CN110143105A - 用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎，包括：弹性气囊和/或填充材料；轮胎本体，轮胎本体的轮胎内侧沿周向局部或全部粘贴有弹性气囊和/或填充材料，以使得轮胎内廓局部具有鼓起和/或鼓起程度沿轮胎内廓周向呈变化趋势，使得在轮胎充气后，形成非圆形的异形内廓轮胎。该异形内廓轮胎将频谱中峰值频率处的能量，分散到一个宽的频率范围上，抑制了汽车轮胎声腔共振能量，使得峰值降低，声压级降低，达到降噪的目的。

Description

用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎结构技术领域，特别涉及一种用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎。

背景技术

汽车的NVH特性是体现车辆舒适性的重要指标，随着汽车动力系统振动和噪声的不断降低以及新能源车辆的推广，轮胎空腔共振噪声已成为影响车辆NVH性能的突出问题。汽车行驶时，路面和胎面不平整接触激起轮胎宽频振动，导致由车轮的轮辋和轮胎内表面之间形成的空腔系统发生共振，在空腔内形成驻波，进而引起车轮振动，致使该振动能量通过悬架系统传至车内，产生车内噪声，给整车NVH性能带来负面影响。

在降低胎内空腔共振噪声方面，目前的主要解决方案是向空腔内添加吸声材料，但由于成本高、需附加质量、易出现粘贴不牢发生材料脱落、易产生动不平衡等缺点，且带来额外的维护成本。

在汽车轮胎声腔共振时，空腔内形成的驻波是引起车轮振动、导致车内噪声的能量源。而形成驻波的条件是在稳定的路面载荷下，同一位置处的空腔形状不随车轮的旋转而发生改变，从而在空腔内产生了两列稳定的、相同频率的、行进方向相反的声波，合成驻波，构成了稳定的声场。如果改变传统上汽车轮胎圆形内廓的设计，采用非圆的异形内廓，则可构成随车轮的旋转而形状不断发生变化的声腔，进而打乱固定的声场分布，破坏稳定的能量传递。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎。

为达到上述目的，本发明提出了用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎，包括：弹性气囊和/或填充材料；轮胎本体，所述轮胎本体的轮胎内侧沿周向局部或全部粘贴有所述弹性气囊和/或填充材料，以使得轮胎内廓局部具有鼓起和/或鼓起程度沿轮胎内廓周向呈变化趋势，使得在轮胎充气后，形成非圆形的异形内廓轮胎。

本发明实施例的用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎，通过改变汽车轮胎内声腔的形状，使得胎腔固有模态不再持续稳定存在，则车轮承受的激励不会产生能量集中在固定频率的响应，进而达到抑制汽车轮胎声腔共振的目的。

另外，根据本发明上述实施例的用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述弹性气囊或所述填充材料为多个，并且沿所述轮胎内廓轴向呈等间隔分布。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述弹性气囊或所述填充材料为多个，并且沿所述轮胎内廓轴向呈非均匀间隔分布。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述弹性气囊为单个，或者所述填充材料为连续但不等厚度的填充材料。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述弹性气囊为具有弹性的有机高分子材料。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述弹性气囊为开口气囊或闭口气囊。所述开口气囊填充有支撑材料。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述闭口气囊的充气压力根据轮胎充气压力得到，以使得所述轮胎达到预设的目标外形。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设的目标外形为平面或向轮胎中心凸起的曲面。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述闭口气囊的充气压力、所述开口气囊的设计外形和所述填充材料根据所述鼓起程度相关。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎结构示意图；

图2是本发明一个实施例的多个弹性气囊或填充材料沿轮胎周向呈非均匀分布的异形内廓轮胎结构示意图；

图3是本发明一个实施例的连续且不等厚度填充材料的异形内廓轮胎结构示意图；

图4是本发明一个实施例的开口气囊结构示意图；

图5是本发明一个实施例的闭口气囊结构示意图；

图6是本发明一个实施例的闭口气囊与轮胎外侧贴合的设计效果图。

附图标记说明：

10-用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎、100-轮胎本体、200-弹性气囊、201-开口气囊、202-闭口气囊和300-填充材料。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前，相关技术是是在轮胎内填充多孔性吸声材料调整轮胎空腔内空气振动阻抗，从而降低轮胎空腔共振幅度，一般将吸声材料贴合在轮胎的胎冠内侧或轮辋上。

但这种方法会额外添加多孔性吸声材料导致成本升高，且会在汽车的旋转件上增加附加重量，装配不当还会引起吸声材料损坏，还易导致动不平衡增加问题。另外，为达到最佳的吸声材料参数选择，需要的实验测试较为繁复，成本也较高。鉴于此，本发明实施例提出一种用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎的设计。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎。

图1是本发明一个实施例的用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎结构示意图。

如图1所示，该用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎10包括：轮胎本体100、弹性气囊200和/或填充材料300。

其中，轮胎本体100的轮胎内侧沿周向局部或全部粘贴有弹性气囊200和/或填充材料300，以使得轮胎内廓局部具有鼓起和/或鼓起程度沿轮胎内廓周向呈变化趋势，使得在轮胎充气后，形成非圆形的异形内廓轮胎。

