降低轮胎噪声的途径

降低轮胎噪声的途径
降低轮胎噪声的途径

降低轮胎噪声的途径

王登祥 Tim Fry

[上海轮胎橡胶(集团)股份有限公司大中华橡胶厂 200030]

摘要 对噪声产生的机理和降低噪声的途径进行了分析和讨论,提出实用的胎面花纹节段排列顺序和保持胎面中心线两侧花纹相位差的原则,并提出一种对胎面花纹设计进行噪声判别的纸面判别法。

关键词 轮胎噪声,轮胎花纹,花纹节段

轮胎的噪声越来越得到人们的关注,因为降低汽车的噪声莫过于降低轮胎的噪声,特别是进入电动汽车时代。本文将从3个方面来讨论噪声问题:噪声产生的机理、直接影响噪声产生的因素、降低轮胎噪声的途径。

1 噪声产生的机理

通常人们接受的关于轮胎产生噪声的理论是:当轮胎滚动时,轮胎花纹沟内的空气发生置换,这就产生了噪声。噪声与轮胎滚动时在接地印迹面内胎面设计如何迫使空气进出胎面花纹沟有关。

除传统的理论之外,我们相信轮胎对路面的冲击也是一个重要因素,有时将它看作是噪声产生的一部分。光胎面轮胎产生的噪声较低,但是光胎面轮胎在各种场合下不会没有噪声。

必须注意在湿路面上水的置换也是一个噪声源。

从实用角度,噪声研究通常只注意轮胎接地印迹面内的情况。虽然敢肯定轮胎的其余部分对噪声产生的影响不大,但是作为一项研究工作,应考虑全面的情况并知道如何去降低噪声。

作者简介 王登祥,男,54岁。大中华橡胶厂技术副厂长。曾受命开设上海轮胎公司研究所美国阿克隆分部TRTR 公司并担任总经理。参加的子午线轮胎研究开发项目多次获得上海市科技进步奖并获得国家科技进步三等奖;曾获国家专利2项。在美国“Rubber World”杂志发表论文1篇,共发表论文20余篇,出版专著1本。现任《合成橡胶工业》杂志编委和《轮胎工业》杂志编委。2 直接影响噪声产生的因素

(1)路面的种类

①水泥,沥青或其它材料;

②新旧磨光平路面;

③粗糙路面、碎石路或裂缝路;

④临时修筑路面。

(2)轮胎胎面花纹

①花纹节段排列顺序;

②纵向、横向花纹沟布置;

③轮胎接地印迹形状;

④胎面花纹空隙比。

(3)胎面气眼

(4)轮辋配合较松或轮辋变形

(5)车轮定位不准或车辆机械问题(球节、振动)

3 降低轮胎噪声的途径

311 路面

(1)磨光的沥青路面最好(不是新路面);

(2)适当的保养路面。

312 轮胎胎面花纹

(1)随机排列花纹节段顺序;

(2)增大不同花纹的节段的数目;

(3)使中心线两侧的花纹沟有一相位差(横向不可在同一水平线排列);

(4)减小横向花纹沟的数目和尺寸;

(5)轮胎接地前后,将胎面花纹棱边受到的冲击降低到最小;

(6)胎面花纹设计时避免角度和宽度一成不变。

313 胎面气眼

胎面表面不设气眼。

314 车辆适当保养

(1)纠正车辆定位,排除机械故障;

(2)替换变形轮辋;(3)检查车辆的直线性。4 讨论

411 节段排列顺序

上述降低噪声的途径中312和313节与轮

胎胎面的花纹设计有关。而312中的(1)和(2)直接反映了每种胎面设计花纹的棱边数目。当轮胎滚动时,在它的接地区,轮胎强行迫使空气进入花纹沟,然后从花纹沟导出,并且在滚动时轮胎猛地与路面接触。这种情况出现的强度和频率是影响噪声的重要因素。如果轮胎的棱边以固定的规律重复出现,将产生较大的噪声,因为它将造成频率的叠加(参见图1)。为降低这种噪声,我们在设计中给这种胎面花纹的重复出现部分赋以不同的宽度来使之不规则化,从而减少相同频率的集聚。这里的诀窍在于并不排除所有的重复,但是通过巧妙的布置,使噪声不在相同时段发生

图1 噪声叠加示意图

理论上一种采用不同节段设计(不仅仅宽

度不同)的轮胎将产生较低的噪声,不过我想,还不能预测这种设计对轮胎的其它性能(如操纵性、制动性和耐磨性)有什么影响。

我们提出的节段排列顺序称为“上2下2随机”顺序。例如:

传统的“上2下”顺序:1,2,3,4,5;修改的“上2下”顺序:3,2,1,5,4;随机顺序:3,5,1,2,4。

例如,整个胎面模型由8个扇形块拼成,而每个扇形块又由5个节段组成,TR 公司取各节段弧长分别为:节段1 

80%扇形块弧长/5;节段2 90%扇形块弧长/5;节段3 100%扇形块弧长/5;节段4 110%扇形块弧长/5;节段5 

120%扇形块弧长/5。在胎面设计中采用这种节段排列顺序有助于减小噪声的频率。这里提出的顺序比传统的“上2下”顺序更进了一步,因为我们修改了“上2下”的部分,使在模型拼接时有不同的顺序,这种方法阻止了由“上2下”顺序带来的频率叠加。此外,这种修改和改善还有助于相邻扇形块的节段花纹的匹配,因为弧长差别越大,花纹棱边越难以直线连接。传统设计和TR 设计的节段排列顺序所形成的相邻扇形块交接处的节段弧长差见表1。

表1 扇形块交接处的相邻节段弧长差

序 号 传 统 设 计 TR 设 计 相邻节段号弧长差3相邻节段号弧长差3

 1

节段3,120%节段3,30 2节段5,410%节段4,310% 3节段5,410%节段4,40 4节段1,430%节段3,410% 5

节段1,320%节段3,30

注:3与扇形块弧长/5的比值。

此外,重要的一点是轮胎节段的排列一定要能为模具厂加工时所接受。TR 公司提出的节段排列顺序适用于两半模或8个扇形块的活络模,该设计采用5种不同的花纹节段宽度。当然,每一扇形块如果分得更细一些(如分成10个节段),或者将扇形块的节段分成特宽和

