EA018996B1 - Устройство подавления шума для протектора шины - Google Patents

Abstract

Предложена шина, имеющая протектор (1), содержащий по меньшей мере две канавки (2, 3), расположенные в основном по окружности, множество поперечных канавок (6), причем каждая поперечная канавка заканчивается отверстиями (62, 63) в две окружные канавки, при этом окружные и поперечные канавки имеют соответствующие поперечные сечения для обеспечения при езде потока жидкости, присутствующей на поверхности дороги, множество закрывающих устройств (7), расположенных в этих канавках, при этом каждое закрывающее устройство закрывает, по меньшей мере, частично поперечное сечение канавки и каждое закрывающее устройство (7) ограничивает одним концом (62, 63) поперечной канавки (6) длину LR канавки, составляющую от половины до трех четвертей длины окружной канавки в соприкосновении, причем длина измерена при номинальных условиях нагрузки и давления, при этом шина характеризуется тем, что каждое закрывающее устройство (7) выполнено с возможностью изгибания и открытия сечения канавки, в которой оно расположено, под действием потока жидкости, чтобы позволить жидкости течь при езде по покрытой водой поверхности дороги.

Description

Изобретение относится к области протекторов шин, в частности к рельефам протекторов.

Для достижения необходимой эффективности управляемости на дороге и сцепления известной практикой является выполнение протектора шины с множеством канавок в основном окружной (или продольной) ориентации. Канавка ограничена направленными друг к другу стенками, находящимися друг от друга на расстоянии, по меньшей мере, превышающем 2 мм, причем эти стенки могут быть плоскими или волнистыми или зигзагообразными. Боковые стенки соединены нижней стенкой. При езде канавка закрыта посредством соприкосновения с поверхностью дороги, и образуются два конца, позволяющие жидкости проходить внутри канавки.

Было обнаружено, что на некоторых скоростях езды поток воздуха в окружных канавках может образовывать резонансный шум, который увеличивает воспринимаемый уровень шума. Известной практикой является расположение в этих канавках чего-то вроде ворот, которые уменьшают длину резонансной трубы в соприкосновении с поверхностью дороги.

Несмотря на то, что это устройство является эффективным, эти элементы могут, тем не менее, заметно прервать потоки жидкости в канавке при езде по покрытой водой поверхности.

Одной задачей изобретения является создание рельефа протектора для шины, который значительно уменьшая шум, связанный с резонансами столбов воздуха в окружных канавках, в то же время не прерывает поток жидкости.

Для этого шина согласно изобретению предусмотрена с протектором, содержащим по меньшей мере две канавки в основном окружной ориентации и множество поперечных канавок в основном поперечной ориентации, причем каждая поперечная канавка заканчивается двумя отверстиями в две окружные канавки. Окружные и поперечные канавки имеют соответствующие поперечные сечения для обеспечения при езде потока жидкости, присутствующей на поверхности дороги. Протектор содержит множество закрывающих устройств, расположенных в этих канавках, причем каждое закрывающее устройство закрывает, по меньшей мере, частично поперечное сечение канавки, при этом каждое закрывающее устройство выполнено с возможностью изгибания и открывания сечения канавки, в которой оно расположено, только под действием потока жидкости при езде по покрытой водой поверхности. На протекторе шины образовано множество резонаторов для ослабления шума, образуемого в окружной канавке. Шина характеризуется тем, что каждый резонатор образован по меньшей мере в одной поперечной канавке и содержит отверстие в окружную канавку, причем это отверстие соответствует одному из отверстий поперечной канавки. Каждый резонатор имеет длину ЬК, лежащую в диапазоне от половины до трех четвертей длины окружной канавки в соприкосновении, при этом длина измерена при номинальных условиях нагрузки и давления. Более того, каждый резонатор имеет по меньшей мере одно другое отверстие, закрытое одним из упомянутых закрывающих устройств.

