Сигнал звуковой: звук на страже безопасности дорожного движения

Каждое транспортное средство оборудуется звуковой сигнализацией (или просто звуковым сигналом), которая повышает безопасность всех участников дорожного движения. О том, что такое автомобильный звуковой сигнал, каких типов он бывает и как его правильно выбрать для своей машины — читайте в этой статье.

Что такое автомобильный звуковой сигнал?

Автомобильный звуковой сигнал (звуковой сигнальный прибор, ЗСП) — электрическое, пневматическое или электронное устройство звуковой сигнализации, используемое на автомобиле для предотвращения опасных дорожных ситуаций.

Звуковой сигнал входит в число систем, при неисправности которых транспортное средство не допускается к эксплуатации, поэтому при поломке данного устройства его необходимо как можно скорее отремонтировать или заменить. Но прежде, чем идти в магазин за новым ЗСП, необходимо разобраться в их типах и особенностях, а также в предъявляемых к ним требованиях.

Типы и конструкция звуковых сигналов

Используемые на современных автомобилях звуковые сигналы делятся на типы по лежащему в их основе физическому принципу работы, и по спектральному составу издаваемого звука.

Существует три основных типа ЗСП, имеющих различный принцип работы:

• Электрические (электромагнитные, электромеханические) мембранные и рупорные;
• Пневматические;
• Электронные.

По спектральному составу звука сигналы делятся на две больших группы:

• Шумовые — издают звук, содержащий широкий диапазон частот, которые человеческим слухом воспринимаются как шум или резкий звук;
• Тональные — издают звук какой-либо определенной тональности, который более приятен для слуха.

Тип сигнала по спектральному составу прямо связан с его конструкцией. К шумовым ЗСП относятся электромагнитные устройства мембранного типа. К тональным ЗСП относятся электромагнитные устройства рупорного типа, а также пневматические звуковые сигналы (клаксоны).

Электрические (электромагнитные) мембранные звуковые сигналы. Основу данного типа ЗСП составляет неподвижный соленоид (электромагнит), внутри которого расположен подвижный якорь, соединенный с мембранной. Дополнительно на мембране (а точнее — на штоке якоря) располагается чашеобразный или дисковый резонатор. Ток к электромагниту подается через подвижные контакты, которые размыкаются при втягивании якоря в соленоид.

Работа электромагнитного сигнала сводится к следующему. При подаче тока на соленоид якорь втягивается, тут же упирается в контакты и разъединяет их — соленоид обесточивается и якорь под действием пружины возвращается в первоначальное положение. В этот момент контакты снова замыкаются, на соленоид подается ток, и процесс повторяется. Данный процесс происходит быстро — в пределах 200-500 раз в секунду, поэтому соединенная с якорем мембрана колеблется с частотой 200-500 Гц, издавая характерный шумовой сигнал, который усиливается резонатором.

Мембранный ЗСП имеет относительно небольшую мощность, однако он очень прост, надежен и дешев, поэтому находит самое широкое применение на все типах транспортных средств. Обычно на автомобиль устанавливается два сигнала — высокого и низкого тона, чем достигается лучшее качество их работы и высокая мощность.

Электромагнитные рупорные звуковые сигналы. Основу данных ЗСП составляет тот же мембранный звуковой сигнал, однако звук, возникающий при колебаниях мембраны, проходит через рупорный резонатор. Воздушный столб в рупоре колеблется вслед за мембраной, однако вследствие резонансных явлений определенные частоты усиливаются, а остальные гасятся (хотя и не полностью). Поэтому такой сигнал издает звук определенного тона, который зависит от длины рупора.

Электромагнитные рупорные ЗСП могут иметь рупор различной формы:

• Прямые ("рожки") — рупор прямой, звуковой сигнал имеет относительно большие габариты;
• Спиральные ("улитки") — рупор имеет форму спирали, чем достигается компактность устройства;
• Изогнутые — рупор может иметь различную форму.

Для достижения благозвучия и повышения мощности часто два рупорных сигнала с различным основным тоном объединяются в одну конструкцию. Данные ЗСП просты и надежны в работе, они получили широкое распространение на легковых автомобилях.

Пневматические звуковые сигналы. В простейшем случае ЗСП данного типа состоит из прямого рупора и воздушной камеры, внутри которой расположен язычковый или мембранный вибратор. Для работы данного звукового сигнала необходим поток воздуха с давлением 4-10 атмосфер, который подается в камеру (для этой цели используется отдельный компрессор). Под действием струи воздуха язычок или мембрана колеблется, заставляя колебаться и столб воздуха внутри рупора — вследствие резонансных явлений в рупоре возникает звук определенного тона.

