CN110027367A - 一种用于充气轮胎的噪音吸收体及其粘贴方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于充气轮胎的噪音吸收体及其粘贴方法，所述噪音吸收体贴设于轮胎胎面部的内表面、并沿着轮胎的圆周方向延伸，所述噪音吸收体在轮胎断面上关于轮胎的胎冠中心线所在平面对称布置。本发明通过在胎面部的内表面和/或噪音吸收体的上表面喷涂粘合剂，并限定粘合剂的在室温下的粘度为20000‑40000厘泊、喷涂的粘合剂厚度在0.5‑2mm、粘合剂在室温下的固化时间为3min‑30min，可保证粘合剂良好的粘附效果以及噪音吸收体良好的降噪与减振效果，同时，避免粘合剂与噪音吸收体的添加对轮胎的其他性能产生不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体是一种用于充气轮胎的噪音吸收体及其粘贴方法。
背景技术
近年来，提高驾乘舒适性成为各大汽车厂商和消费者尤为关注的重要方面之一。其中，驾乘舒适性提高的一个不容忽视的方面则是要求汽车噪音得以尽可能的减小，而轮胎噪音在汽车整体噪音中占据了很大比例，因此，有效降低轮胎噪音就显得尤为重要。
当车辆在路面上行驶时，轮胎胎面与路面撞击造成胎面振动，从而引起充填在轮胎空腔内的空气振动，产生轮胎空腔噪音。该空腔共振音的峰值频率与轮胎尺寸相关，一般在150-250Hz之间存在明显且尖锐的共振峰值，给车内乘客带来了非常不悦的感受。因此，对于该噪音的消减是降低汽车行驶噪音、提高驾乘舒适性的重要方面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于充气轮胎的噪音吸收体及其粘贴方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于充气轮胎的噪音吸收体，所述噪音吸收体贴设于轮胎胎面部的内表面、并沿着轮胎的圆周方向延伸，所述噪音吸收体在轮胎断面上关于轮胎的胎冠中心线所在平面对称布置；
所述噪音吸收体为表观密度在10kg/m3-50kg/m3之间的多孔材料、且所述多孔材料在150-250Hz频段的吸音系数大于0.08。
充气轮胎包括胎面部、对称设置于胎面部下部两侧的胎侧部以及装在轮辋上的两胎圈部，其中，胎面部、两胎侧部、两胎圈部以及轮辋围成内部中空的空腔结构，且在该空腔内填充有空气，轮胎在路面上行驶时，胎面部的外侧面与路面撞击造成胎面振动，引起充填在轮胎空腔内的空气发生振动，进而产生轮胎空腔噪音。
通过在充气轮胎的空腔内部，具体是在胎面部的内表面贴设噪音吸收体、并沿着轮胎的圆周方向延伸，设置的噪音吸收体在轮胎断面上关于轮胎的胎冠中心线所在平面对称布置、且该噪音吸收体为表观密度在10kg/m3-50kg/m3之间的多孔材料，利用噪音吸收体自身的材料特性，实现对轮胎的吸声与减振，在很大程度上提高了驾乘舒适性。
作为本发明进一步的方案：所述噪音吸收体在轮胎断面上呈长方形、梯形、弧形或正方形中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述多孔材料为超细玻璃棉、发泡树脂、聚氨酯泡沫、或醚基聚氨酯中的一种以上。
作为本发明进一步的方案：所述多孔材料的平均泡孔尺寸为0.4mm-0.9mm。
作为本发明进一步的方案：所述噪音吸收体的拉伸强度为70-210kpa、撕裂强度为160-700N/m、压入厚度为试样厚度40％时的压陷硬度为50-400N。
本发明还提供了如下技术方案：
一种用于充气轮胎的噪音吸收体的粘贴方法，包括如下步骤：
(1)待轮胎硫化成型后，在轮胎的胎面部内表面和/或噪音吸收体的上表面采用喷涂方式涂覆一层粘合剂；
(2)将噪音吸收体上表面贴合至轮胎涂覆有粘合剂的胎面部内表面。
