CN114734758B - 一种提高轮胎nvh的方法及轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高轮胎NVH的方法及轮胎，属于轮胎领域。包括中心部基部胶厚度B=C*α，α的取值大于0.3，且胎冠胶厚度A＞GD‑TWI；纵沟部基部胶厚度D=C*β，β的取值大于0.1，且沟底冠胶厚度d≥C‑GD‑D；胎肩部基部胶厚度E=B*γ，γ的取值为0.4‑0.6；中心部基部胶宽度L=TW*δ，δ的取值为0.6‑0.7；三角胶高度BFH与轮胎断面高度SH的比率满足：BFH/SH=20%±5%。本发明应用于轮胎方面，解决现有车厂对轮胎低噪音及测试周期要求越来越高的技术问题，在保证开发周期30天的基础上，不大幅增加预算成本的情况下，能够快速实现粗糙沥青路和水泥刻槽路NVH整体提升。

Description

一种提高轮胎NVH的方法及轮胎

技术领域

本发明属于轮胎领域，尤其涉及一种提高轮胎NVH的方法及轮胎。

背景技术

目前国内外汽车行业的竞争越来越激烈，作为OE配套的轮胎企业也面临越来越高的竞争与挑战。车厂为了新车型的快速上市抢占市场，对轮胎的性能和供货周期的要求也越来越高。一般国内车厂对轮胎性能要求的优先等级为：NVH、舒适性、干湿地刹车、操稳，同时要求每轮提供测试样胎的周期为30天左右。由此可见，NVH作为轮胎性能的第一否决项，其性能优劣和改善周期对OE配套至关重要。

NVH性能测试一般会分为3大部分：粗糙沥青路面、水泥刻槽路面、光滑沥青路面。其中，粗糙沥青路面和水泥刻槽路面的噪音可以由轮胎的结构进行调整，而光滑沥青路面噪音是由轮胎的花纹所决定，所以只能通过修改花纹或者重新设计花纹进行调整。

发明内容

本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

本发明提出一种提高轮胎NVH的方法及轮胎，解决了现有车厂对轮胎低噪音及测试周期要求越来越高的技术问题，具有在保证开发周期30天的基础上，不大幅增加预算成本的情况下，能够快速实现粗糙沥青路和水泥刻槽路NVH整体提升的特点。

本发明一方面公开了一种提高轮胎NVH的方法，通过调整轮胎的结构使之满足以下条件来提高轮胎NVH：

中心部基部胶厚度B＝C*α，C为胎面中心部胶总厚度，α的取值大于0.3，且胎冠胶厚度A＞GD-TWI，GD为中心部纵沟沟深，TWI为轮胎磨耗标识高度；

纵沟部基部胶厚度D＝C*β，β的取值大于0.1，且沟底冠胶厚度d≥C-GD-D；

胎肩部基部胶厚度E＝B*γ，γ的取值为0.4-0.6；

中心部基部胶宽度L＝TW*δ，TW为轮胎行驶面宽度，δ的取值为0.6-0.7；

三角胶高度BFH与轮胎断面高度SH的比率满足：BFH/SH＝20％±5％；

冠带层采用S型间隔式缠绕，间隔式冠带尾端与肩部冠带尾端距离Q不小于5mm，且间隔式冠带尾端与中心距离P要超过肩部第二纵沟。

在其中一些实施例中，冠带层采用S型间隔式缠绕，间隔距离M为2-5mm，冠带宽度N为10mm，肩部冠带宽度CEW为30-40mm。

在其中一些实施例中，所述中心部基部胶厚度B为4.0mm，所述胎冠胶厚度A为6.0mm；所述纵沟部基部胶厚度D为1.5mm，所述沟底冠胶厚度d为1.0mm；所述胎肩部基部胶厚度E为2.4mm；所述中心部基部胶宽度L为53mm。

