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Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

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Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus. Agenda. Características dos pneus que afectam o ruído de rolamento Características da estrada que afectam o ruído de rolamento Conceitos para reduzir a emissão do ruído. Contributos para a poluição sonora em Vienna [1 ]. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Page 2: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

• Características dos pneus que afectam o ruído de rolamento

• Características da estrada que afectam o ruído de rolamento

• Conceitos para reduzir a emissão do ruído

Agenda

Page 3: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Contributos para a poluição sonora em Vienna[1]

[1] E. Pucher: “Low-Noise Road – Optimization of the System Vehicle-tyres-Road”. AVL-Conference ‘Engine and Environment’, Graz,, Sep. 1996.

Page 4: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

IncentivosProtecção do ambiente contra ruído indesejado

Ruído de trânsito entendido como elevado

Considerado nocivo para a saúde

Necessidade de zonas citadinas silenciosas

Conforto para passageiros de veículos

Ruído interior no veículo distrai a atenção da situação do trânsito

Causa de fadiga

Possibilidade de diálogo

A redução do ruído na fonte é mais eficaz

Uma abordagem eficiente com benefícios para a sociedade, no que respeita a emissões de ruído de rolamento, tem que ser considerada numa Base Global onde os principais agentes são o pavimento, o veículo e o pneu.

A gestão do fluxo de trânsito e o comportamento na condução têm que ser incluídos nesta abordagem global.

A indústria de pneus dedicada à diminuição do ruído de rolamento

Page 5: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Caminhos para uma abordagem ao ruído dos transportes em estrada

Superfíciesde estrada silenciosas

Pneus debaixo ruído

Veículos

Comportamentona condução

Gestão do fluxo de trânsito

2000 2005

2015

20102020

Redução do ruído, Potencial da Tecnologia:< 5 dBA 5 dBAPesquisa & Des. Pesquisa & Des.Implementação Implementação*) Potencial não especificado

Tecnologias de produção

Conformidade com segurança, resistência ao rolamento, durabilidade

Controlo activo de ruído associado a orifícios (escape, admissão de ar)Materiais silenciosos para motor/caixa de velocidades

Sistemas de propulsão alternativos (ex. para serviços urbanos)

Suporte electrónico através de sistemas inteligentes de transmissão, gestão do motor, ...

Modelos sofisticados & sistemas em rede

Técnicas de limpeza e manutenção

Baixo ruído de funcionamento e em aceleração (camiões e autocarros) Estruturas ligeiras e de baixo ruído (sistema de propulsão e veículo) *

Gestão térmica para uma mais eficiente contenção/confinação

Page 6: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Normas relativas às emissões de Ruído de Rolamento

Teste do Veículo

Geneva Reg 51.02 & EC Dir 70/157

Baseado nas actuais ISO 362:98

Superfície de teste conforme ISO 10 844

Passagem do veículo em aceleração (“drive by”)

Veículo acelerado “a fundo” (ligeiros)

Em várias relações de caixa a partir de 50km/h

A um regime de motor-rpm especificado (pesados)

Carga do veículo: nenhuma, veículo vazio

Resultados: aritmético (não energético)

Média das medições individuais

Dependendo do tipo de pneu,

contribuição do pneu (profundidade de piso legal)

Teste dos Pneus

EC Dir 2001/43

Superfície de teste conforme ISO 10 844

Veículo a velocidade constante (“coast-by”) variando

entre 70-90 km/h (ligeiros)

entre 60-80 km/h (pesados)

Nota:

A partir da linha de regressão

SPL = a + b log V/Vo

O nível de pressão do som (SPL) é calculado a

80 km/h para ligeiros

70 km/h para pesados

Assumida nenhuma fonte de ruído activa para além da pneu/estrada

Microfone esquerdo

Microfone direito

Page 7: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Limites do Ruído

Veículo Pneus Estradas públicas

Directiva EC 92/97 Reg 51.02 (exemplos) Pesado 80 dB(A) P > 150 kW Ligeiro 74 dB(A)

Directiva EC 92/23 Reg 117 Tendências: Pesados : 75 – 79 dB (A) Ligeiros : 72 – 76 dB (A) Limites para pneus pesados dependem do tipo Limites para pneus ligeiros dependem da largura para levar em conta o “horn effect” = amplificação do ruído na região entre a estrada e o pneu

Sem regulamentação para superfícies

de estrada.