特窄的,将对降低噪声有利,但是将损害轮胎的耐磨性和操纵性。增大节段的数目还将增大模

具成本。

将来也许需要开发出一种新的设计,增大节段数目,但是当前来说,TR 公司提出的节段排列顺序再经过在设计布局上的周密考虑[上

述312的(3)~(5)项],在降低噪声方面会有明显的效果。412 花纹设计

上述降低轮胎噪声的途径一节312中(3)~(5)项直接与胎面花纹布局有关,这些原则可应用于设计过程之中,也不排除在实践中修正。

312的(3)中提示,使胎面中心线两侧花纹沟保持一些相位差是特别重要的,这样可以防止两侧肩部的横向花纹沟同时接触地面和离开地面。设计时根据相似轮胎的接地印迹,估计本设计的接地印迹形状,然后变换一侧花纹的布局使轮胎接地前后,两侧花纹横向不在同一水平线上。从BF固特里奇、尤尼罗伊尔和米其林公司的轮胎,我们发现两侧(即上下模)错位1/2节段通常是最佳选择(见图2)。有时变换方向也是重要的。

图2 轮胎上下模型扇型块的节段排列示意

如312中(4)所示,减小横向花纹沟的数目和尺寸将降低噪声。用手工在光胎面上刻花试验,我们发现一条光胎面轮胎只产生很低的噪声,刻上纵向花纹后,噪声只轻度增加,而经测定,重要的噪声源乃是后来刻上的横向花纹。可是如果减少或取消横向花纹沟将会损害轮胎在湿路面和雪地路面的牵引性能。此问题的关键就是使这些花纹沟彼此的位置不会引起噪声频率叠加(见图1)。

312中(5)说明,在轮胎接地前后,将胎面花纹棱边受到的冲击降低到最小则噪声较低。此情况类似于312中(3)变换相位差的做法,使轮胎接地瞬间或离地瞬间花纹块边缘(棱边)的触地点总数减到最小(模拟方法是在一张胎面花纹的周向展开图上,用一把软尺弯成少许弧度沿周向推进,软尺边沿所触到的棱边要最少)。可采用少许变换花纹沟和刀槽花纹位置的方法阻止在轮胎接地和离地瞬间噪声的叠加。胎面花纹设计越复杂,处理起来越困难,有些情况下这种设计优先考虑降低噪声问题,但是不可避免地将牺牲轮胎的其它一些性能。

312中(6)指出,胎面花纹设计时应避免角度和宽度一成不变,否则将会使频率多重叠加,这种快速叠加的频率将产生极高的噪声水平。胎面花纹中,如果一组空隙是刀槽花纹,则不适用上述说法,因为刀槽花纹的宽度非常非常小,它对噪声几乎没有影响。米其林北美公司在公司内刊“B IB”杂志上撰文说,刀槽花纹可以降低噪声,特别是如果让刀槽花纹完全穿过花纹块并且进入主花纹沟。米其林说,这样空气不会滞留在花纹块内,空气自由流动,很少湍流。我们设想这一理论有某些优点,因为当轮胎磨耗时,趋向于产生较大的噪声。轮胎磨耗时,许多刀槽花纹消失而胎面其它部分改变不大,可见噪声与刀槽花纹消失有关。当然,在胎面设计上可以做到让刀槽花纹贯穿花纹块进入主花纹沟,并让刀槽花纹深及沟底,但是这种做法将损害花纹块的稳定性,降低轮胎的耐磨性和操纵性。

胎面气眼可能是一种重要的噪声源,特别是将气眼布置在胎面花纹的最外表面。我们不可能取消气眼,也不可能在气眼的尺寸上打什么主意,现实可行的做法是排除将气眼布置在最外表面的做法。

413 与车辆有关的噪声

降低轮胎噪声的途径中第314节与车辆本身有关。我们的经验是如果车轮配合较松,将产生有如喷气式发动机那么厉害的噪声。当然这一题目已不是轮胎工程师所能解决的,但是必须知道车辆条件能影响轮胎产生的噪声。414 噪声研究的前景

将来我们可以用有限元分析方法来研究降低噪声。TR公司购买的ANSYS软件中包括

一个叫作“Flotran”的分析软件包,它是一个流体动态计算程序。该程序设计成模拟空气或液体围绕目标物流动或在目标物内流动,如果空气的流动是产生噪声的主要成分,那么ANSYS 通过图象展示出胎面花纹四周的空气湍流情况。通过减少湍流我们就能降低轮胎产生的噪声。

5 结语

防止两侧肩部的横向花纹沟同时接触地面和离开地面,使胎面中心线两侧花纹沟保持一些相位差是特别重要的原则。此外,用一把软尺弯成少许弧度沿周向推进,软尺边沿所触到的棱边要最少,是一种最为实用的对胎面花纹设计进行噪声判别的方法。

轮胎胎面设计是一项复杂的高技术的工作。欲设计出有竞争力的胎面花纹,广泛地理解花纹设计对操纵性、胎面磨耗、牵引性和噪声等方面的影响是十分重要的。

收稿日期 1998209210

Measures for R educing Tire Noise

W ang Dengxiang and Ti m Fry

[Shanghai Tire and Rubber(Group)Co.,Ltd. 200030]

Abstract The mechanism of tire noise was analysed and the measures for reducing tire noise were investigated.The principle of tread pattern disalignment on both sides along central line of tread was proposed and a practical align sequence of tread pattern pitch to reduce the tread noise was given.