Благодаря этому протектору и присутствию закрывающих устройств, выполненных с возможностью создания длины канавки, которая открыта только у одного конца в окружную канавку, можно создать множество четвертьволновых резонаторов или резонаторов Гельмгольца для ослабления резонансного шума воздуха, перемещающегося в окружной канавке. Длина ЬК четвертьволнового резонатора получена умножением длины окружной канавки в соприкосновении на коэффициент, по меньшей мере, равный 0,5, и, самое большее, равный 0,75. Этот протектор сохраняет всю эффективность протектора без закрывающих устройств для закрывания канавок при езде по покрытой водой поверхности дороги, поскольку закрывающие устройства выполнены с возможностью изгибания под действием давления воды, текущей в канавках, и это изгибание позволяет восстанавливать большую часть общего сечения канавок.

Для получения удовлетворительной эффективности рекомендуется, чтобы каждое закрывающее устройство занимало по меньшей мере 50% поперечного сечения канавки, в которой оно расположено и более предпочтительно 70% упомянутого сечения.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одно из закрывающих устройств расположено в поперечной канавке так, чтобы ограничивать в поперечной канавке длину ЬК канавки с одним из концов этой канавки, для образования резонатора, полностью содержащегося в поперечной канавке, причем длина ЬК лежит в диапазоне от половины до трех четвертей длины окружной канавки в соприкосновении, когда шина накачана до ее номинального давления надувания и несет ее номинальную нагрузку (эти величины определены исключительно посредством Американской Ассоциации Шин и Ободов (Т11С Т1ге апб К1ш ΛδδοοίαΙίοη οί Ашепса (ТКА)) или Европейской Технической Организацией по Шинам и Ободам (Еигореап Туге апб Ктш Тес1илса1 Огдапщайоп (ЕТКТО))).

В другом предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере два закрывающих устройства расположены в одной и той же окружной канавке, причем оба устройства расположены в окружном направлении на каждой стороне одного конца (отверстия) поперечной канавки, чтобы ограничивать с поперечной канавкой длину ЬК канавки между одним из закрывающих устройств и другим концом (отверстием) поперечной канавки для образования резонатора.

Естественно, специалисты в данной области техники могут объединить два предпочтительных варианта осуществления, изложенных в предыдущих абзацах, посредством расположения закрывающих устройств как в поперечных канавках, так и в окружных канавках.

Другие признаки и преимущества изобретения будут понятны из нижеследующего описания, при

- 1 018996 веденного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых в качестве неограничивающих примеров изображены варианты осуществления объекта изобретения.

На чертежах:

фиг. 1А - частичный вид в плане первого варианта протектора согласно изобретению;

фиг. 1В - частичный вид в плане того же протектора, как показанный на фиг. 1А, при езде по покрытой водой поверхности дороги;

фиг. 2А - частичный вид в разрезе по линии П-П с фиг. 1А;

фиг. 2В - частичный вид в разрезе по линии П-П с фиг. 1В;

фиг. 3 - второй вариант протектора согласно изобретению;

фиг. 4 - третий вариант протектора согласно изобретению;

фиг. 5 - четвертый вариант протектора согласно изобретению;

фиг. 6 - пятый вариант протектора согласно изобретению;

фиг. 7 - сравнение сигналов шума, вычисленных для контрольной шины и шины согласно изобретению; и фиг. 8 - рисунок протектора шины согласно изобретению, для которого были вычислены сигналы шума, изображенные на фиг. 7.

Для более простого изучения чертежей и соответствующего описания на чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены структурные или функциональные элементы, которые являются идентичными независимо от рассматриваемой альтернативной формы варианта осуществления.

На фиг. 1А и 1В показан вид беговой поверхности части первого варианта протектора 1 согласно изобретению, выполненного с возможностью установки на шину для пассажирского транспортного средства. Размеры шины составляют 255/40 К.19. На этих видах изображены две окружные канавки 2, 3, каждая из которых ограничена окружным непрерывным ребром 4 и рядом блоков 5. Блоки 5 отделены по окружности друг от друга поперечными канавками 6, которые являются наклонными, то есть образующими ненулевой угол с окружным направлением, обозначенным на чертежах направлением С.

Окружные канавки 2, 3 имеют среднюю ширину 10 мм и глубину 8 мм. Поперечные канавки 6 имеют среднюю ширину 3 мм и глубину 7 мм.