在其中一些实施例中，胎面中心部胶总厚度C＝A+B＝GD+D+d。

在其中一些实施例中，所述胎面中心部胶总厚度C为10mm。

在其中一些实施例中，所述胎冠胶厚度A＝C-B。

在其中一些实施例中，所述轮胎的接地印痕为椭圆形，长度为151mm，宽度为160mm。

本发明另一方面提供一种轮胎，由上述任一项所述的提高轮胎NVH的方法调整轮胎的结构后得到。

在其中一些实施例中，对所述轮胎及基准胎在车速为60km/h下进行噪音测试，当测试频段为20-1000Hz，及测试频段为20-1500Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比均下降。

在其中一些实施例中，对所述轮胎及基准胎在车速为80km/h下进行噪音测试，

当测试频段为20-1000Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比下降；

当测试频段为20-1500Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比均上升1.0分贝以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种提高轮胎NVH的方法，通过6个设计要素的相互协同，在保证了较短的开发周期及不大幅增加预算成本的基础上，快速实现粗糙沥青路面、水泥刻槽路面共2种路面4种工况条件8个测试方位的NVH整体提升，并且同时对滚阻、舒适性、抗水漂等性能也得到显著的提升，满足了主机厂对轮胎性能和开发周期的要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的轮胎结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的冠带层结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的接地印痕结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。

本发明提供了一种提高轮胎NVH的方法，图1、2为根据本发明的轮胎及冠带层的结构示意图。参考图1、2所示，该方法包括通过调整轮胎的结构使之满足以下条件来提高轮胎NVH：

中心部基部胶厚度B＝C*α，C为胎面中心部胶总厚度，α的取值大于0.3，且胎冠胶厚度A＞GD-TWI，GD为中心部纵沟沟深，TWI为轮胎磨耗标识高度；传统对中心部基部胶厚度B进行设计时，对于UHP偏操控性的情况下，α＝0.1-0.2；对于HP/SUV偏舒适性的情况下，α＝0.2-0.3；其他情况大于0.3时，需要综合考虑磨耗性能，本发明技术方案限定了α的取值大于0.3，同时限定了胎冠胶厚度A＞GD-TWI，在改善轮胎NVH的同时，保证α的取值满足磨耗安全系数的。

纵沟部基部胶厚度D＝C*β，β的取值大于0.1，且沟底冠胶厚度d≥C-GD-D；传统对纵沟部基部胶厚度D进行设计时，对于UHP偏操控性的情况下，β＝0.02-0.05；对于HP/SUV偏舒适性的情况下，β＝0.05-0.10；其他情况大于0.1时，需要综合考虑使用过程中是否会发生沟裂的风险，本发明技术方案限定了β的取值大于0.1，同时限定了沟底冠胶厚度d≥C-GD-D，在改善轮胎NVH的同时，保证β的取值可以避免沟裂的风险。

胎肩部基部胶厚度E＝B*γ，γ的取值为0.4-0.6；现有设计存在在改善轮胎NVH的同时会导致胎肩部刚性减小，进而导致轮胎在高速行驶时操稳响应会明显滞后，同时肩部会因热量聚集不易散热，而可能出现高速爆胎的风险。该技术方案通过对胎肩部基部胶厚度的调整，解决了上述问题的发生。

中心部基部胶宽度L＝TW*δ，TW为轮胎行驶面宽度，δ的取值为0.6-0.7；

三角胶高度BFH与轮胎断面高度SH的比率满足：BFH/SH＝20％±5％；需要说明的是，胎侧部分的刚性要做到最优化的设计，不能太软，也不能太硬。太软的话，胎受到冲击后振动衰减不好，会有多余的余振，影响舒适性；太硬的话，冲击感生硬，振动会比较直接的传递到车内，影响NVH。本技术方案通过限定三角胶高度BFH与轮胎断面高度SH的比率克服了上述问题。