K eyw ords tire noise,tread patterns,tread patterns pitch

桂林研制出新型无内胎工程机械轮胎 桂林轮胎厂研制成功火炬牌27100-49 48PR无内胎工程机械轮胎。该轮胎是应三峡建设工程需要研制的,各项性能指标符合ISO 9000系列国际质量标准,单胎质量为112t,胎面花纹为E24型。该轮胎将与三峡工地使用的载重77t的N HL11D型自卸车及美国产276B 和777B越野载重车配套使用。

(摘自《中国化工报》,1998212203)

桂林橡机厂研制出全钢子午线

轮胎硫化机

桂林橡胶机械厂开发出1640子午线轮胎硫化机,填补了国内生产大规格子午线轮胎硫化机的空白。

我国以前因无大规格子午线轮胎硫化机,在生产14100-24子午线轮胎时,只得采用经改造的普通硫化机硫化,这样不但硫化质量差,而且设备为单模结构,生产效率低。桂林橡胶机械厂新研制的1640硫化机,既适合14100-24轮胎硫化,又适合12100-20轮胎硫化。该机由于采用计算机群控、触摸屏、旋转编码器等先进技术,以及采用软管连接、横梁定位装置、内外圆定心、增加定位套等措施,保证硫化工艺控制准确可靠,自动化程度高。该机投放市场后,深受用户青睐,现已订货30多台,其中出口日本8台,创汇160万美元。

(摘自《中国化工报》,1998212210)

“固特异”有奖促销活动结束

由上海世升实业有限公司举办的“固特异”庆百年有奖销售活动历时3个月,日前降下帷幕。本次活动由于精心策划,认真实施,广大用户积极参与,取得圆满成功。本次活动共收到抽奖奖券4300张,平均中奖率达11%。

“固特异”作为世界三大名牌之一,进入中国市场以来,受到广大用户的青睐。此次“固特异”有奖促销活动,不仅进一步提高了该品牌的知名度,而且也会扩大各专业网点的销售量。

(摘自《上海汽车报》,1998211229)

轮胎路面噪声及其测量

收稿日期!"###$#%$#"&修订日期!"###$#’$#"作者简介!俞悟周()*+"$,- 女-博士-讲师.文章编号!)###$%/%#("###,#"$*#$#0 轮胎1路面噪声及其测量 俞悟周-毛东兴-王佐民 (同济大学声学研究所-上海"###*", 摘要!轮胎1路面噪声是道路交通噪声的重要噪声源-其产生的机理相当复杂-影响的因素也很 多.本文介绍了产生轮胎1 路面噪声的主要机理及影响因素-同时介绍了目前轮胎1路面噪声几种主要的测量方法-及各自的特点.关键词!轮胎1路面噪声&声学测量 中图分类号!230%%4 "文献标识码!5 678918:;<=:7>9;=<7?>@9;>A 89@9=? B C DE $F G H E -I5J K H L M $N O L M -D5P Q R E H $S O L (T L U V O V E V W H X 5Y H E U V O Y U -2H L M Z O C L O [W \U O V ]-^G _L M G _O "###*"-‘G O L _ ,a b >?8;c ?!Q W L W \_V O H LS W Y G _L O U S H X V O \W 1\H _dL H O U W -e G O Y GO U H L WH X V G WS H U V O S f H \V _L V Y H L V \O g E V H \H X V \_X X O Y L H O U W -O U [W \]Y H S f h W N i 2G W \W W N O U V h H V U H X X _Y V H \U O L X h E W L Y O L MV O \W 1\H _dL H O U W i T LV G O U f _f W \-S _O LU H E \Y W U _L d _X X W Y V O L MX _Y V H \U H X V O \W 1\H _dL H O U W _\W f \W U W L V W d i IW _L e G O h W -V G W _E V G H \_h U HW N f h _O L U V G W S _O LS W _U E \W S W L V S W V G H d U H X V O \W 1\H _dL H O U W i 5d [_L V _M W U _L dd O U _d [_L V _M W U H X V G W S W V G H d U _\W Y H S f _\W d i j 9kl :8<>!V O \W 1\H _dL H O U W &_Y H E U V O Y _h S W _U E \W S W L V )引 言 许多民意调查表明-城市中的道路交通噪声是困扰人们生活的主要环境污染源之一-在各种交通噪声中-汽车噪声问题最为显著.轮胎1 路面噪声是汽车噪声的三大噪声源之一-尤其是对中速行驶的轿车(/0m S 1G $)##m S 1G ,-轮胎1路面噪声的贡献最大.随着各国环境保护立法机构对车辆辐射噪声的规定日趋严格-轮胎1路面噪声的降低在近"#年里越来越受到汽车制造商及轮胎生产厂家的重视-投入大量人力物力-采用了各种先进的测试手段进行探索研究-如激光n 多普勒振动测量仪及多种相关分析等-以寻求降低轮胎噪声的途径. 尽管有一些文献报道利用各种模型和计算方法进行轮胎1路面噪声的预测-但由于其机理的复杂性-目前还难以对轮胎1路面噪声进行准确的定量估计-实测是研究轮胎噪声 特性的重要手段. "轮胎1 路面噪声的形成机理o i p 产生机理 一般认为-轮胎1路面噪声的产生主要有以下几个途径! (),轮胎振动 当运动的轮胎与路面接触时-一方面外胎结构的不均匀性及路面的粗糙性引起轮胎振动&另一方面-轮胎和路面的接触区产生切向力-部分切向力导致轮胎在路面上的滑移. 引起轮胎外胎形变的摩擦粘滞力以及外胎的 滑移导致轮胎表面的振动-从而产生可听声. 轮胎振动主要包括外胎面和轮胎侧壁的振动-这两部分区域振动的幅度q 频率及产生 原因并不一样-由此辐射的噪声也不同.图) (_,为某轮胎在"##m r _的轮胎气压下的振 动实验结果s )t - 激振源位于外胎中心.在0##u F $v ##u F 频率范围内-轮胎侧壁的振动比外胎面稍强-而在v ##u F 以上的频率范围内-外胎面的振动远强于侧壁的振动.而且在 n #*n )*卷"期("###,