为保证噪音吸收体粘附的牢固性与使用稳定性，噪音吸收体贴设于胎面部的内表面时，首先应等轮胎硫化成型后，再在轮胎的胎面部内表面涂覆一层粘合剂，然后再将噪音吸收体的上表面贴合至涂覆有粘合剂的胎面部内表面；或者在噪音吸收体的上表面涂抹一层粘合剂，然后将噪音吸收体的上表面贴合至轮胎胎面部的内表面；或者在轮胎胎面部的内表面和噪音吸收体的上表面各自喷涂一层粘合剂，然后将噪音吸收体的上表面贴合至胎面部的内表面，实现噪音吸收体与轮胎之间的粘附，进而使得噪音吸收体起到良好的降噪、减振效果。
具体涂覆时，在室温下采用喷涂的方式，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，将粘合剂分散成均匀而微细的雾滴涂覆至轮胎的胎面部内表面。采用喷涂的方式进行喷涂时，可确保粘合剂喷涂均匀、细致，使得噪音吸收体的上表面通过涂覆的粘合剂与胎面部的内表面粘合紧固，进而提高噪音吸收体在胎面部内表面的粘附牢固性。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)中，在轮胎的胎面部内表面涂覆一层粘合剂之前，在噪音吸收体的待粘附上表面涂抹一层粘合剂。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)中粘合剂的室温粘度为20000-40000厘泊。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)中轮胎胎面部内表面涂覆的一层粘合剂厚度的取值范围为0.5mm-2.0mm。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(3)中噪音吸收体一面与轮胎胎面部内表面之间的粘合剂在室温下的固化时间为3min-30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过在胎面部的内表面贴设噪音吸收体，使得噪音吸收体在轮胎断面上关于轮胎的胎冠中心线所在平面对称布置、并沿着轮胎的圆周方向延伸，噪音吸收体为一种以上的多孔材料，通过充分利用多孔材料的吸声性能，吸收轮胎空腔内产生的噪音，进而起到降噪、减振的目的；
(2)通过限定多孔材料的表观密度为10kg/m3-50kg/m3，最优选的将多孔材料的表观密度限定在10kg/m3-30kg/m3范围内，防止噪音吸收体的表观密度过小，降低噪音吸收体的吸声效果，致使噪音吸收体不能很好的消减空腔内的空气共振噪音，同时，避免噪音吸收体的表观密度过大，导致噪音吸收体的质量较大，增加了轮胎的负重；通过限定噪音吸收体的拉伸强度为70-210kpa、撕裂强度为160-700N/m、压入厚度为试样厚度40％时所需要的力为50-400N，不能给限定噪音吸收体在150-250Hz频段的吸音系数大于0.08、多孔材料的平均泡孔尺寸为0.4mm-0.9mm，使得贴设的噪音吸收体在不影响轮胎其他性能的同时，间距良好的吸声、减振效果；
(3)通过在胎面部的内表面和/或噪音吸收体的上表面喷涂粘合剂，并限定粘合剂的在室温下的粘度为20000-40000厘泊、喷涂的粘合剂厚度在0.5-2mm、粘合剂在室温下的固化时间为3min-30min，优选的限定喷涂的粘合剂厚度在1-2mm，可保证粘合剂良好的粘附效果以及噪音吸收体良好的降噪与减振效果，同时，避免粘合剂与噪音吸收体的添加对轮胎的其他性能产生不良影响。
附图说明
图1为本发明充气轮胎的剖视图。
图中：
1-轮胎、11-胎面部、12-胎侧部、13-胎圈部、101-空腔；
2-轮辋；
3-噪音吸收体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种用于充气轮胎的噪音吸收体，所述噪音吸收体3贴设于轮胎胎1面部的内表面、并沿着轮胎1的圆周方向延伸，所述噪音吸收体3在轮胎断面上关于轮胎1的胎冠中心线所在平面对称布置；所述噪音吸收体3在轮胎1断面上呈长方形、梯形、弧形或正方形中的一种，多孔材料为超细玻璃棉、发泡树脂、聚氨酯泡沫、或醚基聚氨酯中的一种以上。