冠带层采用S型间隔式缠绕，间隔式冠带尾端与肩部冠带尾端距离Q不小于5mm，且间隔式冠带尾端与中心距离P要超过肩部第二纵沟。可选的，间隔距离M为2-5mm，冠带宽度N为10mm，肩部冠带宽度CEW为30-40mm。具体的，常规冠带层的设计方法为冠带层S型缠绕，采用此设计方法，轮胎在充气使用过程中，冠带层对中心部的束缚较大，导致轮胎中心部的整体刚性会相对较大，不利于整车行驶时的NVH以及舒适性，并且充气后中心部的膨胀量相对较小，会使轮胎的接地印痕形状出现中心部长度相对较短，同样不利于NVH和舒适性的改善。本发明技术方案冠带层同样采用S型缠绕方式，但是缠绕方法采用间隔式缠绕。间隔距离M＝2-5mm设计，冠带宽度N＝10mm，CEW＝30-40mm设计。为了保证轮胎肩部的刚性，间隔式冠带尾端与肩部冠带尾端距离Q需要满足Q≥5mm。同时间隔式冠带尾端与中心距离P要超过肩部第二纵沟。通过此设计方法，可以实现轮胎在充气后，中心部膨胀量较肩部更大，中心部接触地面时刚性减弱，对NVH和舒适性改善明显。

进一步的，所述轮胎的接地印痕为椭圆形，长度为151mm，宽度为160mm。如图3所示，该轮胎的接地印痕呈现中部长度增加，宽度略减，胎肩部花纹与路面的接触面积更小，并且轮胎接触面与路面沟槽形成一定角度，更有利于空气的释放，减少噪音，因中心部长度增加，其在湿地路面行驶时，抗水漂性能(Hydroplaning)也会更优。

需要说明的是，OE配套项目的难点在于，每次方案的提升和改善，都要在不降低其他的性能的前提下，针对弱项进行提升。因此会对传统的改善方案提出很多的限制条件，需要新的设计思路让多种设计要素相互协同，相互叠加，避免此消彼长的情况出现。本发明通过以上6个设计要素的相互协同，不需要重新设计开发新花纹，不需要重新制作新模具，在保证了较短的开发周期及不大幅增加预算成本的基础上，快速实现粗糙沥青路面、水泥刻槽路面共2种路面4种工况条件8个测试方位的NVH整体提升，并且同时对滚阻、舒适性、抗水漂等性能也得到显著的提升，满足了主机厂对轮胎性能和开发周期的要求。

优选的，所述中心部基部胶厚度B为4.0mm，所述胎冠胶厚度A为6.0mm；所述纵沟部基部胶厚度D为1.5mm，所述沟底冠胶厚度d为1.0mm；所述胎肩部基部胶厚度E为2.4mm；所述中心部基部胶宽度L为53mm。

进一步的，胎面中心部胶总厚度C＝A+B＝GD+D+d。可选的，所述胎面中心部胶总厚度C为10mm。可选的，所述胎冠胶厚度A＝C-B。

本发明另一方面提供一种轮胎，由上述任一项所述的提高轮胎NVH的方法调整轮胎的结构后得到。对所述轮胎及基准胎在车速为60km/h下进行噪音测试，当测试频段为20-1000Hz，及测试频段为20-1500Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比均下降。对所述轮胎及基准胎在车速为80km/h下进行噪音测试，当测试频段为20-1000Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比下降；当测试频段为20-1500Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比均上升1.0分贝以下。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种提高轮胎NVH的方法及轮胎，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1

通过对轮胎的结构进行调整，从而实现粗糙路和刻槽路的NVH全方位的提升。

如图1所示，胎冠胶厚度标识为A，基部胶厚度标识为B，胎面中心部胶总厚度标识为C，中心部纵沟沟深标识为GD，纵沟部基部胶厚标识为D，沟底冠胶厚度标识为d，胎肩部基部胶厚度标识为E，轮胎磨耗标识界限标识为TWI(高度为1.6mm)。胎面行驶面宽度标识为TW，中心部基部胶宽度标识为L。胎肩第二纵沟到中心部的宽度标识为GL。三角胶高度标识为BFH，轮胎断面高度标识为SH。

胎面胶厚C＝A+B＝GD+D+d＝10.0mm(GD＝Mold Skid Depth*0.96＝7.5mm；D+d＝2.5mm)

1.中心部基部胶厚B＝C*α(UHP偏操控性：α＝0.1-0.2；HP/SUV偏舒适性：α＝0.2-0.3；其他情况大于0.3时，需要综合考虑磨耗性能)