最新轮胎的现状以及发展趋势

轮胎地现状以及发展趋势 子 午 胎 地 发 展

一、子午线轮胎地产生及发展 子午线轮胎地发明是法国米其林公司地贡献。曾于1946年6 月4 日在巴黎申请了子午线轮胎结构地专利,并于1951年把专利内容公布于众,专利号是1001585。其实,子午线轮胎地构想早在1913年由英国地两位发明者申请了专利(据邓录普公司著《充气轮胎地历史》一书中介绍)。采用钢丝增强胎面(简称为“束缚腰带”)携在径向排列帘线地胎体上,但当时缺乏橡胶与钢丝黏合地复合材料技术,则使此发明未能得到开发。 子午线轮胎问世已有半个多世纪了。它以独特地结构带来了优异地性能,它是汽车工业发展中地一项杰出成就,引起了汽车悬挂系统地大改革,它为轮胎行业开辟了一条崭新地道路。子午线轮胎地投产使用也是轮胎工业中一场真正地技术革命。 米其林公司自1938年开始进行大规模生产地一种叫“梅达利克”地轮胎,是一种全钢丝斜交载重轮胎,用2层或4层钢丝帘布层替代了12~20 层地棉线帘布层。为了生产这种轮胎,米其林公司在从事钢丝生产地同时,还调动了一切有关橡胶专门技术地人力来研究橡胶与钢丝地黏合、钢丝帘线地制造以及钢丝地拉拔方法,还研制出了各个生产环节中地高精度工艺。这为后来生产子午线轮胎奠定了坚实地基础。 为了更好地认识轮胎地散热和热流量问题,研究人员努力想区分一些在胎侧和胎面中暴露出来地现象,设计了一种无胎侧地轮胎,但失败了。后来又设想使胎侧减薄甚至只有大间隙地钢丝帘线围绕着钢

丝圈反包,轮胎很快暴露出由于散热不良而产生地大量问题,但不是出现在胎冠处,而是在胎肩部位产生大量地热量,因此处频繁地发生弯曲运动。这种实验性轮胎行驶稳定性极差,于是轮胎技术人员又进一步地改进,设计出一种由 2 层钢丝帘线构成地坚固轮胎,胎面下帘线排列角度较小,约为20°,是采用公司内部现成地材料制成。子午线轮胎就这样诞生了。这种轮胎地结构仍有许多不够完美地地方,迅速得到了改进和完善。将精致地钢丝帘线胎体改为一层或二层地织物帘线胎体,排列角度为90°,由薄层地胎侧胶来保护。带束层是三层钢丝帘线,使胎体帘线地三角结构更加完善。新开发地子午线轮胎于1946 年在巴黎申请了专利。 从公布地专利中可知,子午线轮胎地工业化生产出现在20世纪40年代末。公司动员了企业里所有地人力、物力投入到这个工业化生产中。仅在一年多地时间里,这种子午线轮胎就大量地行驶在法国地公路上。1949年米其林公司生产地两种规格地轮胎(165-400 和185-400)参加了在巴黎举办地汽车博览会,大家都称它们为X轮胎。其中一个规格地轮胎装备在了雪铁龙11CV 型地前轮驱动轴上。轮胎和车辆互相辉映,成为具有重大历史意义地一套装备。泊若公司、阿尔发一罗梅奥公司及其他用户立刻就采用了X轮胎。从那时起,子午线轮胎地质量和特性对欧洲汽车地式样和设计都起了非常重要地作用。 子午线轮胎地优点是: 1)接地面积大,附着性能好,胎面滑移小,对地面单位压力也小,

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制动噪声的研究现状 摘要:本文主要分析了汽车制动噪声产生的原因和特点,同时指出制动噪声对环境的污染,并系统介绍了制动噪声的研究工作及其研究成果.最后,指出目前制动噪声研究工作的不足,并对未来的研究工作提出了一些展望和建议. 关键词:制动噪声 1 概述 1.1防治汽车制动噪音是刻不容缓的重要任务 空气、水源及环境污染称三大污染。环境噪音污染中,城市交通运输噪音已成为重要的污染源。汽车制动噪音危害驾驶员、乘员健康和舒适性,对道路上行人和周围居民造成不必要的不安。从医学角度看,85-90分贝的噪音即对人产生危害,包括影响人的听力。当今,市民对交通噪音反映强烈。据报载,北京市在奥运会召开前的数年中,将投资8亿人民币防治交通运输噪音现阶段,多数机动车采用摩擦式制动器制动,有可能产生制动噪音,而在以半金属材质摩擦材料取代石棉树脂摩擦材料进程中,处理不好带来的副作用—有较显的多发性制动噪音产生,益发要引起供货商重视。在出口产品的质量问题中,制动噪音问题已成为瓶颈问题之一。 1.2 制动噪声的产生和原理及其特点 汽车制动引起的噪声是一个很复杂的自然现象,主要是由于制动器工作中发生振动造成的.制动噪声的产生及噪声声压级的大小与很多因素有关,不仅与经典的摩擦振动理论联系紧密,还受到自身结构和复杂工况的强烈影响,如整个制动系统的刚度、制动速度、制动压力、对偶件的材质以及环境条件(温度、湿度、润滑条件)等,有时这些因素的一个或多个发生变化,都会严重影响到制动噪声出现的状态及噪声声压级的大小.由于影响因素的复杂性,尽管学术界研究摩擦噪声已有相当长的历史,但仍有许多问题没有解决.迄今为止,这个课题已吸引了包括摩擦学、振动力学、材料学和计算机模拟科学等诸多学者的兴趣,并发表了许多研究成果.制动噪声的频率范围非常宽,从几十赫兹到上万赫兹不等.一般根据振动频率的频段可分为低频振动噪声(低于1000Hz)和中高频振动噪声(1000~10000Hz以上).文献中经常提到的Moan、Hum、Judder、Groan、Roughness基本上可归入低频振动噪声的范围,Squeal则可划为中高频振动噪声范围.而Squeal又可分为低频尖叫(1~3kHz)和高频尖叫(5~15kHz),高频尖叫最高时可达到120dB左右,是人耳难以忍受的一种尖叫声,对人们的身心能够产生极大的危害,同时也是城市噪声的主要污染源之一. 2制动噪声的研究概况 实验在制动噪声的研究中有着不可替代的作用,大多数研究制动噪声的方法都是实验法.理论研究主要回答了制动噪声的激励源问题,但由于理论研究总是在一些假设的前提下进行推导的,脱离实际情况.同时摩擦系统参数识别困难,因此理论计算大多只能定性的说明问题.另外,在实验中发现,条件都相同的各次试验中并非均能出现摩擦尖叫声.很显然,理论模型研究都不能考虑这些因素,必须在实验研究中加以解决.因此进行摩擦噪声的实验研究必不可少.汽车制动噪声实验在国外研究较早,早在20世纪50年代,

