一种充气轮胎宽频噪音抑制构造制造技术

本发明专利技术公开了一种充气轮胎宽频噪音抑制构造，其特征是：在由轮胎和轮辋形成的环形轮胎空腔内设置若干共振器组合体，共振器组合体安装在轮辋表面；各共振器组合体包括单腔共振器和双腔共振器，均为亥姆霍兹共振器；单腔共振器是由一个共振器空腔和一个连通孔构成，其连通孔将轮胎空腔和共振器空腔相连通；双腔共振器包括两个共振器空腔和两个连通孔，其中一个连通孔将轮胎空腔和相应的共振器相连通，另一连通孔将两个共振器空腔相连通。本发明专利技术将亥姆霍兹共振器进行串并联组合，将单频亥姆霍兹共振器产生的次级峰进一步降低，实现了在更宽频范围内降低轮胎空腔共振噪声，达到很好的降噪效果。

【技术实现步骤摘要】
一种充气轮胎宽频噪音抑制构造
本专利技术涉及充气轮胎宽频噪音抑制构造，更具体地说是应用在充气轮胎中、附着于轮辋上、用于降低轮胎噪声的亥姆霍兹共振器组合体构造。
技术介绍
汽车在行驶过程中，在轮胎与轮辋之间形成的轮胎空气室内产生的气柱共振成为汽车载荷噪声的因素。气柱共振是指行驶中从路面向轮胎胎面传递的随机激振输入使轮胎空气室内的空气振动，在轮胎空气室的共振频率附近产生的共振现象。在共振作用下，轮胎空气室内产生气柱共振噪音，气柱共振噪音经由悬架传递到车身，在车内以载荷噪声的形式被感知。空腔共鸣音的峰值频率与轮胎空腔尺寸相关，一般在150～250Hz之间存在明显且尖锐的共振峰值，给车内乘客带来不悦的感受。针对轮胎内空腔共振噪声，目前的主要解决方案是在空腔内添加吸声材料，也有关于亥姆霍兹共振器的应用，在轮辋的外圆周面上设置亥姆霍兹共振器，起到消音的作用。但相关技术存在的问题是：所设置的亥姆霍兹共振器的共振频率为单一频率，消音的频带较窄，且在单一频率亥姆霍兹共振器使用之后会在共振频率周边产生次级峰，消音性能不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种充气轮胎宽频噪音抑制构造，利用亥姆霍兹共振器的串并联组合体更好地削减轮胎内部空腔共鸣噪声，实现更加宽频的降噪效果。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术充气轮胎宽频噪音抑制构造的特点是：在由轮胎和轮辋形成的环形轮胎空腔内设置若干共振器组合体，所述共振器组合体安装在轮辋表面；各共振器组合体包括单腔共振器和双腔共振器，均为亥姆霍兹共振器；所述单腔共振器是由一个共振器空腔和一个连通孔构成，其连通孔将轮胎空腔和共振器空腔相连通；所述双腔共振器包括两个共振器空腔和两个连通孔，其中一个连通孔将轮胎空腔和相应的共振器相连通，另一连通孔将两个共振器空腔相连通。本专利技术充气轮胎宽频噪音抑制构造的特点也在于：所述各共振器组合体包括两个单腔共振器和一个双腔共振器；所述两个单腔共振器分别为第一共振器和第二共振器；所述一个双腔共振器分别形成第三共振器和第四共振器；设置所述第一共振器和第三共振器的共振频率均与轮胎空腔共振频率相同；设置所述第二共振器的共振频率比第一共振器的共振频率高6-12Hz；设置所述第三共振器和第四共振器的串联组合具有共振频率比第一共振器的共振频率更低的消声特性。本专利技术充气轮胎宽频噪音抑制构造的特点也在于：所述共振器组合体在轮辋表面沿周向均匀分布至少两只，共振器组合体为一等宽的圆弧段，圆弧段的底面与轮辋表面相贴合，圆弧段的弧长为轮辋周向长度的20％-30％，圆弧段的宽度为轮辋宽度的20％-60％；圆弧段的厚度为7-12mm，所述圆弧段的厚度是指沿轮辋的径向上的尺寸；在所述圆弧段中，第一共振器和第三共振器排布在两端，第二共振器和第四共振器并列排布在第一共振器和第三共振器之间，使所述共振器组合体沿周向为等宽。与现有技术相比，本专利技术有益效果体现在：本专利技术将亥姆霍兹共振器进行串并联组合，将单频亥姆霍兹共振器产生的次级峰进一步降低，实现了在更宽频范围内降低轮胎空腔共振噪声，达到很好的降噪效果。附图说明图1为本专利技术中共振器组合体设置在充气轮胎轮辋上结构示意图；图2为本专利技术中共振器组合体平面结构示意图；图3为本专利技术中共振器组合体立体结构示意图；图4为本专利技术中三只共振器组合体在充气轮胎轮辋上的分布示意图；图5为对比方案亥姆霍兹共振器在充气轮胎轮辋上的分布示意图；图6为对比方案仿真结果图；图7为本专利技术仿真结果与对比方案仿真结果对比图；图中标号：1轮辋，2共振器组合体，21第一共振器，22第二共振器，23第三共振器，24第四共振器，25单频亥姆霍兹共振器，3轮胎面。