①原始设计方案：B’＝C*α＝10.0mm*0.25＝2.5mm

②改善设计方案：B＝C*α＝10.0mm*0.40＝4.0mm

改善方案磨耗性能验证：冠胶厚度A＝C-B＝6.0mm，安全冠胶厚度A’＝GD-TWI＝7.5mm-1.6mm＝5.9mm，只要满足A＞A’，说明α的取值是满足磨耗安全系数的。

2.纵沟部基部胶厚D＝C*β(UHP偏操控性：β＝0.02-0.05；HP/SUV偏舒适性：β＝0.05-0.10；其他情况大于0.1时，需要综合考虑使用过程中是否会发生沟裂的风险)

①原始设计方案：D’＝C*β＝10.0mm*0.10＝1.0mm

②改善设计方案：D＝C*β＝10.0mm*0.15＝1.5mm

沟裂风险验证：沟底冠胶厚度d＝C-GD-D＝10.0-7.5-1.5＝1.0mm，只要满足d≥1.0mm可以避免沟裂的风险。

3.胎肩部基部胶厚E＝B*γ(常规设计：γ＝0.8-1.0，且需要保证E≤2.5mm来保持胎肩部位的刚性。胎肩部刚性越小，轮胎在高速行驶时操稳响应会明显滞后，同时肩部会因热量聚集不易散热，而可能出现高速爆胎的风险。改善设计：γ＝0.4-0.6)

①原始设计方案：E’＝B’*γ＝2.5mm*0.8＝2.0mm

②改善设计方案：E＝B*γ＝4.0mm*0.6＝2.4mm

4.中心部基部胶宽度L＝TW*δ(TW：轮胎行驶面宽度。常规设计δ＝0.8-1.0，且需要保证L＞GL，“GL”为胎肩第二纵沟到中心部的宽度。改善设计δ＝0.6-0.7)

①原始设计方案：L’＝TW*δ＝78mm*1.0＝78mm

②改善设计方案：L＝TW*δ＝78mm*0.68＝53mm

5.胎侧部分的刚性要做到最优化的设计，不能太软，也不能太硬。太软的话，胎受到冲击后振动衰减不好，会有多余的余振，影响舒适性；太硬的话，冲击感生硬，振动会比较直接的传递到车内，影响NVH。

影响胎侧部分刚性的主要半部件为三角胶，经过测试验证，三角胶高度(BFH)与轮胎断面高度(SH)最优化的比率设计：BFH/SH＝20％±5％

6.冠带层缠绕方式调整改善：

如图2所示，冠带层缠绕间隔标识为M，冠带层宽度标识为N，间隔式冠带尾端与中心距离标识为P，间隔式冠带尾端与肩部冠带尾端距离标识为Q，肩部冠带宽度标识为CEW。

常规设计方法：冠带层S型缠绕。采用此设计方法，轮胎在充气使用过程中，冠带层对中心部的束缚较大，导致轮胎中心部的整体刚性会相对较大，不利于整车行驶时的NVH以及舒适性；并且充气后中心部的膨胀量相对较小，会使轮胎的接地印痕形状出现中心部长度相对较短，同样不利于NVH和舒适性的改善。

改善设计方法：冠带层同样采用S型缠绕方式，但是缠绕方法采用间隔式缠绕。

间隔距离M＝2-5mm设计，冠带宽度N＝10mm，CEW＝30-40mm设计。为了保证轮胎肩部的刚性，间隔式冠带尾端与肩部冠带尾端距离Q需要满足Q≥5mm。同时间隔式冠带尾端与中心距离P要超过肩部第二纵沟。

通过此设计方法，可以实现轮胎在充气后，中心部膨胀量较肩部更大，中心部接触地面时刚性减弱，对NVH和舒适性改善明显；如图3所示，同时接地印痕也会呈现中部长度增加，宽度略减。胎肩部花纹与路面的接触面积更小，并且轮胎接触面与路面沟槽形成一定角度，更有利于空气的释放，减少噪音；因中心部长度增加，其在湿地路面行驶时，抗水漂性能(Hydroplaning)也会更优。具体的，接地印痕的调整大小按表1所示。