Каждая поперечная канавка 6 ведет в две окружные канавки 2, 3 через два конца (или отверстия), соответственно 62, 63.

В каждой поперечной канавке 6 может быть различена полоса 7, выполняющая функцию закрывающего устройства, расположенного довольно близко к концу 62 поперечной канавки, открывающейся в продольную канавку 2, функция этого устройства заключается в ограничении длины ЬК канавки до другого конца 63 этой же поперечной канавки. Следовательно, поперечные канавки 6 имеют длину ЬТ, превышающую длину ЬК. В настоящем случае длина ЬТ равна 80 мм, а длина ЬК равна 70 мм.

При номинальных условиях использования, а именно при давлении накачивания 2,5 бар и поддерживаемой нагрузке 670 даН, средняя длина окружной канавки равна 120 мм.

На фиг. 1А изображены закрывающие устройства в поднятом положении, предотвращающем циркуляцию воздуха в поперечных канавках 6: это закрывающее устройство может быть видно на фиг. 2А, на которой изображена в разрезе, взятом по линии ΙΙΑ-ΙΙΑ, поперечная канавка 6 вблизи от этого устройства. Из этой фиг. 2А видно, что закрывающее устройство образовано полосой 7, выполненной из гибкого резинового материала, присоединенной ее основанием 71 к нижней части поперечной канавки 61 и проходящей за высоту Н, в настоящем случае равную 90% глубины Р поперечной канавки. Более того, полоса 7 занимает, по существу, всю ширину поперечной канавки 6, учитывая зазор, позволяющий полосе 7 изгибаться в поперечной канавке, как показано на фиг. 2В. В этом случае полоса 7 занимает почти 80% поперечного сечения канавки 6.

В случае качения по сухой поверхности существует только поток воздуха под низким давлением внутри продольных канавок, и это низкое давление не является достаточным для того, чтобы вызвать изгибание полос. Следовательно, можно создать полость, имеющую соответствующую длину, выполняющую функцию резонатора для ослабления резонансного шума воздуха, текущего в окружной канавке. Длина ЬК этого резонатора определена как функция длины в соприкосновении продольной канавки, в которую открывается резонатор.

На фиг. 1В изображена эта же часть протектора при езде по покрытой водой поверхности: в этом случае давление воды является достаточным для загибания полос 7 в поперечных канавках. Стрелками Р обозначен поток воды, который может проходить в поперечные канавки 6.

На фиг. 2В изображен разрез, взятый по линии ΙΙΒ-ΙΙΒ, этой же поперечной канавки 6, когда шина едет по покрытой водой поверхности (это представление соответствует проходу в соприкосновении с поверхностью). В этом случае давление, оказываемое водой, которая течет в продольных канавках 2, 3 и которая достигает поперечных канавок 6, является достаточным для загибания гибких полос 7. В этом случае очень существенно увеличивается эффективное сечение канавки для обеспечения потока воды (пунктирными линиями изображена полоса в ее незагнутом положении). Следовательно, поскольку вода может течь во всех канавках, включая поперечные канавки, можно сохранять эффективность езды по покрытой водой поверхности с удовлетворительным уровнем для пользователя. Благодаря эластичности

- 2 018996 и гибкости полосы и материала, из которого она выполнена, когда давление опускается ниже заданного предела (соответствующего возвращению к езде по сухой поверхности), закрывающие устройства возвращаются в их исходное положение и закрывают поперечные канавки.

Каждая полоса 7 материала отлита с шиной и имеет толщину, которая является соответствующей для изгибания под действием потока воды при езде по покрытой водой поверхности дороги. Более того, эти полосы 7 прикреплены их основанием 71 к нижней части 61 поперечных канавок 6 и проходят наружу вблизи от стенок блоков для закрывания поперечной канавки настолько, насколько это возможно. Для шины, предназначенной для пассажирского транспортного средства, толщина каждой полосы находится в диапазоне от 0,1 до 2,0 мм включительно. Предпочтительно процент закрытия канавки каждой полосой составляет по меньшей мере 50% площади сечения канавки и еще более предпочтительно по меньшей мере 70%.

