[发明专利]一种非光滑表面结构的非充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及汽车领域或者轮胎领域，特别涉及一种非光滑表面结构的非充气轮胎。

背景技术

当汽车行驶速度超过70km/h时，轮胎噪声成为主要交通噪声源。特别是在当今新能源汽车发展的大趋势下，随着汽车发动机噪声的减少，轮胎噪声对整车噪声的影响变得日益突出。依据噪声产生机理，轮胎噪声可分为振动噪声和气动噪声。最近有企业和学者提出了采用聚氨酯等材料制造的，开放辐板结构的非充气轮胎，例如米其林的Tweel轮胎(专利CNCN1545454)、普利司通非充气轮胎(专利CNCN103874589A)等等。这些非充气轮胎具有防爆胎、免维护、轻量化、舒适性好、滚动阻力小等优点，然而其开放式的辐板结构会导致高速气流经过辐板之间的开放腔体时引起的气动噪声比充气轮胎更加严重。Yoo S,Uddin M S,Heo H等学者的文献”Thermoviscoelastic modeling of a nonpneumatic tire with a lattice spoke”指出，这些柔性辐板在工作过程中的变形会大量生热，严重依赖空气流动散热，因此采用加装隔音罩等附加结构降噪的手段会造成非充气轮胎散热困难，同时增加车轮重量。目前还没有一种十分有效的方法来解决非充气轮胎的气动噪声问题。

很多种鸮(猫头鹰)具有静音飞行的能力，它们的翅膀羽毛对此起到了重要作用。研究结果表明，鸮翅膀上的锯齿边缘、条纹状凸起和沟槽结构能够控制其表面湍流边界层的压力波动，抑制分离现象产生，从而减少湍流涡的强度和涡量，进而减少涡声的产生。这种表面结构可以作为降低非充气轮胎的气动噪声的有效途径。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种非光滑表面结构的非充气轮胎，可以不增加隔音罩等附属装置的前提下，减小高速旋转时非充气轮胎产生的气动噪声，同时不显著增加车轮重量，不牺牲轮胎其他诸如承载、抓地、散热等性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种非光滑表面结构的非充气轮胎，包括外侧环形带、内侧环形带和辐板；所述外侧环形带和内侧环形带通过若干辐板连接；若干所述辐板将所述外侧环形带和内侧环形带之间的区域分割成若干个腔体，所述腔体沿轮胎轴向两端敞开；若干个所述腔体的内表面和端面、外侧环形带端面均布置非光滑结构，用于降低空气动力学噪声。

进一步，所述腔体内表面的所述非光滑结构为并排设置的多条凸起于所述内表面的连续条纹或凹陷于所述内表面的连续沟槽。

进一步，所述连续条纹或连续沟槽的延伸方向为沿垂直于车轮旋转轴的方向。

进一步，所述条纹或沟槽的截面形状为三角形或者矩形或者梯形；所述条纹或沟槽与所述外侧环形带的内侧面、内侧环形带的外侧面和辐板的外表面圆弧过渡。

进一步，所述条纹或沟槽的最大宽度为0.5～5mm；所述条纹或沟槽的高度或深度为其宽度的1～2倍；连续的所述条纹或沟槽的排列间距为其宽度的1.5～3倍。

进一步，所述腔体内表面的所述非光滑结构为凸出于腔体内表面的若干个离散的凸台或凹陷于腔体内表面的若干个离散的凹坑。

进一步，所述凸台或者凹坑截面形状为球冠形或圆柱与球冠相连的形状。

进一步，所述球冠形或圆柱与球冠相连的形状的直径为0.5～5mm；所述凸台总高度或凹坑总深度为直径的0.5～3倍；相邻的凸台或凹坑排列间距为凸台或凹坑直径的2～5倍。

进一步，若干所述辐板按轮胎中心均布；所述腔体的端面和外侧环形带端面布置的非光滑结构为凸起锯齿结构，所述凸起锯齿结构的排列方向按轮胎的径向分布。

进一步，所述凸起锯齿结构的单个齿的截面形状为三角形；所述单个齿宽度为0.5～5mm，所述单个齿高度为其宽度的1～2倍，所述凸起锯齿结构的齿排列间距为其宽度的1.5～15倍。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的非光滑表面结构的非充气轮胎，通过在非充气轮胎表面布置凸起或凹陷非光滑局部结构，可以推迟气流通过非充气轮胎表面时分离现象的产生，减小湍流中的涡量，进而降低高速旋转时非充气轮胎产生的气动噪声。

2.本发明所述的非光滑表面结构的非充气轮胎，不改变非充气轮胎的胎体和胎面整体结构，能够不牺牲轮胎其他诸如承载、抓地和散热等性能，同时避免增加过多的设计制造难度和成本。

3.本发明所述的非光滑表面结构的非充气轮胎，同隔音罩等附属装置的方法相比，本发明能够保持原有的散热效果，并且控制车轮重量。