически невозможна).
Для удобства проведения сей операции я настоятельно рекомендую снять крышку капота. На абсолютном большинстве автомобилей с передним расположением двигателя эта процедура не представляет никаких сложностей. Достаточно открутить четыре крепёжных болта (по два с каждой стороны) и разомкнуть шланг подачи жидкости к форсункам омывателя лобового стекла («писалкам»). На некоторых автомобилях разъём на трубочке спрятан в глубине заднего профиля усилителя капота, у большинства же разъём располагается близ левой (правой – если смотреть из салона) петли. Если трубочка не снимается с насадки (такое бывает, если штуцер имеет диаметр, сильно превосходящий диаметр трубочки), то часто её можно просто отрезать в месте сочленения и потом «свежим концом» надеть обратно. Иногда бывает проще разъединить магистраль, сняв трубочки непосредственно с «писалок».
Демонтаж крышки капота связан только с одной небольшой проблемой – его невозможно (аккуратно, по крайней мере) снять в одиночку. Это надо делать вдвоём, а ещё лучше – втроём, когда двое держат крышку справа и слева, а третий отворачивает крепёжные болты. Точно так же крышка капота монтируется обратно, с подгонкой по месту и с выравниванием всех зазоров.
Крышку капота следует положить на что-нибудь мягкое и нескользкое, отлично подойдёт кусок двух-трёхсантиметрового поролона или широкий лист пенополиэтилена, Изолона, например. В крайнем случае можно воспользоваться тканью, крапетом или просто толстым покрывалом. Разместить всё это можно на полу, но удобнее будет работать на столе. Крышку капота перед обработкой следует промыть и просушить- с лицевой стороны это застрахует от царапин при «ёрзании» во время работы, а чистая внутренняя сторона облегчит «стерилизацию» пред нанесением звукоизолирующих покрытий. Разумеется, приступать к работе следует, демонтировав штатную тканевую звукоизолирующую накладку – аккуратно вынимаем пистоны крепления и вместе со звукоизоляцией отправляем их прямиком в помойку, они нам больше не понадобятся.
Первый слой ВДП.
Начинаем с подготовки поверхности. Она заключается в тщательной протирке
внутренней части крышки капота Уайт-спиритом и как минимум 10-15-минутной сушкой при комнатной температуре. Если работать летом на свежем воздухе, да под солнышком, то, естественно, время сокращается. Ускорить процесс, посушив поверхность феном. После этого снимаем остатки Уайт-спирита и грязи тряпочкой, смоченной в спирте (можно в водке).
Поскольку крышка капота представляет собой тонкий лист металла, «наложенный» на каркас из рёбер жёсткости, то он вполне способен выступать в качестве источника вторичного шума, тем более что источник первичного возбуждения находится в непосредственной близости. Чем больше площадь металла, заключенного между рёбрами жёсткости, тем более он опасен с точки зрения паразитного излучения.
Первый слой материала выполняет, в основном, демпфирующие функции. Однако мы должны помнить, что любой демпфер является ещё и звукоизолятором, и если для демпфера площадь обработки поверхности критичной не является, то с точки зрения звукоизоляции она критична.
В качестве демпфера первого слоя я рекомендую применять материалы НБ DF- 10AL, СТП Визомат МП или НБ DF-3AL. Все эти материалы – битумные, фольгированные (армированные) с высоким коэффициентом демпфирования и звукоизоляции. Расположил я из в порядке убывания предпочтительности, эффективности и толщины (а значит, массы). Надо сказать, что НБ DF 10AL – это для эстетов. Для тех, кто приравнивает шумоизоляции к искусству и не готов идти на компромиссы. Его вдвое усечённый вариант НБ DF-3AL представляется нормальным вариантом для желающих немного сэкономить, а Визомат МП – неким компромиссом. Я чаще использую Визомат – он дешевле и легче DF 10AL, хотя и уступает ему в удобстве использования и акустических характеристиках. Может статься, что фактор массы будет иметь существенное значение – когда площадь крышки капота велика, а сама крышка не снабжена механическим упором, удерживающем её в открытом состоянии. Вполне вероятно, что газовые упоры со временем перестанут удерживать ощутимо возросшую массу крышки, и тогда, что бы подстраховаться,лучше использовать Визомат МП или НБ DF-3AL.
Демпфер первого слоя клеится на облицовочную панель крышки капоты в «окна» между рёбер силового каркаса. Клеить лучше встык, без нахлёста на силовые элементы, так как любой нахлёст – это образование миниполостей вследствие неполного прилегания материала. Хоть и с незначительной вероятностью, но всё же эти полости могут стать «консерваторами» какого-то количества влаги, которая впоследствии спровоцирует коррозию. Справедливости ради надо заметить, что срок образования сквозных отверстий при столь незначительном количестве влаги составит несколько десятков лет поэтому данным предупреждением можно смело пренебречь.
