一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法与流程

本发明涉及轮胎，尤其涉及一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法。

背景技术：

1、随着锂电池技术的突破，电动汽车的续航难题被解决。电动汽车凭借电动系统结构简单，维护周期长、费用低，电价远低于油价，安静、无废气等优势被快速普及。电动汽车没有内燃机，驱动电机的高频噪声音量远低于发动机，使得油车中原本被发动机噪音掩盖的胎噪、风噪成为了电动汽车的主要噪声源。

2、近些年来，为了有效控制轮胎低频噪声，行业普遍采用的一种方法是在噪声源头进行处理，例如结合使用多孔性材料与共振吸声结构来衰减胎噪。相关研究也证实，在轮胎内部嵌入经过优化设计的吸声材料，或者在轮辋上加装专门的降噪结构，均能够在一定程度上降低轮胎辐射的低频噪声水平。

3、然而，现有技术方案通常需要在轮胎内部或轮辋表面贴附专门的吸声材料，这对消费者而言，可能带来一系列使用中的问题，例如吸声材料在长期使用过程中可能发生剥离或脱落，且一旦损坏往往难以修复。对于生产企业来说，采用此类方案则意味着需要额外投入相应的生产设备、采购特定的材料，从而导致生产成本增加，并可能对生产效率产生影响。因此，亟需一种更为可靠、耐用且易于实施的低频噪声控制结构设计。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，无需额外增设任何降噪部件，直接从轮胎成型到硫化的核心工艺环节入手调控轮胎在不同生产工序的膨胀程度，从根本上降低由于轮胎在硫化过程中各部位膨胀不均所导致的周向质量分布不匀、结构密度差异过大等问题，从而有效抑制轮胎本身固有振动频率的产生，避免其与车身结构发生共振，最终显著削减轮胎在行驶过程中因结构不均匀性所诱发并传递的低频振动与噪声。

2、本发明提供了一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，包括如下步骤：s1、通过实际测量或者轮胎硫化模具的说明书，轮胎硫化模具的硫化内腔最大直径；

3、选取多条待硫化胎胚作为样本胎胚，采集样本胎胚的结构参数，结构参数包括：胎胚骨架外径、硫化前的充气后直径、硫化前膨胀率a、硫化后膨胀率b，硫化前后的膨胀率变化程度c、硫化后的胎噪参数；胎噪参数包括测试时间段内的平均噪音能量或有效声压rms，以及测试时间段内记录到的瞬间最高声压级max；为气密层和胎体依次贴敷至轮胎成型机的贴合鼓后的胎体外径；

4、a=(-)÷×100%；

5、b=(-)÷×100%；

6、c=(a-b)÷b；

7、筛选出rms小于设定阈值a且max小于设定阈值b的样本胎胚作为低噪样本，基于低噪样本分别设定a、b、c的合格区间；

8、基于设计要求设定的合格区间；

9、s2、在胎胚硫化前，选择满足对应合格区间的胎胚作待硫化胎胚，基于待硫化胎胚的计算出a、b、c，选取a、b、c均满足对应合格区间的待硫化胎胚进行硫化；a、b、c任一不满足对应合格区间的胎胚则退回成型工序进行整形或视为废品胎胚。

10、在其中一些实施例中，a的合格区间为2.0%~4.5%；b的合格区间为2.0%~4.5%；c的合格区间为-0.2~0.2。

11、在其中一些实施例中，s1和s2中，推导获得：

12、

13、其中，e为预设常数，通过实验获得；f为贴敷于胎体的胎面增强结构厚度，通过实测获得或者通过设计图纸获得；胎面增强结构包括带束层、冠带层和胎面。

14、在其中一些实施例中，e的取值范围为0.985~0.995。

15、在其中一些实施例中，带束层由钢丝材质的帘线与橡胶压延复合而成，帘线与轮胎径向间的夹角均为21°~33°，带束层帘线直径为0.4mm~0.8mm，单层带束层的厚度为0.8mm~1.4mm；胎面增强结构中带束层设置两层，两层带束层的帘线倾斜方向相反；

