Виброизоляция: вибропоглощающие материалы
Виброизоляция (вибродемпфер, вибропоглотитель, «вибра») – категория материалов, применяемых для вибродемпфирования. Основное назначение – снизить амплитуду колебаний металлических (пластиковых или иных) панелей.
Несмотря на разнообразие существующих виброматериалов, в основе их лежит единый принцип состава – это вязкоупругий материал (обычно на основе битума, вспененного каучука и т.п.), в котором происходят значительные механические потери, обусловленные внутренним трением. Основными показателями эффективности виброизоляции являются коэффициент механических потерь (далее – КМП, измеряется в усл.ед.) и динамический модуль упругости (МПа).
Применение виброизоляции обеспечивает снижение уровней шума и вибрации до 85%, в диапазоне от 20 до 1000 Гц., т.е. в диапазоне низких частот. Важно отметить, что речь идет именно о поглощении вибрации, а не об изоляции в общепринятом смысле – т.е. энергия колебаний не возвращается к источнику, а переходит в тепловую.
Выбор виброизоляции
Существует достаточно большой выбор материалов для виброизоляции, как универсального, так и специального назначения. Мы же рассмотрим материалы, специально разработанные для виброизоляции автомобилей, а не для промышленной или иной сферы. Эти материалы отличаются не только составом основы, но и условиями применения, рабочим диапазоном температур и даже опасностью для здоровья. Зачастую можно встретить примеры, когда люди используют для виброизоляции автомобиля кровельные или строительные материалы на основе битума (очень показательный пример – герлен), т.к. они гораздо дешевле. Но и эффективность таких материалов значительно ниже, а вдыхание паров таких материалов – может быть очень вредно, т.к. они предназначены для использования на открытом воздухе.
Как уже говорилось, основная характеристика, по которым мы можете принять решение о выборе того или иного материала для виброизоляции, — коэффициент механических потерь (определяется составом, толщиной материала, его удельным весом). Проще говоря, чем выше этот коэффициент, толще и тяжелее материал, тем эффективнее он будет гасить колебания. Но нужно понимать, что не всегда эффективно и разумно применять материалы с максимальной эффективностью там, где она просто не нужна. Например, на пластиковых панелях. Некоторые производители указывают рекомендуемую площадь обработки для различных материалов. Этот момент зачастую вызывает много споров и рассмотрен отдельно в статье «Площадь вибродемпфирования». Также сложность монтажа толстых материалов ограничивает их применение на криволинейных поверхностях. Часть материалов требуют нагрева перед монтажом (используется тепловой фен). Рекомендуемые зоны применения рассмотрены в разделе «Схемы применения», а пока – рассмотрим виды и основные характеристики материалов для виброизоляции автомобилей, которые применяются наиболее часто. В качестве примера будут рассмотрены материалы ГК «Стандартпласт» (более известны как «материалы СТП»), и не потому, что это самые лучшие материалы, а потому, что самые распространенные и доступные как по цене, так и по возможности приобрести. Плюс многими из этих материалов я пользовался лично, поэтому могу сравнить заявленные и фактические характеристики, и выделить какие-либо особенности. Тем не менее Вы можете посмотреть краткий обзор не менее известных материалов под торговой маркой Noisebuster.
— БиМаст Бомб – вибропоглощающий материал, на основе битумной и мастичной композиции. Среди линейки виброматериалов СТП занимает высшую позицию по показателю КМП. Имеет слой из алюминиевой фольги. Режется обычными острыми ножницами. При монтаже требует нагрева.
— БиМаст Супер — более легкий по сравнению с БиМаст Бомб и не требует нагрева феном.
— БиМаст Стандарт — наиболее эластичный из всей серии БиМаст. Не требует нагрева при монтаже, хорошо укладывается на криволинейные поверхности. Нет фольгированного покрытия.
— Вибропласт Silver (Вибропласт М1)
Материал, более известный как Вибропласт М1 или Вибропласт М2 (отличаются толщиной 1,5 и 2,3 мм соответственно). Очень эластичный и легко монтируется без нагрева на любую поверхность, но обладает самым низким коэффициентом механических потерь. На металле практически «не работает».
— Вибропласт Golg
Разновидность материала Вибропласт М1 (Silver), но с чуть более лучшими характеристиками.
— Визомат ПБ — самоклеящийся вибропоглощающий битумный материал черного цвета. Представляет собой полимерную композицию с липким слоем, защищенным антиадгезионной пленкой. Материал не впитывает влагу и не разлагается от воздействия окружающей среды. При монтаже требует разогрева до 40-50 °С. По своей структуре (и виду) очень напоминает заводскую виброизоляцию отечественных автомобилей. Отличительная особенность – это широкий рабочий диапазон температур от минус 45 °С до плюс 70°С.
— Визомат МП — материал «прародитель» серии БиМаст. В отличии от последней, менее гибкий. Однако, многие оценили его прекрасные свойства , несмотря не небольшой КМП. Требует нагрева.
— Все представленные виброматериалы под торговой маркой СТП – имеют клеевой слой, что очень удобно при монтаже. При нагреве есть возможность скорректировать положение приклеиваемого листа в течение нескольких секунд.
Дополнительные сведенья
При рассмотрении материалов было упомянуто понятие «рабочий диапазон температур». Здесь необходимо дать пояснение. Производитель указывает, что практически у всех материалов для виброизоляции диапазон температур, в котором материал не теряет свои свойства, достаточно широкий (от -45°С до 100°С ). На практике же – все немного иначе. Любая виброизоляция меняет свои свойства при изменении температур. Могу сказать, что указанный коэффициент механических потерь, скорее всего, указан при температуре окружающей среды ~20°С. При более высокой температуре материал «плывет» и практически не работает. Это очень заметно, когда постукиваешь по обработанной поверхности сразу после нанесения вибродемпфера. Металл продолжает «звенеть», но через несколько минут материал «встает» и дребезг пропадает. Звук при простукивании становится «как по дереву». При более высоких температурах – ситуация аналогична. Зимой вибродемпфирующие свойства практически пропадают до тех пор, пока салон не прогреется.
Еще необходимо отметить, что при соблюдении инструкции по монтажу, вироизоляционные материалы являются герметиком, и при монтаже на чистую подготовленную поверхность выполняют роль антикора.