Nota: Superfície de teste ISO especificada para testes de ruído em veículos e pneu/estrada não é utilizada em estradas públicas uma vez que não resiste a tráfego intenso de veículos pesados

Factores

Page 8: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Ruído de Rolamento em pneusCategorias e possível evolução dos limites da Dir 2001/43

Categoria

Larguras

Categoria de

utilização

Directiva

2001/43/CE Etapa 1

< 2007

Proposta

Etapa 2

2007-2009 ?

Proposta Etapa 3

> 2009 ?

C1

135

145

Normal / M+S Reforçado Especial

72 73

74

71 72

73

70 71

72

155 165

Normal / M+S Reforçado Especial

73 74

75

72 73

74

71 72

73

Ligeiros 175 185

Normal / M+S Reforçado Especial

74 75

76

73 74

75

72 73

74 Índice de carga 121

195 205 215

Normal / M+S Reforçado Especial

75 76

77

74 75

76

73 74

75

225 Normal / M+S Reforçado Especial

76 77

78

75 76

77

74 75

76 C2 Índice de carga 121 Índice de veloc. > M

Normal Trac. / M+S Especial

75 77

78

75 77

78

75 77

78 C3 Pesados Índice de carga > 121 e Índice de carga 121 e Índice de veloc. M

Normal Trac. / M+S Especial

76 78

79

76 78

79

76 78

79

Page 9: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Ruído em Veículos PesadosMétodo de teste actual para veículos da categorias M2, M3, N2 e N3

Velocidade de aproximação à linha AA correspondente à mínima das seguintes velocidades: 50 km/h

Ou

¾ de velocidade S* (potência do motor inferior a 225 kW)

½ de velocidade S* (potência do motor superior a 225 kW)

* S: Velocidade do motor na potência máxima

x/2* (potência do motor inferior a 225 kW)

x/3* (potência do motor superior a 225 kW)

* x: Nº total de “velocidades” “para a frente”

Primeira “velocidade” a ser testada:

Ultima “velocidade” a ser testada: A “velocidade” mais alta X onde S* é atingida antes de passar a

linha BB

Page 10: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

O estudo do Ruído dos Pneus exige uma abordagem do Sistema Total

Interacçãoentre

Pavimento ePneu

Não existe: RUÍDO DO PNEU

Mas existe: RUÍDO PNEU/PAVIMENTO eRUÍDO PAVIMENTO/PNEU/VEÍCULO

Interacçãoentre Pneu

eVeículo

PercepçãoObjectiva Subjectiva

Exterior Interior

Contribuição do Pavimentoe da Técnica de Condução

Page 11: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Ruído Pneu/Pavimento transmitido para dentro do Veículo

Ruído transmitido pela estrutura

Ruído transmitido pela estruturaRuído de vibração dos pneus transmitido pelo ar

Ruído interior

Ruído transmitido pelo ar

Ruído exterior

Ruído transmitido directamente pelo ar

Ruído absorvido pelo ar

Page 12: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Mecanismos de Ruído para Ruído Pneu/Pavimento

Sentido de

rotação

“horn effect”

macro rugosidade

Impacto dos blocos do piso no solo

“Bombagem” de ar

“agarrar”-”derrapar” mega rugosidade

“saída” do bloco do piso

Vibrações da superfície do piso

Impacto da textura do solo Ressonância das ranhuras

“horn effect”

Page 13: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Vibrações da superfície do piso

- influenciado pelo pavimento

Sentido de

rotação

“Horn effect” “Horn effect”

Mecanismos de Ruído para Ruído Pneu/Pavimento

macro rugosidade “agarrar”-”derrapar”mega rugosidade

Impacto da textura do solo Ressonância das ranhuras

Impacto dos blocos do piso no solo “saída” do

bloco do piso

“Bombagem” de ar

Page 14: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Interacção Forças de contacto

Vibrações do piso demonstradas através do modelo RATIN*

*RATIN= Road & Tyre Interaction Noise

Page 15: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

A velocidade da cinta é inferior à dos blocos do piso. Estes têm de compensar a sua maior velocidade com o escorregamento na superfície de contacto. À saída os blocos do piso são libertados e criam um efeito estrutural e acústico.