На многих автомобилях, особенно отечественного производства, перекладины каркаса стыкуются с наружной панелью посредством «нашлёпок» из герметика, наплывы которого мешают ровной наклейке демпфирующего покрытия. Из нужно безжалостно срезать ножом. Увы, под ними обнаружаться островки непрокрашенного (возможно даже непргрунтованного) металла, тронутые коррозией. Их следует обработать преобразователем ржавчины, прогрунтовать и – желательно – прокрасить одним-двумя проходами. При планировании работы надо бы учесть рекомендованное время сушки всех указанных компонентов. Например, раствор ортофосфорной кислоты должен сохнуть не менее трёх часов, а грунт и краску, что б не отслаивались, лучше выдержать часов по пять. Впрочем, сейчас продаются экспресс-преобразователи и быстросохнущие грунты, которым нужно по 30-60 минут.
Выкраивать листы демпфера первого слоя удобно с помощью газет подходящего формата, шариковой авторучки (цветного карандаша) и полуметровой металлической линейки. Газета накладывается на «окно» и его контур обводится по периметру авторучкой (можно просто ногтём). Если газета чёрно-белая, то для контраста можно использовать остро заточенный цветной карандаш. Ещё удобнее использовать жёлтую ламинированную бумагу, которой защищается адгезионный слой в материалах НБ (то же можно сказать и о бумаге от Вибропласта). И то сказать: у хорошего человека всё пойдёт в дело!
Получившиеся выкройки накладываем на материал, обводим, вырезаем. Имейте ввиду, что конфигурация многих «окон» на крышке капота зеркально симметрична и одну выкройку можно использовать дважды (а в некоторых случаях и четырежды). При наложении шаблонов на материал обязательно обращайте внимание на то, какой стороной он будет приклеиваться! Значительно удобнее «рисовать» по плёнке или бумаге антиадгезионного покрытия, чем по металлической фольге, но так можно выкроить только одну часть, «зеркальную» придётся «рисовать» наоборот. Ещё более внимательным следует быть в дальнейшем, если уступите соблазну обойтись вовсе без шаблона и кроить материал посредством прямого приложения к месту. Тут даже у опытных людей случаются казусы!
Заполнение пустот звукопоглотителем.
Вторым этапом работы будет заполнение пустот в силовом каркасе звукопоглощающим материалом, в качестве которого можно использовать обычный поролон (или, правильнее, пенополиуретан) толщиной 2,5-3,5 см. Легко догадаться, что я использую трёхсантиметровый. Поролон режется на полоски, соответствующим по ширине пустотелым рёбрам каркаса, после чего через любое из многочисленных вентиляционных отверстий «загоняется» вовнутрь. Можно помочь себе в этом несложном деле тонкой длинной отвёрткой. Следует помнить, что поролон, сжимаясь, теряет свои звукопоглощающие свойства, поэтому нужно стараться заполнить все пустоты именно «расправленным» поролоном, пусть ему там будет легко и свободно. Повышенной гигроскопичность поролона голову можно не забивать, равно как и волнениями по поводу возможной коррозии. На практике эти опасения никаких подтверждений не получили (хотя иногда доводы скептиков звучат достаточно убедительно).
Второй слой ВДП.
Далее надо бы покрыть слоем звукоизолятора всю площадь силового каркаса. Именно звукоизолятором, потому что использовать демпфирующее покрытие на жёстком каркасе не имеет никакого смысла, он и так не является акустическим излучателем. Но те материалы, которые мы относим к вибродмпфирующим, как уже говорилось, вполне могут работать и в качестве «чистых» звукоизоляторов, рассеивающих звуковую энергию за счёт внутреннего трения.
Для второго слоя пригодны фольгированные материалы НБ, Визомат МП (тонкий) либо нефольгированные Визомат ПБ/ISO-3. Здесь можно обойтись без точных шаблонов и тщательной подгонки стыков. Поскольку сейчас используются боле тонкие материалы и на более толстом металле, их вполне можно клеить внахлёст, не сильно озадачиваясь шикарностью внешнего вида – всё равно этот слой не последний. Вполне можно заклеить «ступеньку» из тонкого рельефного металла шириной примерно с один сантиметр по периметру каждого из «окон», посредством которой каркас опирается на облицовочную пластину.
Третий слой ВДП.
Третий слой – самая простая часть работы, отдых, можно сказать. Поскольку здесь используется материал с непревзойдёнными монтажными свойствами – Вибропласт (М1 или М2). Коим надлежит заклеить аккуратно всю вынутреннюю повехность крышки капота. Никакой кройки здесь не требуетсясовсем, достаточно приложить материал к месту и отрезать лишнее. В буквальном смысле – Вибропласт вполне допускает возврат антиадгеззионного покрытия (бумаги) на прежнее места без потери свойств покрытия. Вибропласт клеится тотально, под стык крышки с уплотнителем.
Звукоизолятор ППЭ.