На фиг. 3 показан второй вариант протектора согласно изобретению, в котором полосы 7, образующие закрывающие устройства, расположены, по существу, в середине поперечных канавок 6, которые являются наклонными и образуют угол 45° с окружным направлением С, причем каждая полоса 7 ограничивает длину ЬК канавки до каждого конца 62, 63 поперечной канавки, в которой она расположена. Следовательно, поперечные канавки 6 имеют длину ЬТ, равную двум ЬК. Как и в предыдущем примере (и для всех других примеров, приведенных здесь) длина ЬК определена как функция длины окружной канавки в области соприкосновения с поверхностью для получения эффекта резонатора для этой окружной канавки.

Резонаторы, выполненные таким образом, являются активными для двух окружных канавок на каждой стороне блоков.

На фиг. 4 изображен третий вариант изобретения. В этом варианте ряд блоков 5, отделенных друг от друга в окружном направлении С поперечными канавками 6, ограничен в осевом направлении на каждой стороне первой окружной канавкой 2 и второй окружной канавкой 3.

Согласно этому варианту каждое закрывающее устройство для образования резонатора состоит из первой полосы 7 и второй полосы 7', причем эти две полосы расположены в одной и той же канавке 2. В этом случае первая полоса 7 расположена вблизи от одного из концов 62 поперечной канавки 6, причем эта первая полоса не загораживает поперечную канавку, и вторая полоса 7' расположена в этой же окружной канавке 2 на расстоянии Ь1 от первой полосы 7, причем это расстояние Ь1 определено так, что сумма длин Ь1 и длины ЬТ поперечной канавки 6 равна соответствующей длине ЬК резонатора, используемого для ослабления резонансного шума второй окружной канавки 3, расположенной в осевом направлении на другой стороне ряда блоков 5. Конечно, в этом варианте окружной размер блоков 5 должен быть соответствующим для создания достаточного пространства между двумя полосами 7, 7' для того, чтобы эти полосы изгибались при езде по покрытой водой поверхности.

Четвертый вариант, показанный на фиг. 5, является, по существу, эквивалентным третьему варианту с фиг. 4: разница заключается в факте того, что окружная длина ЬС блоков 5 такова, что сумма поперечного размера ЬТ и окружного размера ЬС блока равна длине ЬК резонатора для окружной канавки. В этом четвертом варианте каждая полоса 7 расположена в канавке 2 так, чтобы быть на одной линии со стенкой, ограничивающей поперечную канавку. Одна и та же полоса 7 способствует образованию двух резонаторов.

На фиг. 6 изображен пятый вариант изобретения, согласно которому для ослабления резонансного шума двух окружных канавок 2, 3, расположенных на каждой стороне ряда блоков 5, отделенных друг от друга поперечными канавками 6, полосы 7 расположены в поперечных канавках 6 так, что полосы 7 являются эффективными для одной окружной канавки или для другой. Одна полоса 72 расположена в поперечной канавке 6 вблизи от одного конца 62 канавки 6, открывающегося в окружную канавку 2; одна полоса 73 расположена вблизи от другого конца 63, открывающегося в окружную канавку 3. Полоса 72, расположенная вблизи от конца 62, ограничивает длину ЬК резонатора, ослабляющего резонансный шум в окружной канавке 3. Полоса 73, расположенная вблизи от конца 63, ограничивает длину ЬК резонатора, ослабляющего резонансный шум в окружной канавке 2. На фиг. 6 полосы 72 и 73 изображены сплошными линиями в закрытой конфигурации канавок и пунктирными линиями в открытой конфигурации канавок под действием потока воды при езде по покрытой водой поверхности.