具体实施方式本实施例中充气轮胎宽频噪音抑制构造为：在由轮胎和轮辋形成的环形轮胎空腔内设置若干共振器组合体，共振器组合体安装在轮辋表面；各共振器组合体包括单腔共振器和双腔共振器，均为亥姆霍兹共振器；单腔共振器是由一个共振器空腔和一个连通孔构成，其连通孔将轮胎空腔和共振器空腔相连通；双腔共振器包括两个共振器空腔和两个连通孔，其中一个连通孔将轮胎空腔和相应的共振器相连通，另一连通孔将两个共振器空腔相连通；各共振器组合体包括两个单腔共振器和一个双腔共振器。参见图1、图2和图3，本实施例中两个单腔共振器分别为第一共振器21和第二共振器22；一个双腔共振器分别形成第三共振器23和第四共振器24；设置第一共振器21和第三共振器23的共振频率均与轮胎空腔共振频率相同；设置第二共振器22的共振频率比第一共振器21的共振频率高6-12Hz；设置第三共振器23和第四共振器24的串联组合具有共振频率比第一共振器21的共振频率更低的消声特性。具体实施中，共振器组合体在轮辋表面沿周向均匀分布至少两只，图4中所示是在轮辋表面沿周向均匀分布有三只共振器组合体；共振器组合体为一等宽的圆弧段，圆弧段的底面与轮辋表面相贴合，圆弧段的弧长为轮辋周向长度的20％-30％，圆弧段的宽度为轮辋宽度的20％-60％；圆弧段的厚度为7-12mm，圆弧段的厚度是指沿轮辋的径向上的尺寸；在圆弧段中，第一共振器21和第三共振器23排布在两端，第二共振器22和第四共振器24并列排布在第一共振器21和第三共振器23之间，使共振器组合体沿周向为等宽。基于亥姆霍兹原理的共振频率f的计算式为：其中：c0为轮胎内部气室的声速，单位为m/s；d为连通孔开口直径，单位为m；S为连通孔的开口部截面积，单位为m2；l为连通孔的长度，单位为m；x为修正系数；V为亥姆霍兹共振器气室的体积，单位为m3；由共振频率f的计算式可以看出，在其它参数一致的情况下，亥姆霍兹共振腔体积越小，对应的共振频率越大；为此，本实施例中第二共振器22的横向宽度较之第一共振器21更小，以使第二共振器22的共振频率比第一共振器21的共振频率更高；第四共振器24在第二共振器22的一侧作为补充，且第四共振器24和第三共振器23相串联，使得串联体具有比第一共振器21更低的共振频率；图4所示的本实施例中，沿轮辋周向布置的三只共振器组合体，各共振器组合体的结构相同，圆心角为90度。如图2和图3所示的各共振器组合体中第一共振器21、第二共振器22以及第三共振器23均为空腔加外部连通孔的结构形式，第四共振器24中存在有内部连通孔用于和第三共振器23实现串联。各共振器的连通孔的截面形状并不限定，常规为圆形、方形或椭圆形；共振器空腔中可以设置加强筋以增加结构刚度，在外侧边可有延伸结构以配合安装；安装方式不作限定，可以在共振器组合体的侧边与轮辋之间设置凹凸配合形成定位结构，采用束带绑扎进行固定，或使用粘接剂进行连接。为验证本专利技术方案的效果，建立两种方案进行对比，第一种是较为传统的方案，仅针对轮胎本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充气轮胎宽频噪音抑制构造，其特征是：/n在由轮胎和轮辋形成的环形轮胎空腔内设置若干共振器组合体，所述共振器组合体安装在轮辋表面；各共振器组合体包括单腔共振器和双腔共振器，均为亥姆霍兹共振器；/n所述单腔共振器是由一个共振器空腔和一个连通孔构成，其连通孔将轮胎空腔和共振器空腔相连通；/n所述双腔共振器包括两个共振器空腔和两个连通孔，其中一个连通孔将轮胎空腔和相应的共振器相连通，另一连通孔将两个共振器空腔相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种充气轮胎宽频噪音抑制构造，其特征是：
在由轮胎和轮辋形成的环形轮胎空腔内设置若干共振器组合体，所述共振器组合体安装在轮辋表面；各共振器组合体包括单腔共振器和双腔共振器，均为亥姆霍兹共振器；
所述单腔共振器是由一个共振器空腔和一个连通孔构成，其连通孔将轮胎空腔和共振器空腔相连通；
所述双腔共振器包括两个共振器空腔和两个连通孔，其中一个连通孔将轮胎空腔和相应的共振器相连通，另一连通孔将两个共振器空腔相连通。


2.根据权利要求1所述的充气轮胎宽频噪音抑制构造，其特征是：
所述各共振器组合体包括两个单腔共振器和一个双腔共振器；
所述两个单腔共振器分别为第一共振器(21)和第二共振器(22)；所述一个双腔共振器分别形成第三共振器(23)和第四共振器(24)；
设置所述第一共振器(21)和第三共振器(23)的共振频率均与轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永斌，张振威，张小正，毕传兴，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34