Следующий этап – монтаж слоя пористого звукоизолятора, работающего в ином, нежели битум, спектре звуковых частот; в более высоком частотном диапазоне. В качестве звукоизолятора в данном случае применяем любой из пенополиэтилнов (ППЭ), что доступнее –Термофол, Энергофлекс, Теплон, Пенофол – имя им легион. Несмотря на значительную разницу в технологиях изготовления и механических свойствах, с акустической точки зрения они практически идентичны. Разве что крупнопористые ППЭ имеют лучшие акустические характеристики по сравнению с мелокопористыми. Лучше выбрать фольгированый ППЭ (на фольгу проще будет приклеить потом следующий слой), а для удобства и сокращения времени работы – с липким слоем (самоклеющийся). При выборе ППЭ стоит обратить внимание на качество клеящего слоя – он бывает как очень хорошим, так и очень плохим. Лучшим выбором будет фольгированный самоклеящийся Полифом венгерского производства (можно отечественного) толщиной 10-12 мм. Отлично показал себя Пенофол. Ещё более интересные результаты можно получить комбинируя два разных вида фольгированных ППЭ, допустим, Теплон и Полифом с толщиной каждого из слоёв по 4-6 мм. Тогда промежуточный фольгированный слой будет дополнительным препятствием на пути прохождения звуковой волны, а различная структура используемых в сэндвиче пенополиэтиленов расширит «рабочий» частотный диапазон.
Для монтажа ППЭ понадобятся длинный канцелярский нож, используемый для резки бумаги и клей-спрей для карпета. Раскроить ППЭ можно с помощью шаблонов, по которым вырезались куски первого слоя ВДП. При наложении шаблона на материал, обводить его надо не строго по контуру, а добавляя примерно 12-13 мм. На глазок. В ошибке, только если не очень грубой, не будет ничего страшного – лишнее всегда можно отрезать, а недостающее подклеить. Проще и точнее будет попасть в размер, если обвести шаблон строго по границам, а потом уже, отложив выкройку, добавлять недостающие миллиметры. И только после этого резать. Увеличенный размер деталей по отношению к первому слою нужен для того, что бы закрыть ту самую «ступеньку» по периметру «окна», находящуюся на стыке силового каркаса и металла наружной панели крышки капота. Более точную выкройку, естественно, можно получить, сделав отдельные шаблоны для деталей ППЭ, с учётом «ступеньки» Или измерив точную, до миллиметра, ширину «ступеньки» и добавив к первоначальному шаблону именно столько, не больше и не меньше. Перед приклеиванием деталей из ППЭ, место приклейки необходимо протереть спиртом и дать ему высохнуть несколько минут (особенно если это водка). При невысокой (меньше 20 градусов) температуре, прямо перед нанесением клея неплохо прогреть место приклейки феном.
Если на выбранном ППЭ клеящий слой имеет плохое качество, понадобиться клей-спрей. Его надо«пшикать» не очень щедро (чтоб не сказать экономно) по периметру места предполагамой приклейки, захватывая вертикальные части рёбер жёсткости. Потом делаем «крест» на основном «поле». Если же материал не самоклеящейся, то «пшикать» нужно по всей площади и более щедро. Тоже самое производим с нефольгированной поверхностью ППЭ (если используется не «самоклейка») Баллончик на следует подносить слишком близко – в этом случае клей ляжет неравномерно, с потёками. Расстояние в 45-50 см – в самый раз. После нанесения клею нужно дать подсохнуть несколько минут – хорошим тестом готовности будет отсутствие на приложенном пальце «мокрого» клея. Этого при комнатной температуре ждать потребуется около пяти минут. Потом соединяем поверхности, прижимая ППЭ как можно сильнее и по всей площади. Решающее для качества приклейки значение имеет не долговременность прижатия, а именно усилие в первый момент.
При удачном выборе толщины слоя ППЭ, поверхность внутренней части крышки капота будет ровной, без выступов. Если получилось так, что слой ППЭ возвышается над силовым каркасом – ничего страшного, последний слой ляжет на ППЭ, имеющим значительно большую площадь. Если же выступает каркас, то сгладить рельеф можно наклеиванием дополнительных деталей из ППЭ нужной – 2-3-4 мм – толщины. Рельеф с незначительным перепадом высот сглаживать необязательно.
Звукопоглотитель.
Последним слоем на внутреннюю сторону крышки капота монтируется звукопоглощающий материал от Нойзбастера – АА-12,5 или, что лучше, АА-25 (цифры указывают на толщину материала в мм.). Вопреки рекомендациям производителя, клеить его следует сплошным слоем, не вырезая фигурных кусочков под «окна». Чем больше звукопоглотителя, тем лучше.
Прямых аналогов этому материалу нет. Похожий по назначению Изотон ЛМ от СТП имеет худший клеящий слой и меньшее звукопоглощение. К тому же он менее долговечен.
Перед наклейкой звукопоглотителя надлежит тщательно протереть фольгированные поверхности ППЭ и Вибропласта спиртом. Наклеивать нужно аккуратно, помня, что у АА клеевой слой великолепный и переклейки не допускает. Оторвать его можно только с частичным разрушением материала. Но в этом нет особой трагедии, так как в крайнем случае можно заменить клеящий слой материала АА-12,5/25 клеем-спреем.
Стыки кусков АА для герметичностии красоты стоит заклеить полосками алюминиевой или лавсановой клейкой лент.