噪声与轮胎设计参数

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1、李勇15020082616hexidian@163.com噪声与轮胎设计参数的关系-NVH为车辆档次的一个重要标准NVH：Noise，vribtationandharshness2021/8/22轮胎噪声分类产生机理由振动而产生（structure-borne）冲击机制花纹块撞击路面路面粗糙度行驶中的变形粘附机制Stick-slipStick-snap由空气运动产生（airborne）空气位移机制空气扰动气泵管腔共振亥姆霍兹共振放大机理喇叭效应声学阻抗效应机械阻抗效应轮胎共振带束共振空腔共振低频段主要为冲击机理，高频段主

2、要为空气位移机理。由于行驶工况的改变所带来的胎面加速度的变化，伴随着轮胎SPL的变化。2021/8/23总体特征行驶时轮胎的变形会产生力和振动，但会很快被衰减。(non-uniformitiesnoise)轮胎花纹是振动激励的一个输入(impactnoise)，路面粗糙度是振动激励的另一个输入(rumblenoise)。胎面振动强于胎侧，但是胎面的振动会传到胎侧，胎侧的传播声音的能力更强。带束的材料(弯曲刚度)和结构影响其共振品质，近而影响1000Hz左右的峰值。2021/8/24冲击机制Stick-slipmechan

3、ismStick-snapmechanism黏附机制2021/8/25黏附机制胎面单元在通过接地区时积聚能量，直到克服摩擦。在过程中胎面单元向后滑行，直到被地面黏附。这个过程重复发生在轮胎纵向的切面内。这种机制与轮胎的磨损程度相关。(改变胎面单元的高度会使得胎面单元的弯曲和拉伸模态的特征值移向高频)合成胶可以有效的降低这种噪声。stick-slipmechanism也受到路面粗糙度的影响。这种机制仅在加速、制动和转弯这种极限工况下占主导。(squealingnoise)2021/8/26Stick-slipmechani

4、sm轮胎转动方向？2021/8/27适用于粘性的胎面和光滑的路面(如高温下的冬季胎面)，其原理为分子之间的吸引力。这种机制也可能由胎面和路面之间的静电排斥作用引起。整体来说，这种机制产生的噪声占车辆噪声的很小一部分。两种机制都是首先作用于接地区的后端。路面粗糙度的提高可以增加第一种机制噪声（增大摩擦力），但是会减少第二种机制噪声（降低粘附强度）。2021/8/28Stick-snapmechanism2021/8/29空气噪声机制空气噪声AirpumpingHelmholtzresonance空气扰动Piperesona

5、nce2021/8/210空气噪声机制空气噪声AirpumpingHelmholtzresonance空气扰动Piperesonance气泵噪声被认为是最重要的轮胎道路噪声之一。由压缩的花纹排出的空气可以被看成是单极子。大振幅的压力和密度的变化使得单极子模型有其局限性。封闭式花纹胎比噪声最大的横沟花纹胎的SPL高了10个分贝。气泵噪声主要发生的接地区的后端。气泵噪声的有效频段是1-10kHz。2021/8/211Airpumping空气在封闭管道中会形成驻波。对于两端封闭的管道来说，波长等于管长的2倍，半封闭的管道，波长

6、等于管长的4倍。这种机制取决于胎面花纹的几何形状，而与轮胎的转动速度无关。2021/8/212Piperesonance两端开口的管子产生的波长是其长度L的两倍，称为管共振。对于直径为d的管子。气共振频率为式中c是声速，n谐波次数。对于一段开口的管子，改为可以看成一个简单的质量弹簧系统，把花纹沟看成一个弹簧，进入花纹沟的空气视为一个质量。(运动中都在变化)在花纹沟空腔的运动中，共振的频率会变化，与此同时，共振的振幅也会减小。这种机制集中于1000-2500Hz。Helmholtz共振频率可有轮胎花纹和路面之间良好的通风性

7、能而降低，多孔路面、多孔胎面和想通的花纹沟。可以通过改变胎面空腔的体积和轮胎与路面之间的空间（改变轮胎直径和接地长度）。2021/8/214HelmholtzResonance对于靠近胎面的部位，特别是气泵噪声发生的部位，喇叭效应作用明显。(接地点的前后两端)与角度有关。车辆驶过时动态的分析可知，车辆在远处时(0度)，角度较小，放大作用最明显，但是衰减作用也很大，车辆正对时(90度)，角度较大，放大作用不明显，但是衰减作用也小。最优的放大作用产生的角度是60-75度。喇叭效应的放大作用不仅影响面内噪声，也对侧面的噪声有很

8、大的影响。2021/8/215HorneffectHorn产生的放大效应可达20db。Horn效应与接触边的距离越近越大，并在2000-3000Hz达到最大。胎面越宽，horn效应越大。空腔共振轮胎/轮辋之间的空腔也产生噪声，在轮辋里面加吸声材料后，轮胎内的声强从140dB降到130dB，轮胎外部降了0.8分贝。P1