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轮胎的现状以及发展趋势

轮胎的现状以及发展趋势 子 午 胎 的 发 展 班级:高分子1131班 组别:第七组 姓名:白林涛 37 指导老师:黄勇 2013年4月13日

一、子午线轮胎的产生及发展 子午线轮胎的发明是法国米其林公司的贡献。曾于1946年6 月4 日在巴黎申请了子午线轮胎结构的专利,并于1951年把专利内容公布于众,专利号是1001585。其实,子午线轮胎的构想早在1913年由英国的两位发明者申请了专利(据邓录普公司著《充气轮胎的历史》一书中介绍)。采用钢丝增强胎面(简称为“束缚腰带”)携在径向排列帘线的胎体上,但当时缺乏橡胶与钢丝黏合的复合材料技术,则使此发明未能得到开发。 子午线轮胎问世已有半个多世纪了。它以独特的结构带来了优异的性能,它是汽车工业发展中的一项杰出成就,引起了汽车悬挂系统的大改革,它为轮胎行业开辟了一条崭新的道路。子午线轮胎的投产使用也是轮胎工业中一场真正的技术革命。 米其林公司自1938年开始进行大规模生产的一种叫“梅达利克”的轮胎,是一种全钢丝斜交载重轮胎,用2层或4层钢丝帘布层替代了12~20 层的棉线帘布层。为了生产这种轮胎,米其林公司在从事钢丝生产的同时,还调动了一切有关橡胶专门技术的人力来研究橡胶与钢丝的黏合、钢丝帘线的制造以及钢丝的拉拔方法,还研制出了各个生产环节中的高精度工艺。这为后来生产子午线轮胎奠定了坚实的基础。 为了更好地认识轮胎的散热和热流量问题,研究人员努力想区分一些在胎侧和胎面中暴露出来的现象,设计了一种无胎侧的轮胎,但失败了。后来又设想使胎侧减薄甚至只有大间隙的钢丝帘线围绕着钢

丝圈反包,轮胎很快暴露出由于散热不良而产生的大量问题,但不是出现在胎冠处,而是在胎肩部位产生大量的热量,因此处频繁地发生弯曲运动。这种实验性轮胎行驶稳定性极差,于是轮胎技术人员又进一步地改进,设计出一种由 2 层钢丝帘线构成的坚固轮胎,胎面下帘线排列角度较小,约为20°,是采用公司内部现成的材料制成。子午线轮胎就这样诞生了。这种轮胎的结构仍有许多不够完美的地方,迅速得到了改进和完善。将精致的钢丝帘线胎体改为一层或二层的织物帘线胎体,排列角度为90°,由薄层的胎侧胶来保护。带束层是三层钢丝帘线,使胎体帘线的三角结构更加完善。新开发的子午线轮胎于1946 年在巴黎申请了专利。 从公布的专利中可知,子午线轮胎的工业化生产出现在20世纪40年代末。公司动员了企业里所有的人力、物力投入到这个工业化生产中。仅在一年多的时间里,这种子午线轮胎就大量地行驶在法国的公路上。1949年米其林公司生产的两种规格的轮胎(165-400 和185-400)参加了在巴黎举办的汽车博览会,大家都称它们为X轮胎。其中一个规格的轮胎装备在了雪铁龙11CV 型的前轮驱动轴上。轮胎和车辆互相辉映,成为具有重大历史意义的一套装备。泊若公司、阿尔发一罗梅奥公司及其他用户立刻就采用了X轮胎。从那时起,子午线轮胎的质量和特性对欧洲汽车的式样和设计都起了非常重要的作用。 子午线轮胎的优点是: 1)接地面积大,附着性能好,胎面滑移小,对地面单位压力也小,

轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法_赵书凯

轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法 赵书凯,邓世涛,丁海峰,姜晓辉 (三角轮胎股份有限公司,山东威海 264200 ) 摘要: 分析轮胎噪声影响因素,提出低噪声轮胎设计方法。胎面花纹形状、节距及排列、胎面胶配方以及轮胎均匀性等都对轮胎噪声有一定影响; 采用尽可能多的节距数,减小花纹沟深度和宽度,适当降低胎面胶硬度,减小胎冠和胎侧刚度, 提高轮胎均匀性等均有利于减小轮胎噪声。 关键词: 轮胎;噪声;影响因素;胎面花纹;均匀性 中图分类号:TQ336.1;TB533+.2 文献标志码:A 文章编号:1006-8171(2014)02-0076- 05作者简介:赵书凯(1975—),男,山东威海人,三角轮胎股份有限公司工程师,学士,主要从事轮胎结构设计工作。 随着高速公路的迅速发展,汽车速度大大提高,交通噪声对人体健康的影响也日益严重,汽车噪声不仅增加驾乘人员的疲劳, 而且影响汽车行驶安全。欧盟779号指令要求进口欧盟的轮胎要标注轮胎燃料级别、湿地抓着性能和滚动噪声,并要求欧盟各成员国自2012年11月1日起实施。轮胎噪声已经成为衡量汽车质量的重要指标之一。近年来,高性能、低噪声轮胎在轮胎行业中占有明显优势, 许多整车厂选择配套轮胎都已经将轮胎噪声作为考核的主要性能参数。当汽车行驶速度超过50km·h-1时, 轮胎噪声就成为行驶车辆噪声的主要成分[1] ;车速越快、负荷越大,轮胎噪声的能量级越高,在汽车行驶噪声中所占比例也越大。作为汽车乘坐舒适性的重要评价指标,汽车噪声也在很大程度上反映出生产厂家的设计和工艺水平。 本工作分析轮胎噪声产生机理、测试方法和影响因素, 并提出低噪声花纹轮胎的设计方法。1 轮胎噪声分类及产生机理 1.1 分类 轮胎噪声分为直接噪声和间接噪声,直接噪声由轮胎花纹和轮胎振动产生,间接噪声主要指因路面不平等原因导致轮胎振动,传递到悬挂系统和车身,造成内部空气振动产生的车内噪声。 1.2 产生机理 (1)空气紊流噪声。轮胎在滚动前进过程中,前方空气被分开,后方空气被吸入,造成空气紊流,引起声压变化,产生噪声。 (2 )花纹槽泵浦噪声。轮胎滚动时,花纹槽被压缩与释放, 槽内气体随之高速地在前沿区挤压、后沿区膨胀,前后沿产生的压差形成空气涡流,从而产生泵浦噪声( 沟槽空气泵噪声)。(3 )空气柱共鸣噪声。在轮胎花纹与路面接触时,胎面花纹沟槽与路面组成类似管状的结构。管内空气柱振动发声的频率与花纹沟固有频率相同, 二者形成谐振,引发共鸣现象,导致轮胎噪声在此频率处出现峰值。 (4 )轮胎弹性振动噪声。车辆行驶过程中,当前沿的胎面花纹进入接地面时,花纹块撞击路面一起激振;当后沿的胎面花纹离开接地面时,胎面花纹恢复变形产生振动也会产生噪声, 同时会产生连续打击地面的噪声。道路表面凹凸不平和轮胎内部激励因素,如轮胎动不平衡引起的操纵系统振动和行驶中轮胎的不均匀性引起的共振产生噪声。(5 )号角效应。胎面沟槽在接地面内被完全封住时其作用像一个气管, 可以产生窄频鸣叫。(6 )粘滑噪声。当轮胎接地面应力导致轮胎胎面在横向或周向发生滑移时会产生粘着 /滑移噪声。2 轮胎噪声测试方法 (1)试验车惯性滑行法。将轮胎安装在测试车辆上,测试车辆行驶到试验区时,在关闭发动机

