[发明专利]一种降噪轮胎花纹沟槽

说明书

技术领域

 本发明涉及一种降噪轮胎花纹沟槽，它是采用特殊的轮胎花纹结构设计，利用橡胶作为一种消声材料，借鉴消声原理，利用消能法消耗声能，降低由于花纹泵浦、气柱共鸣而产生的噪声，属于轮胎结构设计技术。

背景技术

轮胎在一定速度条件下会产生噪声，这种噪声一般被分为两种形式出现：一种是轮胎直接辐射出来的噪声，称为直接噪声。另外一种轮胎直接或间接成为激振源，振动传递至车内成为车内噪声，被称为间接噪声。高速行驶的轮胎其直接噪声占据汽车噪声比重较大，故对轮胎噪声来说，一般指的是直接噪声产生的影响，直接噪声又可分为花纹噪声和轮胎振动噪声。

轮胎花纹噪声主要由于轮胎与地面接触时，胎面花纹沟槽容积发生变化，导致空气被挤出或被吸入空气流速变化而产生的噪声，主要分为以下几部分：

（1）泵浦噪声，1971年Hayden首次提出空气泵浦原理，指出空气泵是横向花纹轮胎的主要噪声机理。当轮胎接触地面时，由于载荷的作用使得胎面花纹受到路面的挤压，导致花纹沟槽被压缩，沟槽内的空气由于沟槽容积的变化而产生压力的变化，使得槽内气体压力与槽外气体产生压力差，空气会被挤出；当轮胎离开地面时，花纹沟槽失去载荷作用而产生松弛，花纹沟槽容积变大，同理沟槽内外压力出现压力差，空气被吸入槽内，这种气流的挤出与吸入，形成了气流噪声。轮胎泵浦噪声的大小与瞬间空气体积流的流量直接相关，单位时间内，体积流的流量越大，空气泵浦噪声也会越大。

（2）气柱共鸣噪声，轮胎接触地面时，胎面花纹沟槽与路面组成半封闭管腔结构，气流进入管腔内在某些频率会发生共鸣现象。

（3）空气紊流噪声，轮胎以一定速度滚动，轮胎周围就会产生空气乱流现象，引起空气压力变化，诱发一定的噪声。

轮胎振动噪声：充气轮胎是一种弹性体，因此轮胎滚动时，由于地面的不平会产生振动，这种振动就会向外辐射振动噪声。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的缺陷，提供一种基于声波在管腔中传播的原理以及消声器的设计原理，进行特殊结构设计的降噪轮胎花纹沟槽。

本发明的技术方案是：一种降噪轮胎花纹沟槽，包括轮胎体，轮胎体上有花纹沟槽，花纹沟槽包括槽壁和槽底，特点是，在花纹沟槽内设有凸凹状阻尼结构。

所述的凸凹状阻尼结构既可以设在花纹沟槽的槽壁上，也可以设在花纹沟槽的槽底里，或者在槽壁及槽底内都设置有凸凹状阻尼结构。

本发明的凸凹状阻尼结构可以有多种结构形式，如：

1、凸点状结构：在花纹沟槽的底部、侧壁区域采用整体或部分分布的凸点状结构设计，凸点状结构可采用圆锥形、柱状、锥与柱结合形、方形等等，目的是能够提高花纹沟的粘滞阻尼作用，气流通过时起到声波的发散、反射及阻尼作用，同时凸点状结构在气流通过时会发生形状变形，产生摆振，再加上轮胎体橡胶材料的特性阻抗与橡胶材料的滞后作用，可以起到很好地吸收能量的作用。

2、凹点状结构：在花纹沟槽的底部、侧壁区域采用整体或部分分布的凹点状结构设计，凹点状结构与上述的凸点状结构基本相似，可采用圆锥形、柱状、锥与柱结合形、方形等等，目的是提高花纹沟的粘滞阻尼作用，气流通过凹点状结构时加大了对气流的粘滞作用，起到了滤波与谐振作用，从而降低气流速度，消耗声能，降低噪声。

3、凸状肋条结构及凹状肋条结构：在花纹沟槽的底部、侧壁区域添加凸状肋条结构或凹状肋条结构。凸状肋条结构也称翼状结构，是呈渐变厚度变化的片状结构，片状结构的边缘可以是直线形的或弧形的，形状为平直状的或锯齿状的，或者是几种形状的组合形式等等；凹状肋条结构的剖面可选择半圆、三角形、梯形、梯形加圆角、方形加半圆等等。凸凹状肋条结构的作用：一是提高空气与橡胶轮胎体（花纹沟槽）的接触面积，另外使得花纹沟槽形成多腔结构，提高沟槽对气流的粘滞作用，降低气流在沟槽内的流速，改变气流在沟槽内的流动方式，降低槽口气流速度，消耗声能，减少花纹泵浦声辐射。

上述几种凸凹状阻尼结构可以单独设置在花纹沟槽内，也可以采用几种结构组合的混合设计，其作用都是提高花纹沟的粘滞阻尼、滤波与谐振作用，改变气流在沟槽内的流动，降低气流速度，消耗声能，降低噪声。本发明的这种特殊花纹沟槽设计，可以分别或者同时在花纹纵沟及横沟上使用，具体设计时需要兼顾考虑再生噪声的影响，能量的转移需兼顾滚动阻力。