充气轮胎的胎面部11、两胎侧部12、两胎圈部13以及轮辋2围成内部中空且填充有气体的空腔101，噪音吸收体设置于空腔内，为保证噪音吸收体的良好的吸声与减振性能，并尽可能减少因添加了噪音吸收体对轮胎其他性能产生影响的前提下，可对噪音吸收体的宽度、厚度、表观密度等进行限定，使噪音吸收体的各个参数处于较为合理的范围内，具体分析如下：
表1
以上表1为当噪音吸收体的其他参数不变，仅改变噪音吸收体的宽度时，噪音吸收体在150-250Hz频段的RMS值发生变化的情况。
具体是切割出长度为略小于轮胎胎面部内周长一半，即长度为900mm，厚度为30mm、表观密度为40.7kg/cm3，宽度依次分别为50mm、75mm、100mm、125mm、150mm、175mm的噪音吸收体并将每个噪音吸收体分别贴设于同一种型号、同一种规格的轮胎胎面部内表面。使用时，内部贴设有噪音吸收体且噪音吸收体的宽度占比较大时，轮胎的降噪减振效果较好。
表2
以上表2为当噪音吸收体的其他参数不变，仅改变噪音吸收体的厚度时，噪音吸收体在150-250Hz频段的RMS值发生变化的情况。
具体是切割出长度为略小于轮胎胎面部内周长一半，即长度为900mm，宽度为125mm、表观密度为40.7kg/cm3，厚度依次分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm的噪音吸收体并将每个噪音吸收体分别贴设于同一种型号、同一种规格的轮胎胎面部内表面。使用时，内部贴设有噪音吸收体且噪音吸收体的厚度在一定范围内时，轮胎的降噪减振效果较好。
表3
以上表3为当噪音吸收体的其他参数不变，仅改变制成噪音吸收体的多孔材料的表观密度时，噪音吸收体在150-250Hz频段的RMS值发生变化的情况。
具体是切割出长度为略小于轮胎胎面部内周长一半，即长度为900mm，宽度为125mm、厚度为30mm，表观密度依次分别为13.6kg/cm3、16.9kg/cm3、17.8kg/cm3、32kg/cm3、40.7kg/cm3的噪音吸收体并将每个噪音吸收体分别贴设于同一种型号、同一种规格的轮胎胎面部内表面。使用时，内部贴设有噪音吸收体且噪音吸收体的表观密度在一定范围内时，轮胎的降噪减振效果较好。
综上表1-表3，可限定噪音吸收体在轮胎断面上的宽度为空腔宽度的30％-80％、厚度为10-60mm，限定噪音吸收体的表观密度在10kg/m3-50kg/m3范围内，并限定制成噪音吸收体的所述多孔材料在150-250Hz频段的吸音系数大于0.08，使得贴设在轮胎空腔内的噪音吸收体最大限度的发挥其吸声与减振性；进一步的，可限定噪音吸收体在轮胎断面上的宽度为空腔宽度的40％-75％、厚度为20-40mm，限定噪音吸收体的表观密度在10kg/m3-30kg/m3范围内，并限定制成噪音吸收体的所述多孔材料在150-250Hz频段的吸音系数大于0.09，在发挥噪音吸收体最大吸声与减振功能的同时，尽量减少添加噪音吸收体后，整个轮胎质量的增加以及轮胎质量增加带来的其他影响轮胎工作的不良影响。
另外，为保证噪音吸收体良好的吸声与减振功能，限定所述多孔材料的平均泡孔尺寸为0.4mm-0.9mm，所述噪音吸收体的拉伸强度为70-210kpa、撕裂强度为160-700N/m、压入厚度为试样厚度40％时的压陷硬度为50-400N；进一步的，限定所述多孔材料的平均泡孔尺寸为0.6mm-0.9mm，所述噪音吸收体的拉伸强度为110-210kpa、撕裂强度为350-700N/m、压入厚度为试样厚度40％时的压陷硬度为110-250N。噪音吸收体的强度对其自身的耐久性能有较大的影响，通过限定噪音吸收体各个参数，使得噪音吸收体在具有良好吸声性能的同时，其耐久性能也较佳，在一定程度上兼具良好吸声性能并延长了噪音吸收体的使用寿命。
一种用于充气轮胎的噪音吸收体的粘贴方法，包括如下步骤：
(1)待轮胎硫化成型后，在轮胎的胎面部内表面和/或噪音吸收体的上表面采用喷涂方式涂覆一层粘合剂；
(2)将噪音吸收体上表面贴合至轮胎涂覆有粘合剂的胎面部内表面。