16、冠带层包括由沿轮胎周向缠绕的帘线构成的膜层、包裹膜层的涂层，以及包裹涂层的橡胶层；冠带层的帘线均匀缠绕最外层的带束层表面，冠带层帘线缠绕过程中张力控制在10n~50n；冠带层帘线直径为0.5mm~0.9mm，冠带层厚度为0.7mm~1.3mm；冠带层帘线材质包括芳纶材质、尼龙材质或芳纶搭配其他高性能纤维混织而成的复合增强材质。

17、在其中一些实施例中，s1还包括，将多个低噪样本的和，以及通过设计图纸获得的设计花纹深度带入以下公式，计算出多个低噪样本的：

18、=2asd+；

19、其中，asd代表设计花纹深度，通过设计图纸获得；

20、s2还包括，待硫化胎胚的、asd和需满足以下关系：

21、=2asd+；

22、其中，代表多个的均值。

23、在其中一些实施例中，的取值范围为-8mm~8mm。

24、在其中一些实施例中，s1还包括，在样本胎胚组装成型时实测其胎面厚度，将多个低噪样本的胎面厚度和设计花纹深度带入以下公式，计算出多个低噪样本的：

25、h=asd

26、其中，h为实测胎面厚度，asd为设计花纹深度，通过图纸获得；

27、s2还包括，待硫化胎胚的h和asd需满足以下公式：

28、h=asd

29、其中，代表多个的均值。

30、在其中一些实施例中，的取值范围为-1mm~3mm。

31、在其中一些实施例中，胎胚成型过程中，先在未充气状态下完成气密层、胎体、带束层、冠带层和胎面在轮胎径向上的组装，后在充气状态下完成胎侧气密层、胎体、胎圈和胎侧的组装。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

33、1、本方法无需额外增设任何降噪部件，直接从轮胎成型到硫化的核心工艺环节入手调控轮胎在不同生产工序的膨胀程度，从根本上降低由于轮胎在硫化过程中各部位膨胀不均所导致的周向质量分布不匀、结构密度差异过大等问题，从而有效抑制轮胎本身固有振动频率的产生，避免其与车身结构发生共振，最终显著削减轮胎在行驶过程中因结构不均匀性所诱发并传递的低频振动与噪声，不需要消费者后续承担额外的使用维护成本，从根源上杜绝了附加降噪部件脱落损坏的可能性，大幅提升了低噪轮胎使用过程中的可靠性和耐用性。

34、2、本方法完全依托轮胎常规生产过程中已有的结构参数管控环节实现噪声控制，不需要生产企业投入额外的特殊生产设备或采购专属的降噪材料，完全适配现有成熟的轮胎生产线，不会对原有生产效率造成负面影响，整套方法逻辑清晰可落地，参数校验环节明确，不会引入额外的质量管控盲区，能够直接批量复制应用到各类乘用车轮胎的生产管控流程中，实现规模化的低噪轮胎生产输出。

1.一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、通过实际测量或者轮胎硫化模具的说明书，轮胎硫化模具的硫化内腔最大直径；

2.根据权利要求1所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，a的合格区间为2.0%~4.5%；b的合格区间为2.0%~4.5%；c的合格区间为-0.2~0.2。

3.根据权利要求1或2所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，s1和s2中，推导获得：

4.根据权利要求3所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，e的取值范围为0.985~0.995。

5.根据权利要求3所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，带束层由钢丝材质的帘线与橡胶压延复合而成，帘线与轮胎径向间的夹角均为21°~33°，带束层帘线直径为0.4mm~0.8mm，单层带束层的厚度为0.8mm~1.4mm；胎面增强结构中带束层设置两层，两层带束层的帘线倾斜方向相反；

6.根据权利要求1或2所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，s1还包括，将多个低噪样本的和，以及通过设计图纸获得的设计花纹深度带入以下公式，计算出多个低噪样本的：

7.根据权利要求6所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，的取值范围为-8mm~8mm。

8.根据权利要求6所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，s1还包括，在样本胎胚组装成型时实测其胎面厚度，将多个低噪样本的胎面厚度和设计花纹深度带入以下公式，计算出多个低噪样本的：

9.根据权利要求8所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，的取值范围为-1mm~3mm。

10.根据权利要求1或2所述的一种解决乘用车轮胎低频噪声的结构设计方法，其特征在于，胎胚成型过程中，先在未充气状态下完成气密层、胎体、带束层、冠带层和胎面在轮胎径向上的组装，后在充气状态下完成胎侧气密层、胎体、胎圈和胎侧的组装。