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]
[1] E. Pucher: “Low-Noise Road – Optimization of the System Vehicle-tyres-Road”. AVL-Conference ‘Engine and
Environment’, Graz,, Sep. 1996.
Incentivos
Protecção 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
Caminhos para uma abordagem ao ruído dos transportes em estrada
Superfícies
de estrada
silenciosas
Pneus de
baixo ruído
Tecnologias de produção
Técnicas de limpeza e manutenção
Conformidade com segurança, resistência ao rolamento, durabilidade
Baixo ruído de funcionamento e em aceleração (camiões e autocarros)
Estruturas ligeiras e de baixo ruído (sistema de propulsão e veículo) *
Veículos
Materiais silenciosos para motor/caixa de velocidades
Controlo activo de ruído associado a orifícios (escape, admissão de ar)
Gestão térmica para uma mais eficiente contenção/confinação
Sistemas de propulsão alternativos (ex. para serviços urbanos)
Comportamento
na condução
Gestão do fluxo
de trânsito
Suporte electrónico através de sistemas inteligentes de transmissão, gestão do motor, ...
Modelos sofisticados & sistemas em rede
2000
2005
2010
Redução do ruído, Potencial da Tecnologia:
 5 dBA
< 5 dBA
Pesquisa & Des.
Pesquisa & Des.
Implementação
Implementação
*) Potencial não especificado
2015
2020
Normas relativas às emissões de Ruído de Rolamento
Teste do Veículo
Teste dos Pneus
Geneva Reg 51.02 & EC Dir 70/157
EC Dir 2001/43
Baseado nas actuais ISO 362:98
Superfície de teste conforme ISO 10 844
Superfície de teste conforme ISO 10 844
Veículo a velocidade constante (“coast-by”) variando
Microfone esquerdo
entre 70-90 km/h (ligeiros)
Passagem do veículo em aceleração (“drive by”)
entre 60-80 km/h (pesados)
Veículo acelerado “a fundo” (ligeiros)
Nota:
Em várias relações de caixa a partir de 50km/h
A partir da linha de regressão
A um regime de motor-rpm especificado (pesados)
SPL = a + b log V/Vo
O nível de pressão do som (SPL) é calculado a
Carga do veículo: nenhuma, veículo vazio
80 km/h para ligeiros
Resultados: aritmético (não energético)
70 km/h para pesados
Média das medições individuais
Dependendo do tipo de pneu,
contribuição do pneu (profundidade de piso legal)
Microfone direito
Assumida nenhuma fonte de ruído activa para além da
pneu/estrada
Limites do Ruído
Factores
Veículo
Directiva EC 92/97
Reg 51.02
(exemplos)
Pneus
Directiva EC 92/23
Reg 117
Tendências:
Pesados :
75 – 79 dB (A)
Pesado
80 dB(A)
P > 150 kW
Ligeiros :
Ligeiro
Estradas
públicas
Sem
regulamentação
para superfícies
de estrada.
72 – 76 dB (A)
74 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
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
Ruído de Rolamento em pneus
Categorias e possível evolução dos limites da Dir 2001/43
Larguras
Categoria
Categoria de
utilização
Directiva
2001/43/CE
Proposta
C1
155
165
Ligeiros
Índice de carga  121
175
185
195
205
215
 225
C2
Índice de carga  121
Índice de veloc. > M
C3 Pesados
Índice de carga > 121
e
Índice de carga  121
e Índice de veloc.  M
Etapa 2
Etapa 3
2007-2009 ?
> 2009 ?
Etapa 1
< 2007
 135
145
Proposta
Normal / M+S
Reforçado
Especial
72
Normal / M+S
Reforçado
Especial
Normal / M+S
Reforçado
Especial
Normal / M+S
Reforçado
Especial
Normal / M+S
Reforçado
Especial
Normal
Trac. / M+S
Especial
Normal
Trac. / M+S
Especial
73
71
73
70
72
74
71
73
72
74
72
71
73
75
74
72
74
73
75
73
72
74
76
75
73
75
74
76
74
73
75
77
76
74
76
75
77
75
74
76
78
75
75
77
75
77
76
75
77
78
76
77
78
76
78
76
78
79
78
78
79
79
Ruído em Veículos Pesados
Método 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
Primeira “velocidade” a ser testada:
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”
Ultima “velocidade” a ser testada:
A “velocidade” mais alta X onde S* é atingida antes de passar a
linha BB
O estudo do Ruído dos Pneus exige uma abordagem do Sistema Total
Contribuição
do Pavimento
e da Técnica
de Condução
Interacção
entre
Pavimento e
Pneu
Interacção
entre Pneu
e
Veículo
Percepção
Objectiva
Subjectiva
Exterior
Não existe:
RUÍDO DO PNEU
Mas existe:
RUÍDO PNEU/PAVIMENTO e
RUÍDO PAVIMENTO/PNEU/VEÍCULO
Interior
Ruído Pneu/Pavimento transmitido para dentro do Veículo
Ruído interior
Ruído
exterior
Ruído transmitido
pela estrutura
Ruído
transmitido
pelo ar
Ruído
absorvido
pelo ar
Ruído transmitido
directamente pelo ar
Ruído de vibração
dos pneus
transmitido pelo ar
Ruído transmitido pela estrutura
Mecanismos de Ruído para Ruído Pneu/Pavimento
Sentido de
Vibrações da
superfície do piso
rotação
“horn effect”
“horn effect”
Impacto dos blocos
do piso no solo
macro rugosidade
“saída” do
bloco do piso
“Bombagem”
de ar
“agarrar”-”derrapar”
Impacto da textura do solo
mega rugosidade
Ressonância das
ranhuras
Mecanismos de Ruído para Ruído Pneu/Pavimento
- influenciado pelo pavimento
Sentido
de
rotação
Vibrações da
superfície do piso
“Horn effect”
“Horn effect”
Impacto dos blocos
do piso no solo
macro rugosidade
“saída” do
bloco do piso
“Bombagem”
de ar
“agarrar”-”derrapar”
Impacto da textura do solo
mega rugosidade
Ressonância das
ranhuras
Vibrações do piso demonstradas através do modelo RATIN*
Interacção
*RATIN= Road & Tyre Interaction Noise
Forças de contacto
„Escorregamento“
Velocidade da cinta
Velocidade dos blocos do piso
extremo de entrada
extremo de saída
Deformação dos
blocos do piso
=
Força de fricção
Fx
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.
Ruído exterior
Bom para baixo ruído do perfil
Ângulo elevado das ranhuras no centro
Ranhuras circunferenciais largas
Ranhuras laterais estreitas
Lamelas ventiladoras
Lamelas
(abertas)
Blocos no ombro do pneu
de dimensões alternadas
Número elevado de blocos
Ranhuras de
separação
Variáveis customizáveis: Formato dos blocos do piso e sequência do “pitch”
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
Distribuição de pressões na superfície do pneu (vários pavimentos)
Pneu Liso 50Sh
Steel
ISO
SMA0/11
Pneu Perfilado 50Sh
Steel
ISO
SMA0/11
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
Pavimentos
pouco ruidosos
Pavimentos
intermediários
Pavimentos
ruidosos
• 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)
Amplificação causada pelo “Horn effect”
25
20
²L
[dB]
15
10
0
15
30
45
60
75
90
5
0
400 600
1000
3000
frequência [Hz]
7000
Nível de pressão do ruído (SPL) em dB(A)
Efeito do Pavimento
Diminuição do ruído de rolamento
Pavimento
O 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.
Veículo
Ruído 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.