表1接地印痕的调整前后尺寸

项目	原始胎	改善胎	差距
				长度L(mm)	143	151	8
宽度W(mm)	163	160	-3

性能测试

对原始胎及改善后的轮胎进行滚阻及NVH实车测试测试，结果如表2、3、4、5、6所示。

表2滚阻测试对比数据

测试项目	原始胎	改善胎
			滚阻系数RRc(N/kN)	7.11	6.88

表3原始胎粗糙沥青路实车测试数据

表4改善后的轮胎粗糙沥青路实车测试数据

表5原始胎水泥刻槽路实车测试数据

表6改善后的轮胎水泥刻槽路实车测试数据

由上述结果可以发现，本发明通过以上6个设计要素的相互协同，在保证了较短的开发周期及不大幅增加预算成本的基础上，快速实现粗糙沥青路面、水泥刻槽路面共2种路面4种工况条件8个测试方位的NVH整体提升，并且同时对滚阻、舒适性、抗水漂等性能也得到显著的提升，满足了主机厂对轮胎性能和开发周期的要求。

Claims (10)

1.一种提高轮胎NVH的方法，其特征在于，通过调整轮胎的结构使之满足以下条件来提高轮胎NVH：

中心部基部胶厚度B=C*α，C为胎面中心部胶总厚度，α的取值大于0.3，且胎冠胶厚度A＞GD-TWI，GD为中心部纵沟沟深，TWI为轮胎磨耗标识高度；

纵沟部基部胶厚度D=C*β，β的取值大于0.1，且沟底冠胶厚度d≥C-GD-D；

胎肩部基部胶厚度E=B*γ，γ的取值为0.4-0.6；

中心部基部胶宽度L=TW*δ，TW为轮胎行驶面宽度，δ的取值为0.6-0.7；

三角胶高度BFH与轮胎断面高度SH的比率满足：BFH/SH=20%±5%；

冠带层包括采用S型间隔式缠绕的间隔式冠带层和肩部冠带层，所述间隔式冠带层包括中间间隔式冠带和分别位于所述中间间隔式冠带两端部的肩部间隔式冠带，所述肩部间隔式冠带的轴向内端与所述肩部冠带层的轴向内端的距离Q不小于5 mm，所述肩部间隔式冠带的轴向内端与中心距离P超过最靠近肩部的纵沟。

2.根据权利要求1所述的提高轮胎NVH的方法，其特征在于，所述中间间隔式冠带的宽度N为10 mm，间隔距离M为2-5 mm，所述肩部冠带层的宽度CEW为30-40 mm。

3.根据权利要求1所述的提高轮胎NVH的方法，其特征在于，所述中心部基部胶厚度B为4.0 mm，所述胎冠胶厚度A为6.0 mm；所述纵沟部基部胶厚度D为1.5 mm，所述沟底冠胶厚度d为1.0 mm；所述胎肩部基部胶厚度E为2.4 mm；所述中心部基部胶宽度L为53 mm。

4.根据权利要求1所述的提高轮胎NVH的方法，其特征在于，胎面中心部胶总厚度C=A+B=GD+D+d。

5.根据权利要求1所述的提高轮胎NVH的方法，其特征在于，所述胎面中心部胶总厚度C为10 mm。

6.根据权利要求1所述的提高轮胎NVH的方法，其特征在于，所述胎冠胶厚度A=C-B。

7.根据权利要求1所述的提高轮胎NVH的方法，其特征在于，所述轮胎的接地印痕为椭圆形，长度为151 mm，宽度为160 mm。

8.一种轮胎，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的提高轮胎NVH的方法调整轮胎的结构后得到。

9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，对所述轮胎及基准胎在车速为60 km/h下进行噪音测试，当测试频段为20-1000 Hz，及测试频段为20-1500 Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比均下降。

10.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，对所述轮胎及基准胎在车速为80 km/h下进行噪音测试，

当测试频段为20-1000 Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比下降；

当测试频段为20-1500 Hz时，所述轮胎的噪音值与所述基准胎的噪音值相比均上升1.0分贝以下。