汽车NVH控制技术的研究现状

汽车NVH控制技术的研究现状 杨宗富 车辆2班222011322220154 摘要:NVH:噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题,它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示,整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系,而各大公司有近20%的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。而汽车NVH中的噪声问题已引起国内外相关科技工作者的极大关注,因此本文阐述了汽车国内噪声的种类。主要介绍了发动机NVH问题及控制方法,并综述噪声控制的研究现状。 关键词:汽车噪声种类NVH控制技术 0 引言 近年来,汽车拥有数量逐年增加。汽车产生的噪声已成为现代城市主要的噪声源之一。汽车噪声中,人们最关注车内噪声.车内噪声过大会严重影响汽车的舒适性、语言清晰度、听觉损失程度、乘坐安全性、人在车内对各种信号的识别能力及入的心理状态。因此,车内噪声作为汽车舒适性重要指标之一,正受到用户的严格挑选;降低车内噪声水平,已是各国政府和车辆生产厂家共同关注的问题。目前,我国在汽车噪声控制方面与国外先进水平差距很大,研究工作开展得也很不够。我国汽车产品噪声控制水平和国外先进水平的差距,首先体现在噪声测量方法及噪声限值的法规上。国外企业由于对环境污染的重视,法规的要求和执行都非常严格;激烈的市场竞争,使得国外非常重视汽车产品的噪声控制。从声源的控制角度来看,对发动机、消声器、变速箱、冷却系统等声源已经有深刻的研究已有成熟的理论计算和产品开发设计程序。国外目前车内噪声控制技术已普遍达到实用阶段。例如德国Benz公司声称已能根据顾客要求制造各种低噪声车,所增加的价格约为350美元左右。我国要缩短与世界先进水平的差距.目前还有许多工作要做。因此,本文介绍汽车噪声的种类、噪声控制方法、以及国内外的研究现状。 1 汽车噪声的分类 为了有效地控制汽车噪声,首先必须确定汽车的各类噪声源及其产生的机理。汽车噪声可划分为车内噪声和车外噪声。车内噪声是指汽车车厢内存在的噪声。车内噪声极易使乘客感到疲劳,对汽车的舒适性有着重要的影响。根据声源性质不同,汽车噪声可划分为发动机燃烧噪声、空气动力性噪声、机构噪声以及结构噪声。发动机燃烧噪声:发动机缸内燃烧过程直接产生的噪声。空气动力性噪声:气体流动过程产生的噪声,包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声和空气流过汽车结构表面或孔道时产生的噪声等。机构噪声:汽车中机构运动的不平稳、摩擦、惯性冲击和不平衡等引起的噪声。结构噪声:汽车中的各种结构受激励产生振动而辐射的噪声,如罩、壳类零件、车身壁板等的噪声。 图1 车内噪声声源分解

汽车噪声来源

汽车噪音的来源 汽车是一个高速运动的复杂组合式噪声源。汽车发动机和传动系工作时产生的震动、高速行驶中汽车轮胎在地面上的滚动、车身与空气的作用,是产生汽车噪音的根本原因。 根据汽车噪音对环境的影响,可将汽车噪音分为车外噪音和车内噪音,车外噪音是指汽车各部分噪音辐射到车外空间的那部分噪音。主要包括发动机噪音、排气噪音、轮胎噪音、制动噪音和传动系噪音等。车内噪音是指车厢外的汽车各部分噪音通过各种途径传入车内的那部分噪音以及汽车各部分震动传递路径激发车身各部件的结构震动向车厢内辐射的噪音,这些噪音声波在车内空间声学特性的制约下,生成较为复杂的混响声场,从而形成车内噪音。平静汽车隔音的研发人员通过实验发现抑制车辆内部噪音,改善混响声场最有效的方式就是选择性能优异的隔音材料并利用异型吸音槽来缓冲并吸收汽车噪音,从而在止震和隔音的基础上达到最佳的吸音降噪效果。 平静隔音把汽车噪音来源简要分为以下几种:发动机噪音、排气系统噪音、风扇噪音、传动系统噪音、轮胎噪音、制动噪音、气动噪音、车身结构噪音等等,由于车辆噪音的复杂性,以上噪音源并非仅是并列关系,而从平静隔音实际研发的角度看,汽车噪音源还可以在目前的基础上做更进一步的分析。 发动机噪音