Обычно пневматические звуковые сигналы содержат два и более рупора различной длины, чем достигается необходимый тон и мощность звука. Пневматические клаксоны высокую мощность, применяются в грузовом транспорте и ограниченно для тюнинга легковых автомобилей.

Электронные звуковые сигналы. Данный тип ЗСП строится на основе электронных звуковых генераторов на дискретных элементах (транзисторах) или микросхемах. Нагрузкой устройства служит обычная динамическая головка (динамик). Электронные звуковые сигналы могут создавать звук любой частоты, однако пока находят ограниченное применение вследствие малой надежности (динамик плохо противостоит негативным воздействиям окружающей среды).

Действующие ГОСТы и характеристики звуковых сигналов

Как уже было сказано, исправный звуковой сигнал — одно из необходимых условий для эксплуатации транспортного средства, о чем отдельно указано в ПДД РФ. А так как звуковые сигналы имеют важное значение для обеспечения безопасности дорожного движения, в России и в мире уделяется большое внимание стандартизации и обеспечению необходимых качеств этих устройств.

В нашей стране характеристики и особенности автомобильных ЗСП регламентируются документом ГОСТ Р 41.28-99 (Правила ЕЭК ООН N 28). Данный стандарт не устанавливает рабочие частоты звуковых сигналов, однако регламентирует их звуковое давление:

• Для мотоциклов и прочих транспортных средств мощностью до 7 кВт (до 9,5 л.с.) — не менее 95 и не более 115 дБ;
• Для легковых и грузовых автомобилей классов M и N — не менее 105 и не более 118 дБ.

Здесь следует сделать важное замечание. Все ЗСП имеют частоты примерно от 220 до 550 Гц, причем делятся на две больших группы:

• Сигналы низкого тона — от 220 до 400 Гц;
• Сигналы высокого тона — от 400 до 550 Гц.

Однако создаваемое ими звуковое давление измеряется на частотах 1800-3550 Гц (со средней частотой 2500 Гц), что связано с особенностями нашего слуха. Человеческое ухо наиболее восприимчиво именно к данной полосе частот, и слишком высокое звуковое давление способно повредить барабанную перепонку. ЗСП имеет один основной тон, однако он излучает практически во всем диапазоне звуковых частот, поэтому и измерение его характеристик производится в наиболее чувствительной для нас полосе частот.

Из других особенностей ЗСП нужно выделить постоянство его частоты со временем. На гражданских транспортных средствах запрещены звуковые сигналы с переменной частотой, разного рода "музыкальные" сигналы и т.д. Использование таких устройств на дорогах общего пользования влечет за собой штрафные санкции. Сигналы с изменяемым основным тоном (сирены, "крякалки" и прочие) разрешены только для специальных транспортных средств в соответствии с ГОСТ Р 50574-2002.

Как выбрать звуковой сигнал на автомобиль?

При выборе звукового сигнала на автомобиль следует отталкиваться от характеристик, прописанных в указанном выше стандарте, и от конструкции транспортного средства. В первую очередь необходимо соблюдать ограничения по звуковому давлению ЗСП — ни в коем случае не допускается применение сигналов, создающих звуковое давление более 118 дБ! Поэтому далеко не всегда можно поставить современные сверхмощные пневматические клаксоны, которые эффектно гудят, но могут лишить слуха проходящих мимо людей.

Также рекомендуется выбирать устройства той конструкции, которые установлены в автомобиле производителем, так как замена типа ЗСП (например, мембранного на рупорный) не всегда приведет к улучшению качества сигнала или его мощности. Дело в конфигурации и особенностях подкапотного пространства автомобиля: там, где хорошо звучит мембранный сигнал, рупорный может работать хуже, и наоборот. Кроме того, могут возникнуть некоторые проблемы с установкой рупорных сигналов, которые должны быть направлены вперед. А применение пневматических ЗСП влечет за собой известные проблемы по монтажу компрессора и других деталей.

Для автомобилей с двумя звуковыми сигналами необходимо покупать устройства определенного тона — низкого или высокого. При неправильном выборе вы получите два сигнала высокого или низкого тона, что недопустимо.

Наконец, необходимо учитывать технические характеристики ЗСП — напряжение питания и тип клеммы, способ монтажа, способ расположения на автомобиле и т.д.

При грамотном подборе звукового сигнала ваш автомобиль будет соответствовать требованиям ПДД и сможет без ограничений эксплуатироваться на дорогах общего пользования.