为保证噪音吸收体粘附的牢固性与使用稳定性，噪音吸收体贴设于胎面部的内表面时，首先应等轮胎硫化成型后，再在轮胎的胎面部内表面涂覆一层粘合剂，然后再将噪音吸收体的上表面贴合至涂覆有粘合剂的胎面部内表面；或者在噪音吸收体的上表面涂抹一层粘合剂，然后将噪音吸收体的上表面贴合至轮胎胎面部的内表面；或者在轮胎胎面部的内表面和噪音吸收体的上表面各自喷涂一层粘合剂，然后将噪音吸收体的上表面贴合至胎面部的内表面，实现噪音吸收体与轮胎之间的粘附，进而使得噪音吸收体起到良好的降噪、减振效果。
为保证粘合剂的粘附效果并保证噪音吸收体的使用效果，以某一款型号为205/55R16的轮胎为试验对象，选用噪音吸收体的厚度为30mm、宽度为125mm、表观密度为40.7kg/cm3、平均孔径为0.43mm，并使用下表4所示的不同粘合剂将噪音吸收体沿轮胎圆周方向粘贴在轮胎的胎面部内表面。运用锤击法，分别测试轮胎在150-250Hz频段的RMS值。
表4
注：○--流动性适宜，●--流动性小，◎--流动性大
由以上表4可知：
(1)由实施例4-1、4-2以及4-3，当粘合剂的其他参数一致，仅改变在胎面部内表面和/或噪音吸收体上表面的粘合剂厚度时，随着粘合剂厚度的增加，轮胎在150-250Hz频段的RMS值在逐渐降低，说明在此厚度范围内，随着粘合剂喷涂厚度的增加，噪音吸收体的吸声、减振效果越好。
(2)由实施例4-1与对比例4-3，当粘合剂的其他参数一致，将胎面部内表面和/或噪音吸收体上表面的粘合剂厚度小于0.5mm，即降低至0.3mm时，粘合剂的粘附效果大打折扣；由实施例4-3、对比例4-1和对比例4-2，当粘合剂的其他参数一致，将胎面部内表面和/或噪音吸收体上表面的粘合剂厚度大于2.0mm时，随着粘合剂厚度的增加，轮胎在150-250Hz频段的RMS值降低幅度很小，因此将所述步骤(2)中轮胎胎面部内表面涂覆的一层粘合剂厚度的取值范围为0.5mm-2.0mm。
综上(1)-(2)可知：为了进一步提高噪音吸收体与轮胎胎面部的内表面之间的粘附力，所述步骤(1)中，在轮胎的胎面部内表面涂覆一层粘合剂之前，在噪音吸收体的待粘附上表面涂抹一层粘合剂。同时，考虑到粘合剂的粘附效果，将涂覆在胎面内表面的粘合剂厚度以及涂抹在噪音吸收体上表面的粘合剂厚度均限定在0.5-2mm的范围内，最优选的将涂覆在胎面内表面的粘合剂厚度以及涂抹在噪音吸收体上表面的粘合剂厚度均限定在1-2mm的范围内。一方面，粘合剂的厚度太小时，不利于噪音吸收体上表面与轮胎胎面部内表面之间的有效粘附，另一方面，粘合剂的厚度太大时，增加了其使用成本，较厚的粘合剂也增加了轮胎的质量，导致轮胎在使用过程中油耗增加、且有可能影响轮胎的动平衡和均匀性。通过在粘合剂的厚度限定在0.5-2mm的范围内，不仅保证了噪音吸收体能与胎面部之间的有效粘附，还有效避免了粘合剂的浪费、以及过厚的粘合剂对轮胎其他性能的影响。
(3)由实施例4-4与实施例4-5，当粘合剂的其他参数一致，粘合剂的粘度越大，轮胎在150-250Hz频段的RMS值越小，即粘合剂的粘度较大时，其降噪、减振效果越好。
(4)由对比例4-4知，当粘合剂的粘度过大时，其流动性小，当粘合剂的流动性小时容易出现粘合剂的喷涂工作难度加大，甚至出现堵塞喷涂管道等现象，并且粘附效果差；由对比例4-5知，当粘合剂的粘度过小时，其流动性大，即使固化时间很长，其粘附效果仍然差，同时，粘合剂的流动性过大，不利于噪音吸收体与胎面部之间的粘附操作，甚至造成粘合剂的浪费。
综上(3)-(4)可知：考虑到轮胎行驶过程中，噪音吸收体与胎面部的内表面会时刻发生着反复变形，为防止噪音吸收体使用一段时间后与轮胎的胎面部内表面之间发生脱离，限定所述步骤(1)中粘合剂的室温粘度为20000-40000厘泊。通过将粘合剂的室温黏度限定在20000-40000厘泊的范围内，可有效保证粘合剂的粘附效果，进而确保噪音吸收体与轮胎胎面部之间粘合的牢固性与稳定性。
