一种能够抑制宽频噪音的充气轮胎的制作方法

1.本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种用于能够抑制宽频噪音的充气轮胎。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，发动机等低频噪声源的消失，轮胎的噪声问题正在逐渐突出，尤其是轮胎空腔共振噪声；轮胎空腔共振噪声是指汽车在行驶中由于路面不平而导致轮胎内空气产生共振，进而使轮轴产生振动，该振动经由悬架传递至车身时在车厢内产生噪声；该空腔共振音的峰值频率与轮胎尺寸相关，一般在150～250hz之间存在明显且尖锐的共振峰值，给车内乘客带来了非常不悦的感受。
3.为了降低轮胎空腔共振噪声，已有相关技术的车轮共振器为亥姆霍兹共振器，根据亥姆霍兹共振器原理将共振器安装在轮辋上，以减轻轮胎空腔产生共鸣音的方式改善空腔共振噪声，具体是将亥姆霍兹共振器安装在车轮的轮辋上，其狭窄颈部开口连通轮胎空腔。但是，相关技术存在的问题包括：一是亥姆霍兹共振器需安装在轮辋表面，必须与相配合的轮辋才能使用，对于不同尺寸的轮胎需要制造与亥姆霍兹共振器相配合的轮辋，其制造工艺复杂，增加成本；二是亥姆霍兹共振器在消除噪声时，需要改变亥姆霍兹共振器的体积或颈部的尺寸大小或者将多个不同尺寸的亥姆霍兹共振器共同使用，造成结构复杂，实际应用中难以制造；三是在针对尺寸无法调节的共振器的应用，需要根据不同类型和尺寸的轮胎制造出与之相适应的共振器，普适性差；四是单一频率的消声结构无法获得宽频消声，因此极大的限制了实际应用。