发动机噪音中,除了发动机机体发出的机械声外,还包括进气系统噪音,改装族更换“冬菇头”以后动力增大的同时发动机噪音也增加不少,就是因为对原车进气系统做了改动的原因:高速气体经空气虑清器、进气管、气门进入气缸,在流动过程中,会产生一种很强的气动噪音。降低发动机本身产生的噪音及由发动机震动引起的其它噪音有若干办法: 1 、改造发动机燃烧过程以降低燃烧爆发的冲击; 2 、降低由此冲击产生的激后力引起的发动机各部件震动; 3 、降低由活塞上下运动、曲轴转动引起的不平衡力以及降低发动机机械震动。 发动机运转的噪音主要由挡火墙和驾驶室的前底板部位传入驾驶舱,因此,平静汽车隔音通过在 U 槽、挡火墙及底板部位粘贴带异型吸音槽的吸音棉来抑制噪音。 排气系统噪音 是发动机噪音的一部分,主要包括消声器支撑架及排气管道震动辐射出的噪音,发动机震动及排气动作引起的辐射噪音,还包括由排气口出来的排气噪音。主要降噪方法: 1 、利用消声器降低排气出口噪音,在生产消声器的环节,通过提高仿真计算方法的精度,实现在不增加排气阻力的条件下改善消声效果。 2 、在排气口对排气噪音施加与其幅值大小相等,相位相反的二次声源或震动源,可自动地消除存在的震动噪声问题,实现主动降低噪音。 为降低发动机、传动系统、排气系统表面产生的辐射噪音,不仅要降低激励力,而且要改善结构的震动特性,达到即使有激励力,也不易产生噪音的效果。如:可以通过仿真计算推测发动机缸体等部位产生的辐射噪音,用震动特性优化方法,采取在轻量化基础上达到最佳效果的措施。因此,好的隔音材料和降噪效果不应该以增加车辆自重,牺牲加速性能,增加油耗为代价 风扇噪音 散热风扇通常也称为电子扇,是引擎舱内较大的噪音源。风扇噪音属于空气动力噪音,严格的说,也是构成发动机噪音的一部分。风扇运转过程中,由散热器隔栅吸入的冷却气流,经散热器风扇叶片吸入,从发动机间隙排出,气流运动的这一过程产生了旋转噪音和涡流噪音。夏季在怠速状态下开空调,风扇的运转会明显引起较大噪音。平静隔音研究人员认为风扇的噪音与以下因素密切相关: 1、风扇的外形。风扇外形决定风扇本体的阻力系数。包括叶片数量、叶片间断间隙、叶片角度及弯曲度等。 2、散热器吸入气流的紊流度。 3、风扇叶尖处及缝隙处产生的噪音。

轮胎噪声的分析与测试方法

第 6 期黄 伟等.轮胎噪声的分析与测试方法323轮胎噪声的分析与测试方法 黄 伟1,曹金凤1*,曹金鹏2 (1.青岛理工大学理学院,山东青岛 266033;2.青岛英联精密模具有限公司,山东青岛 266111) 摘要:介绍国内外轮胎噪声的研究进展及测试方法。轮胎作为车辆与地面直接接触的部件,其产生的噪声对车辆性能影响很大。目前轮胎噪声的测试方法主要有滑行法、拖车法和室内转鼓法。国内轮胎企业应加大对低噪声轮胎的研 究投入,深入分析轮胎噪声的发声机理,不断提高仿真精度,为降低环境噪声做出贡献。 关键词:轮胎;噪声;花纹;测试 中图分类号:TQ336.1 文章编号:1006-8171(2019)06-0323-03 文献标志码:A DOI:10.12135/j.issn.1006-8171.2019.06.0323 随着国民经济的迅速发展,人们对环保问题越来越重视,交通环境与人们的日常生活密切相关,在物质文化发展到一定阶段时,生活质量的改善必然是整个社会的需求。近些年国家大力弘扬可持续发展战略,传统行业正面临新的挑战,加强产品的生产、加工和使用过程的可持续性显得非常重要。当汽车车速达到60 km·h-1时,轮胎噪声是车辆噪声的主要来源,影响非常大[1],因此轮胎噪声成为轮胎行业急需解决的问题。 轮胎噪声是一种非线性接触的结果,轮胎噪声的产生机理与地面和空气阻抗有关,一般分为3种情况:(1)气动噪声[1];(2)冲击粘附噪声;(3)放大/减小效应噪声。气流在轮罩下方猛烈流动,使得周围流体产生压强差,从而产生气动噪声,因此轮胎在车轮罩内旋转时会产生风噪声。不同特性的路面与轮胎噪声大小有间接关系。试验数据显示,光滑混凝土路面、光滑柏油路面、磨损混凝土路面和粗糙混凝土路面的噪声声压级分别为70,72,72和78 dB(A)。 在目前的交通噪声中,主要噪声是机动车辆所产生的,它严重影响了人们的生活质量。根据相关试验数据,轮胎噪声占车辆噪声很大比例。轮胎是车辆与地面接触的唯一部分,轮胎的噪声性能也反映了轮胎质量[2]。国内外许多轮胎企业在轮胎开发过程中,将噪声作为重要考核指标,以提高产品的市场竞争力。因此对轮胎噪声的研究是轮胎行业的整体趋势,也是人们生活质量提高的保证,有利于推动我国轮胎的自主研发能力。 1 国外轮胎噪声的研究进展 20世纪初,轮胎噪声的研究仅仅处于模仿实际轮胎噪声产生的过程,只是形式上去理解轮胎噪声,研究方法也是以试验为主,没有在理论上形成系统的研究成果。从70年代开始,许多学者从理论上探索轮胎噪声的发声机理,但研究工作仅局限于噪声源的识别。90年代后,噪声研究方法变得丰富,有限元和边界元的思想被应用到噪声研究工作中[3]。 1972年,J.R.E.Hayden采用空气泵浦模型研究轮胎主要噪声机理[4],并提出一个轮胎噪声声压级计算的半经验公式,为轮胎噪声量化研究起到很好的启迪作用。但是Hayden将胎面沟容积变化率进行人为假定,因此他所提出的半经验公式有很大的不完整性,不能实现轮胎花纹噪声的等效转换。 R.J.Alfredson对Hayden提出的单极子源模型进行改进,仅考虑了简单的轮胎花纹参数,将轮胎接地前后端视为一系列的单极子源,提出了一个单极子叠加公式,但这种方法并不能从根本上解 基金项目:国家自然科学基金面上项目(51574153);山东省自然科学基金资助项目(ZR2013EEL012) 作者简介:黄伟(1995—),男,江苏盐城人,青岛理工大学在读硕士研究生,主要从事轮胎噪声的试验与流-固耦合仿真分析。 *通信联系人(caojinfeng@https://www.360docs.net/doc/ed7881636.html,)