Фиг. 7 представляет собой сравнение шума, издаваемого шиной из противопоставленного материала и шиной согласно изобретению, имеющей такую же конструкцию протектора, как у шины из противопоставленного материала, и предусмотренного с множеством устройств для ослабления резонансного шума в окружных канавках, конструкция рельефа которого изображена на фиг. 8. Из фиг. 8 видно, что протектор предусмотрен с двумя окружными канавками 3 в средней части и с одной окружной канавкой 2 между каждой канавкой 3 средней части и крайней частью протектора. Каждая пара окружных канавок ограничивает ряд, который сам по себе предусмотрен с наклонными канавками 6. Окружные канавки 2 предусмотрены с полосами 7, выполняющими функцию закрывающего устройства для окружных канавок 2 и образующими с каждой наклонной канавкой резонатор для ослабления шума при езде по сухой поверхности дороги (расположение полос 7 подобно тому, которое изображено в варианте с фиг. 5). Между шиной согласно изобретению (100,3 дБА (децибелы, отсчитываемые относительно контрольного

- 3 018996 уровня шумов)) и контрольной шиной (102,6 дБА) обнаружено общее уменьшение издаваемого шума порядка 2,3 дБА. На фиг. 7, на которой изображены записи издаваемого шума (на оси X показана частота в Гц, а на оси у показан уровень шума в дБА), заметно существенное ослабление между контрольной шиной (кривая С1) и шиной согласно изобретению (кривая С2) на уровнях частот, превышающих 800 Гц.

Изобретение не ограничено описанными и представленными примерами, и могут быть выполнены различные его модификации без отхода от его контекста. Можно заметить, что полосы, выполняющие функцию закрывающего устройства, могут быть отлиты из материала, подобного материалу протектора, во время отливания протектора или из другого материала, который может быть установлен на протектор во время или после изготовления.

Claims (8)

1. Шина, имеющая протектор (1), содержащий по меньшей мере две канавки (2, 3), расположенные в основном по окружности, множество поперечных канавок (6), причем по меньшей мере одно множество поперечных канавок заканчивается отверстиями (62, 63) в эти две окружные канавки, при этом окружные и поперечные канавки имеют соответствующие поперечные сечения для обеспечения при езде потока жидкости, присутствующей на поверхности дороги, причем одна из этих окружных канавок содержит множество закрывающих устройств (7), а другая из этих окружных канавок полностью лишена каких-либо закрывающих устройств, при этом каждое закрывающее устройство закрывает, по меньшей мере, частично поперечное сечение окружной канавки, и каждое закрывающее устройство (7) выполнено с возможностью изгибания и открывания секции окружной канавки, в которой оно расположено, только под действием потока жидкости при езде по покрытой водой поверхности дороги, отличающаяся тем, что закрывающие устройства (7) расположены таким образом, чтобы ограничивать с каждой поперечной канавкой резонатор длины ЕЕ между одним из закрывающих устройств и отверстием поперечной канавки, открывающимся в окружную канавку, лишенную закрывающих устройств, для уменьшения шума, связанного с резонансами столбов воздуха в окружных канавках, при этом каждый резонатор имеет длину ЕЕ, составляющую от половины до трех четвертей длины окружной канавки в соприкосновении, причем длина измерена при номинальных условиях нагрузки и давления.

2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что между двумя последующими отверстиями поперечных канавок в окружной канавке, предусмотренной с закрывающими устройствами (7), образованы два закрывающих устройства (7).

3. Шина по п.1, отличающаяся тем, что между двумя последующими отверстиями поперечных канавок в окружной канавке, предусмотренной с закрывающими устройствами (7), образовано единственное закрывающее устройство (7).

4. Шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что каждое закрывающее устройство (7) занимает по меньшей мере 70% поперечного сечения канавки, в которой оно расположено.

5. Шина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что каждое закрывающее устройство (7) образовано полосой, выполненной из гибкого материала соответствующей толщины для обеспечения посредством изгибания открывания сечения канавки, в которой она расположена, причем упомянутая полоса прикреплена у ее основания (71) к нижней части канавки.

6. Шина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что каждое закрывающее устройство (7) образовано двумя полосами, выполненными из гибкого материала, причем каждая полоса прикреплена к стенке, ограничивающей канавку.

7. Шина по п.5 или 6, отличающаяся тем, что каждая полоса проходит от нижней части канавки за высоту, по меньшей мере равную 50% глубины Р поперечной канавки.

8. Шина по п.7, отличающаяся тем, что каждая полоса проходит от нижней части канавки за высоту, по меньшей мере равную 70% глубины Р поперечной канавки.