„Escorregamento“

Velocidade da cinta

Velocidade dos blocos do piso

extremo de entrada

extremo de saída

Deformação dos blocos do piso

=

Força de fricção Fx

Page 16: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Lamelas ventiladoras

Lamelas(abertas)

Blocos no ombro do pneu de dimensões alternadas

Ranhuras de separaçãoNúmero elevado de blocos

Ranhuras circunferenciais largas

Ranhuras laterais estreitas

Ângulo elevado das ranhuras no centro

Bom para baixo ruído do perfil

Ruído exterior

Variáveis customizáveis: Formato dos blocos do piso e sequência do “pitch”

Page 17: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Atingido: Pneus com perfil com menos de 1 dB(A) de ruído a mais relativamente a pneus lisos

Conclusão: Reduções adicionais de ruído Pneu/Pavimento através de optimização do perfil não podem ser esperadas

Contribuição do Pavimento tem que ser estudada

Page 18: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Pneu Liso 50Sh

Steel ISO SMA0/11

Steel ISO SMA0/11

Pneu Perfilado 50Sh

Distribuição de pressões na superfície do pneu (vários pavimentos)

Page 19: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Base de dados Francesa «Controlled Pass-By»Pavimentos pouco ruidosos: As soluções propostas pela indústria Francesa construtora de estradas. Yves MEUNIER - USIRF/ROUTIÈRE MORIN: Continental Square, 3, Place de Londres - BP 10764 - 95727 ROISSY CHARLES DE GAULLE CEDEX FRANCE“The 2001 International Congress and Exhibition on Noise Control Engineering” The Hague, The Netherlands, 2001 August 27-30

• Superfícies pouco ruidosas: 0/6 e 0/10 “porous asphalt” (PA), 0/6 e 0/10 tipo 2 “very thin asphalt concrete” (VTAC), 0/6 “ultra-thin asphalt concrete” (UTAC)• Pavimentos intermediários: 0/14 “porous asphalt” (PA), 0/10 “asphalt concrete” (AC), 0/10 “thin asphalt concrete”, 0/10 “very thin asphalt concrete” (VTAC), “cold-applied slurry surfacing” (CASS)• Pavimentos ruidosos: 0/14 “asphalt concrete” (AC), “surface dressings” (SD), “cement concrete” (CC), 0/14 “thin asphalt concrete” e 0/14 “ultra-thin asphalt concrete” (UTAC)

Pavimentos pouco ruidosos

Pavimentos intermediários

Pavimentos ruidosos

Page 20: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Amplificação causada pelo “Horn effect”

0

5

10

15

20

25

400 600 1000 3000 7000

0153045607590

frequência [Hz]

²L[dB]

Page 21: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Efeito do Pavimento

50

55

60

65

70

75

80

85

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Velocidade em km/h

“Relvado” artificial “Splittmastixasphalt” 0/11+2/5 ISO 10844

Nív

el d

e pr

essã

o do

ruíd

o (S

PL)

em

dB

(A)

Page 22: Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

Diminuição do ruído de rolamento

PavimentoO potencial mais elevado (no mínimo -10 dB(A)) para redução imediata do Ruído de Rolamento consiste no uso de pavimentos de estrada avançados pouco ruidosos. O mapeamento do ruído é essencial.

VeículoRuído em orifícios (escape, admissão de ar)

Gestão térmica para uma mais eficiente contenção/confinação.

Materiais silenciosos para estruturas do motor/caixa de velocidades Pneu

Redução da emissão de ruído em conformidade com os requisitos de segurança, resistência ao rolamento e durabilidade.