技术实现要素：

4.本发明提供一种能够抑制宽频噪音的充气轮胎，以有效降低空腔共振的总体噪音能量，更好地消减轮胎内部空腔共鸣噪声，更好地实现宽频降噪。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种能够抑制宽频噪音的充气轮胎，包括由胎面内侧、胎侧部内侧和胎圈部内侧共同形成的环形轮胎空腔，所述胎侧部包括对称设置的第一胎侧部和第二胎侧部，该第一胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向设置有至少一个同频消声总成，该第二胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向设置有至少一个异频消声总成。
7.进一步地，所述第一胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向间隔180
°
分别设置有第一同频消声总成和第二同频消声总成，所述第一同频消声总成和第二同频消声总成设置为用于抑制共振频率与环形轮胎空腔共振频率相同的声音特性。
8.进一步地，所述第二胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向间隔180
°
分别设置有第一异频消声总成和第二异频消声总成，其中第一异频消声总成设置为用于抑制共振频率较环形轮胎空腔共振频率低5～15hz的声音特性，第二异频消声总成设置为用于抑制共振频率较环形轮胎空腔共振频率高5～15hz的声音特性。
9.进一步地，所述同频消声总成和异频消声总成均包括：
10.具有中空的弧形管腔，该弧形管腔的一端为敞口端，另一端为不完全封闭的尾端；以及
11.可调端板，所述弧形管腔的敞口端与可调端板之间形成有消声管腔，所述弧形管腔的尾端与可调端板之间形成有尾部管腔，所述可调端板与弧形管腔内壁密封接触，并能够沿着弧形管腔内移动来调节所述消声管腔的长度。
12.由以上技术方案可知，本发明在胎侧部的轮胎内表面加装消声总成，代替传统的在轮辋表面加装亥姆霍兹共振器，其结构大为简化，便于制造；消声总成为可调装置，通过调节活塞位置应对不同的共振频率，实现了宽频降噪，适用性更强。
附图说明
13.图1为本发明应用于轮胎组件中沿轮胎赤道面的剖视图；
14.图2为图1中a-a剖视图；
15.图3为本发明中同频消声总成和异频消声总成的结构示意图；
16.图4为图3中消声总成剖视图；
17.图5为对比实验仿真效果图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
19.如图1和2所示，本发明充气轮胎装置在轮辋2a上，由轮辐2b支撑。充气轮胎3包括胎面4、胎圈部6、将胎面部4与胎圈部6相连接的左右两侧部的胎侧部5，在左右胎圈部6之间在轮胎内部延伸有帘布层8，在胎面4的帘布层外周侧设置有带束层7，以通过轮辋2a将充气轮胎3的空腔进行密闭的方式，将充气轮胎3安装在车轮上。
20.本发明充气轮胎包括由胎面内侧、胎侧部内侧和胎圈部内侧共同形成的环形轮胎空腔9，在图1中可以看出，环形轮胎空腔9由轮胎的内表面4a与轮辋2a共同形成。
21.本发明为了实现宽频降噪，在胎侧部5的内表面4a的圆周方向上设置多个消声总成，本实施例中，所述胎侧部5包括对称设置的第一胎侧部51和第二胎侧部52，该第一胎侧部51的内侧沿环形轮胎空腔9的圆周方向设置有两个同频消声总成11，该第二胎侧部52的内侧沿环形轮胎空腔9的圆周方向设置有两个异频消声总成12。
22.本实施例中同频消声总成11包括第一同频消声总成111和第二同频消声总成112，如图1所示，所述第一胎侧部51的内侧沿环形轮胎空腔9的圆周方向间隔180
°
分别设置有第一同频消声总成111和第二同频消声总成112，所述第一同频消声总成和第二同频消声总成设置为用于抑制共振频率与环形轮胎空腔共振频率相同的声音特性。
23.本实施例中异频消声总成12包括第一异频消声总成和第二异频消声总成，沿环形轮胎空腔9的圆周方向间隔180
°
分别设置在第二胎侧部52的内侧，其中第一异频消声总成设置为用于抑制共振频率较环形轮胎空腔共振频率低5～15hz的声音特性，第二异频消声总成设置为用于抑制共振频率较环形轮胎空腔共振频率高5～15hz的声音特性。
24.如图3和4所示，消声总成是具有中空的弧形管腔1，该弧形管腔1的一端为敞口端，另一端为不完全封闭的尾端，通过在弧形管腔内设置可调端板14，采用活塞原理调节可调端板14在弧形管腔1的位置，从而形成长度尺寸可调的消声管腔18和尾部管腔19，进而实现
不同的共振频率，调节可调端板14的位置使消声总成的共振频率与轮胎空腔共振频率相等，从而达到消声的目的。其中消声管腔18为弧形管腔1的敞口端与可调端板14之间形成的，尾部管腔19为弧形管腔1的尾端与可调端板14之间形成的，可调端板14与弧形管腔内壁密封接触，可以设置橡胶密封圈来实现，并能够沿着弧形管腔内移动来调节所述消声管腔的长度。
25.本实施例中，所述尾部管腔19内还设置有活塞杆13，该活塞杆13的一端与所述可调端板14固定连接，活塞杆13的另一端能够穿出弧形管腔的尾端，所述活塞杆13上套设有用于支撑活塞杆的弹簧15。所述弧形管腔1的尾端设置有尾部端板10，该尾部端板10上开设有用于穿出活塞杆的通孔，所述弹簧15的一端抵于所述可调端板14，弹簧15的另一端抵于所述尾部端板10。所述活塞杆13穿出尾部端板10的部分为螺纹杆，该螺纹杆上通过螺母11和垫片12与尾部端板10固定连接。
26.关于消声总成的工作过程：
27.所述消声总成可以调节弧形管腔1的敞口端到可调端板14底面的距离，具体为通过拉伸或者压缩活塞杆13，之后配合垫片12和螺母11进行紧固，弹簧15用于支撑，防止消声总成沿着管腔滑动，其中弹簧15的长度大于活塞杆13的长度，使弹簧一直处于压缩状态；根据可调端板14在弧形管腔1中的不同位置，本发明的消声总成具有不同的共振频率。
28.本实施例中各消声总成的弧长均相同，截面面积相等，其中管腔的内径为10mm～30mm；管腔的壁厚为1mm～2mm；管腔的弧长为410mm，弹簧弧长为110mm，同一侧的噪音抑制装置相隔180