也就是说，如图1所示，轮胎内侧沿周向局部或全部粘贴有弹性气囊或填充材料，使得轮胎内廓局部略有鼓起或鼓起程度沿轮胎内廓周向呈变化趋势，在轮胎充气后运行时最终形成非圆形的异形内廓轮胎。

可选地，在本发明的一个实施例中，弹性气囊200或填充材料300可以为多个，并且沿轮胎内廓轴向呈等间隔分布或沿轮胎内廓轴向呈非均匀间隔分布。

具体地，如图1和2所示，粘贴的弹性气囊200或填充材料300可为多个，沿轮胎周向呈等距间隔或非均匀分布。

可选地，如图3所示，弹性气囊200也可为单个异形弹性气囊，或者填充材料300为连续但不等厚度的填充材料。

需要说明的是，不同分布方式均需满足轮胎刚度均匀和动平衡要求，所以弹性气囊200的材料可以为橡胶等具有弹性的有机高分子材料，填充材料300可为泡沫等多孔材料或其他造价低、廉易于加工获取的材料。

进一步地，在本发明的一个实施例中，弹性气囊200可以分为开口气囊201或闭口气囊202。

具体地，如图4所示，开口气囊201的设计无需考虑轮胎充气压力，自身气压平衡；气囊内部需填充支撑材料，支撑材料和填充材料300一样，可为泡沫、金属橡胶等多孔材料或其他造价低、廉易于加工获取的材料；开口气囊201的开口形式可为半包覆或全包覆式，需要将填充材料300包裹在气囊内从而与轮胎内侧贴合。

进一步地，本发明的一个实施例中，闭口气囊202的充气压力根据轮胎充气压力得到，以使得轮胎达到预设的目标外形。其中，本发明实施中预设的目标外形为平面或向轮胎中心凸起的曲面。

例如，如图5所示，闭口气囊202内部提前充有一定压力的气体，其中气体可为空气或氮气等化学性质稳定的工业常用气体；闭口气囊202的设计需要考虑适配轮胎的充气压力，使得其在闭口气囊202的内部压力与轮胎充气压力的共同作用下，可以保持预期的设计外形；闭口气囊202的一侧与轮胎内侧贴合，如图1所示，另一侧的预期的设计外形可以为平面，或是，如图6所示，向轮胎中心凸起的曲面。

需要说明的是，预设的轮胎内廓的鼓起程度决定了闭口气囊202的设计充气压力以及开口气囊201和填充材料300的设计外形。预设的轮胎内廓的鼓起程度需要通过仿真和实验确定。

综上所述，本发明实施例抑制汽车轮胎声腔共振的机理是，由于轮胎内廓不再是一个相对完整的圆，因此改变了胎内声腔系统构型，胎腔固有模态不再稳定存在。而普通的轮胎，滚动过程中声腔的形状不变，频谱稳定，在空腔噪声频率范围(200-250Hz)会出现比较高的峰值。但是异形内廓轮胎，由于滚动过程中声腔的形状一直在变化，所以频谱上不再出现突出的峰值。如果不考虑阻尼导致的能量耗散，胎内噪声的总能量可以认为是不变的，异形内廓轮胎将频谱中峰值频率处的能量，分散到一个宽的频率范围上，抑制了汽车轮胎声腔共振能量，使得峰值降低，声压级降低，达到降噪的目的。

因此，本发明实施例提出的用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎，通过改变了轮胎的内廓，将原有的规则圆形内廓变为异形内廓，进而在轮胎运行时产生变化的胎内空腔形状，导致打乱空腔共振频率及对轮辋的稳定激励，抑制稳定的空腔共振能量通过车轮、悬架等向车内传播。故其优点在于可以通过轮胎设计与制造直接获得异形内廓，且若通过附加结构达到要求所附加重量较小，成本较低，工作可靠性高。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于抑制汽车轮胎声腔共振的异形内廓轮胎，其特征在于，包括：

弹性气囊和/或填充材料；轮胎本体，所述轮胎本体的轮胎内侧沿周向局部或全部粘贴有所述弹性气囊和/或填充材料，以使得轮胎内廓局部具有鼓起和/或鼓起程度沿轮胎内廓周向呈变化趋势，使得在轮胎充气后，形成非圆形的异形内廓轮胎。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述弹性气囊或所述填充材料为多个，并且沿所述轮胎内廓轴向呈等间隔分布。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述弹性气囊或所述填充材料为多个，并且沿所述轮胎内廓轴向呈非均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述弹性气囊为单个，或者所述填充材料为连续但不等厚度的填充材料。

5.根据权利要求1-4任一项所述的轮胎，其特征在于，所述弹性气囊为具有弹性的有机高分子材料。

6.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，所述弹性气囊为开口气囊或闭口气囊。

7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述开口气囊填充有支撑材料。

8.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述闭口气囊的充气压力根据轮胎充气压力得到，以使得所述轮胎达到预设的目标外形。

9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，所述预设的目标外形为平面或向轮胎中心凸起的曲面。

10.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，所述闭口气囊的充气压力、所述开口气囊的设计外形和所述填充材料根据所述鼓起程度相关。