如何降低轮胎噪声

如何降低轮胎噪声老司机讲26个经典窍门 小窍门1:如何消除雨刮器片的震动和噪声 用钳子把各关节处和夹橡胶片处的间隙调小即可。 小窍门2:如何延长灯泡的使用寿命 买车后或更换新灯泡后,用酒精将灯泡擦拭一遍,消除指纹和油污即可。我买车后这样做了,至今一个灯泡没坏。 小窍门3:如何降低轮胎噪声 将前轮内侧防护板上粘上一层黑毡布或绒布即可(仔细体会下过雨后你的轮胎噪声变小,洗车后变大,因为内侧防护板上有泥吸噪)。 小窍门4:如何消除个别轮胎磨损不均匀后产生的噪音 四轮定位、平衡后找一修自行车的,借或买把木锉,将胎面高低不平的地方锉平就不响了。 小窍门5:如何延长消声器的使用寿命 将消声器下方最低点打一小孔。道理很简单:排水防腐蚀。 小窍门6:如何起步提速快 在车辆空载或负荷较少的情况下,直接用二挡起步(不必担心对车辆有损,因为一挡齿轮和离合器是按重载情况下设计的,而且大部分车一挡换二挡不顺畅),冲到3000转以上后迅速推入三挡,再冲到3000转以上,这时一般车会落后于你了,从容的切换四挡、五挡,也可直接换到五挡(适用于高速公路交费后),而且并不增加油耗。不妨一试。 小窍门7:早晨发动车抖动的简单处理 因为个别缸工作不好,气门关闭不严,上高速跑跑是一个办法(费银子),也可在三挡或四挡上高转速多跑一会儿(省金子),效果一样。如果热车不抖动但换挡不顺(手挡),则有可能是喷油嘴喷油量不匀,需要检测、清洗。 小窍门8:如何防止天线被盗 将天线拧下,把丝头上涂上强力黏合剂,拧紧即可,效果很好。 小窍门9:如何在验车时刹车轻松过关 将ABS泵上的控制线束插头拔下即可,完事后再插上,不影响正常使用,抽空到维修站消除故障码。 小窍门10:如何放置车上不常用但必须携带的东西 打开后备箱看看备胎就知道了,那里是最大的储物格。 小窍门11:如何改善车内空气流通及除霜效果 将粉尘过滤滤芯(发动机仓内)换成同样大小的海绵,既增加了进风量,又可拆洗再用,而且冬季车内除霜特快,跑长途就不必开风机了,同时省油。 小窍门12:如何保持离合器长久轻松 每次换刹车油时请维修人员从离合器分泵处放出废油。因为离合器和刹车使用的是同一个储油杯,可能有难度,但又是应该做的。

全球废旧轮胎利用现状及发展前景

全球废旧轮胎利用现状及发展前景数据库扫瞄中国经济新闻库中国资讯行提供 正文显示:在线词典 【行业分类】橡胶/废旧物资 【地区分类】全世界 【时刻分类】20000606 【文献出处】中国化工报 【标题】全球废旧轮胎利用现状及进展前景(4109字) 【副标题】韩毅/曹海涛/王京刚/盖国胜 【正文】 随着国民经济的连续快速进展,交通运输事业日益发达,各类汽车的数量急剧增加。随之而来的不仅是汽车尾气污染咨询题必须致力解决,如何处理每年产生的大量废旧轮胎业已成为人类面临的又一大咨询题。大量的废旧轮胎若任意堆放,不仅阻碍景观,还会因积水而滋生蚊虫和病菌,从而造成环境的严峻污染。此外,大量堆放的旧轮胎,依旧发生重大火灾的隐患。随着清洁生产中对废弃物--放置错误的资源--定义的重新认识,废旧橡胶作为可资源化的高分子材料,其再利用愈来愈为各国绿色环保及再资源化产业所重视。

据统计,美国每年约产生2.5亿--3.0亿个废旧轮胎,日本每年也达1亿多个。我国每年也有50万吨废旧轮胎亟待处理。发达国家十分重视废旧轮胎的回收和综合利用咨询题,以求达到既幸免污染,又可使资源再生的目的,因此进展中国家更有理由重视。 国内外情形介绍 近50年,废旧橡胶再利用方式差不多历了两个进展时期:①通用型橡胶的再生橡胶生产时期;②胶粉直截了当利用、胶粉表面改型时期。工业发达国家第一时期始于二战后至1980年止。其缘故要紧为70年代合成橡胶工业生产规模扩大带来的价格比较,再生橡胶与充油丁苯橡胶的价格之比为30%--80%。因此,70年代末欧洲要紧工业国家均已进入胶粉直截了当利用时期。 我国是生胶消耗大国,又是生胶匮乏国家,每年进口生胶占总消耗量的45%以上。轮胎再生胶与通用型合成橡胶之比仅为35%。因此近5年来通用橡胶类再生橡胶生产总量一直稳固在30余万吨,其产量与美国1969年相近。近10年来虽在胶粉应用研究方面进行了大量的研究工作,但1998年工业化应用量仍不足2万吨。同美国1990年胶粉在废旧橡胶再利用的生产比例59%比较,我国胶粉消耗量仅为5%,总体水平仅为发达国家70年代末水平。 1.国内对废轮胎的回收利用 a.作为燃料以提供能源 与大多数的煤比较,轮胎具有专门高的热值(29MJ/kg--37MJ/kg),因而废轮胎被认为是一种有吸引力的潜在能源。已有报道废轮胎用作水泥窑的燃料,其中的钢丝帘线或钢圈能够代替制造水泥所需的铁矿石成分,从而降低原料的成本。 最近报道了将煤与废轮胎共液化的利用途径。研究表明,在400℃温度、0--10MPa氢气压力下,将粉碎的煤与废轮胎进行共液化时,随着轮胎的加入,煤的转化率亦逐步提升,转化率提升的程度与废轮胎与煤(质量比)的比值以及氢气的压力有关,另外加入催化剂Fe2S3有利于转化率的提升。

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