°
，消声总成中可调端板在管腔中的位置依据所要消除的共振频率确定，多个消声总成配合使用可以实现轮胎空腔共振噪音的宽频降噪。
29.图4所示，消声总成的管腔敞口端到可调端板底部之间的管段起抑制噪声的作用，共振频率fn的表达式为：
[0030][0031]
其中，c为管中声速，d为管腔内径，x为修正系数，l为管腔长度，即管腔敞口端到可调端板底部间距离；
[0032]
因此，依据共振频率fn确定活塞的位置。
[0033]
图2所示，所述同频消声总成和异频消声总成均通过夹持装置17与胎侧部5内侧连接，具体分为上部圆弧形夹紧部分和底部固定部分，具体操作为，把消声总成卡紧到夹持装置17的夹紧部分，底部再与轮胎胎侧部的内表面通过粘接固定。
[0034]
为了验证本发明技术方案的有效性，建立了两种方案的对比，第一种方案为未安装本发明消声总成的轮胎，第二种方案为安装了本发明消声总成的轮胎。
[0035]
图5显示了仿真获得的两种模型的频谱对比，图5中曲线a为未安装本发明消声总成的轮胎空腔模型的声压级频率响应曲线，曲线b为安装四个本发明消声总成的轮胎空腔模型的声压级响应曲线。由图5所示，曲线a所示未安装消声总成的频谱对应的空腔一阶频率为212hz，对应的声压级幅值为119.45db，曲线b所示安装四个消声总成的轮胎空腔模型的频谱有四个峰值，第一峰值的频率为189hz，对应的峰值为108.43db，第二峰值的频率为202hz，对应的峰值为108.81，第三峰值的频率为219hz，对应的峰值为107.61db，第四峰值的频率为232hz，对应的峰值为108.53db。
[0036]
通过两种情况的对比可见，本发明的一种能够抑制宽频噪音的充气轮胎可以将空腔的一阶共振峰值分为若干小的峰值且每个小的峰值都低于空腔的一阶共振峰值，故能够很好地将空腔共振噪声所集中的能量分散；因此理论上若针对每个形成的共振峰值设置不同消声频率的消声总成，可以在宽频上有效抑制噪音，最终使噪音处于一个较低的水平。
[0037]
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种能够抑制宽频噪音的充气轮胎，包括由胎面内侧、胎侧部内侧和胎圈部内侧共同形成的环形轮胎空腔，其特征在于，所述胎侧部包括对称设置的第一胎侧部和第二胎侧部，该第一胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向设置有至少一个同频消声总成，该第二胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向设置有至少一个异频消声总成。2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述第一胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向间隔180
°
分别设置有第一同频消声总成和第二同频消声总成，所述第一同频消声总成和第二同频消声总成设置为用于抑制共振频率与环形轮胎空腔共振频率相同的声音特性。3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向间隔180
°
分别设置有第一异频消声总成和第二异频消声总成，其中第一异频消声总成设置为用于抑制共振频率较环形轮胎空腔共振频率低5～15hz的声音特性，第二异频消声总成设置为用于抑制共振频率较环形轮胎空腔共振频率高5～15hz的声音特性。4.根据权利要求1-3任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述同频消声总成和异频消声总成均包括：具有中空的弧形管腔，该弧形管腔的一端为敞口端，另一端为不完全封闭的尾端；以及可调端板，所述弧形管腔的敞口端与可调端板之间形成有消声管腔，所述弧形管腔的尾端与可调端板之间形成有尾部管腔，所述可调端板与弧形管腔内壁密封接触，并能够沿着弧形管腔内移动来调节所述消声管腔的长度。5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，所述尾部管腔内还设置有活塞杆，该活塞杆的一端与所述可调端板固定连接，活塞杆的另一端能够穿出弧形管腔的尾端，所述活塞杆上套设有用于支撑活塞杆的弹簧。6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，所述弧形管腔的尾端设置有尾部端板，该尾部端板上开设有用于穿出活塞杆的通孔，所述弹簧的一端抵于所述可调端板，弹簧的另一端抵于所述尾部端板。7.根据权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，所述活塞杆穿出尾部端板的部分为螺纹杆，该螺纹杆上通过螺母和垫片与尾部端板固定连接。8.根据权利要求1-3任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述同频消声总成和异频消声总成均通过夹持装置与胎侧部内侧连接。

技术总结
本发明提供一种能够抑制宽频噪音的充气轮胎，包括由胎面内侧、胎侧部内侧和胎圈部内侧共同形成的环形轮胎空腔，所述胎侧部包括对称设置的第一胎侧部和第二胎侧部，该第一胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向设置有至少一个同频消声总成，该第二胎侧部的内侧沿环形轮胎空腔的圆周方向设置有至少一个异频消声总成。本发明在胎侧部的轮胎内表面加装消声总成，代替传统的在轮辋表面加装亥姆霍兹共振器，其结构大为简化，便于制造；消声总成为可调装置，通过调节活塞位置应对不同的共振频率，实现了宽频降噪，适用性更强。适用性更强。适用性更强。


技术研发人员：张永年 李炜 李宁学 张永斌 王晓龙
受保护的技术使用者：安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/6/27