(5)为确保粘合剂粘附操作的可行性、便利性，以及操作效率等问题，考虑到固化时间过短或过长都会影响噪音吸收体在轮胎内表面的粘附效果，将所述步骤(3)中噪音吸收体一面与轮胎胎面部内表面之间的粘合剂在室温下的固化时间为3min-30min。通过将粘合剂在室温下的固化时间限定在3min-30min的合理范围内，一方面，避免出现对比例4-4中固化时间过短，无法起到很好的粘附效果，甚至可能会致使噪音吸收体使用很短时间后便与胎面部的内表面脱离；另一方面，避免出现对比例4-5中固化时间过长，大大降低了轮胎的生产效率。
综上(1)-(5)，为保证粘合剂良好的粘附效果、噪音吸收体良好的降噪与减振效果，同时，避免粘合剂与噪音吸收体的添加对轮胎的其他性能产生不良影响，限定粘合剂在室温下的粘度为20000-40000厘泊、喷涂的粘合剂厚度在0.5-2mm、粘合剂在室温下的固化时间为3min-30min；更优选的限定喷涂的粘合剂厚度在1-2mm。
待轮胎硫化成型后，在噪音吸收体的上表面和/或胎面部的内表面喷涂一层粘合剂，再将噪音吸收体的上表面贴合至涂覆有粘合剂的胎面部内表面。最优选的是先在噪音吸收体上喷涂好后，再在胎面部的内表面喷涂一层粘合剂，由于噪音吸收体为多孔材料制成，为保证噪音吸收体与胎面部之间粘合的牢固性与稳定性，避免喷涂在噪音吸收体上表面的粘合剂在粘附过程中出现溢出等现象，在胎面部内表面喷涂一层粘合剂之前，先在噪音吸收体的上表面喷涂一层粘合剂，可使得喷涂在噪音吸收体上的多于粘合剂能顺利浸入噪音吸收体内，以免影响噪音吸收体与胎面部之间的粘附效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种用于充气轮胎的噪音吸收体，其特征在于：所述噪音吸收体(3)贴设于轮胎(1)胎面部的内表面、并沿着轮胎(1)的圆周方向延伸，所述噪音吸收体(3)在轮胎(1)断面上关于轮胎(1)的胎冠中心线所在平面对称布置；
所述噪音吸收体(3)为表观密度在10kg/m3-50kg/m3之间的多孔材料、且所述多孔材料在150-250Hz频段的吸音系数大于0.08。
2.根据权利要求1所述用于充气轮胎的噪音吸收体，其特征在于：所述噪音吸收体(3)在轮胎断面上呈长方形、梯形、弧形或正方形中的一种。
3.根据权利要求1所述用于充气轮胎的噪音吸收体，其特征在于：所述多孔材料为超细玻璃棉、发泡树脂、聚氨酯泡沫、或醚基聚氨酯中的一种以上。
4.根据权利要求1或3所述用于充气轮胎的噪音吸收体，其特征在于：所述多孔材料的平均泡孔尺寸为0.4mm-0.9mm。
5.根据权利要求1或2所述用于充气轮胎的噪音吸收体，其特征在于：所述噪音吸收体(3)的拉伸强度为70-210kpa、撕裂强度为160-700N/m、压入厚度为试样厚度40％时的压陷硬度为50-400N。
6.一种权利要求1-5任意一项所述噪音吸收体的粘贴方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)待轮胎硫化成型后，在轮胎的胎面部内表面和/或噪音吸收体的上表面采用喷涂方式涂覆一层粘合剂；
(2)将噪音吸收体上表面贴合至轮胎涂覆有粘合剂的胎面部内表面。
7.根据权利要求6所述噪音吸收体的粘贴方法，其特征在于：所述步骤(1)中，在轮胎的胎面部内表面涂覆一层粘合剂之前，在噪音吸收体的待粘附上表面涂抹一层粘合剂。
8.根据权利要求6或7所述噪音吸收体的粘贴方法，其特征在于：所述步骤(1)中粘合剂的室温粘度为20000-40000厘泊。
9.根据权利要求6所述噪音吸收体的粘贴方法，其特征在于：所述步骤(2)中轮胎胎面部内表面涂覆的一层粘合剂厚度的取值范围为0.5mm-2.0mm。
10.根据权利要求6所述噪音吸收体的粘贴方法，其特征在于：所述步骤(3)中噪音吸收体一面与轮胎胎面部内表面之间的粘合剂在室温下的固化时间为3min-30min。
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