CN102862448A - 一种降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，包括中央花纹块（1）、侧部花纹块（2）以及胎肩花纹块（3），中央花纹块（1）的内侧设有横向花纹沟槽（10），中央花纹块（1）与侧部花纹块（2）、侧部花纹块（2）和胎肩花纹块（3）之间通过纵向花纹沟槽间隔，外侧纵向花纹沟槽（5）和中央纵向花纹沟槽（14）通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽（7）相连通，相邻的胎肩花纹块通过胎肩横向花纹沟槽（6）间隔，胎肩横向花纹沟槽（6）和胎肩花纹块（3）上的辅助纵向花纹沟槽（12）连通。本发明能够降低轮胎横向花纹沟槽的泵吸噪声，具有良好的制动性能和操作稳定性能，提高了轮胎的使用寿命以及驾乘者的舒适度。

Description

一种降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹

技术领域

本发明涉及一种轿车轮胎胎面花纹的结构，能够降低轮胎泵吸噪声，同时又能兼顾提高轮胎抗滑水能力的胎面花纹结构。

背景技术

随着车辆的不断增多，交通噪声污染已经影响城市居民的正常生活，其中车辆噪声源在交通噪声污染的重要部分。当车辆达到一定速度时候，轮胎噪声就会凸现出来并占据主要的地位。为了限制轮胎噪声的大小，2009年欧盟最新颁布EC661/2009《欧盟汽车一般安全的行驶认证要求》和EC1222/2009《有关燃油效率及其他参数的轮胎标签》，这其中对轮胎滚动阻力、湿路面抓着性及道路通过噪声提出了具体的要求，明确提出对于有关轮胎湿路面抓着性能等级及噪声等级的轮胎标签要求与2012年7月1日开始实施。与此类似的法规在日本已开始实施，美国也将于近期实施。然而，我国尚未出台轮胎湿滑和噪声的具体法规标准。

研究表明，高速行驶的轮胎噪声主要是胎面花纹花纹沟槽与空气相关的气动噪声。轮胎滚动过程中，纵向花纹沟槽在受到胎面变形的同时内部气流会产生气柱共鸣噪声，横向花纹沟槽会产生明显的泵吸噪声，横向花纹沟槽是轮胎产生气动效应的主要原因。如果能够有效控制轮胎纵向沟槽的气柱共鸣噪声和横向花纹沟槽的泵吸噪声，就可以实现轮胎噪声性能的改善。为此，近年来有各种各样的技术措施来降低轮胎纵向花纹沟槽的气柱共鸣噪声。欧洲专利EP2014485、EP2011671等提出了纵向花纹沟槽增开旁支管的形式来降低气柱共鸣噪声，且这种措施不会牺牲轮胎诸如抗滑水性能等轮胎综合性能。东洋（Toyo)轮胎提出一种静音墙的概念，即将锯齿状的凹槽密集分布在轮胎纵向花纹沟槽侧壁上，其扰流作用会降低轮胎噪声。但是，对轮胎花纹泵吸噪声的相关专利鲜有报道。

事实上，光面轮胎噪声相对于有花纹轮胎的噪声特性是最小的。花纹的存在就会引起轮胎的气动噪声效应。轮胎纵向花纹沟槽的气柱共鸣噪声对轮胎整体噪声贡献度小于横向花纹沟槽的泵吸噪声，但是，横向花纹沟槽的存在主要是兼顾轮胎的操作稳定性和抓地性能，因此，横向花纹沟槽产生的泵吸噪声就会轮胎噪声的主要成分，且此观点也被国内外广大科研工作人员所认可。所以，低噪声轮胎花纹的的设计也要突破传统轮胎花纹设计。随着欧盟法规标签的实施、绿色轮胎的推广和轮胎综合性能的重视，这就需要一款拥有创新设计理念的轮胎来适应市场的需求。

发明内容

本发明提出一种轮胎胎面花纹结构形式，能够降低轮胎横向花纹沟槽的泵吸噪声，同时为车辆提供足够的抗滑水性能和良好的低滚动阻力特性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，包括中央花纹块、侧部花纹块以及胎肩花纹块，其特征在于：中央花纹块位于轮胎胎面的中央，其左右两侧依次排列侧部花纹块、胎肩花纹块，其中左、右侧部花纹非对称；中央花纹块的花纹为纵向一体式条形花纹，其内侧设有横向花纹沟槽，中央花纹块与侧部花纹块、侧部花纹块和胎肩花纹块之间通过纵向花纹沟槽间隔，外侧纵向花纹沟槽和中央纵向花纹沟槽通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽相连通；相邻的胎肩花纹块通过胎肩横向花纹沟槽间隔，胎肩横向花纹沟槽和胎肩花纹块上的辅助纵向花纹沟槽连通，两侧胎肩花纹块上设有弯曲的辅助横向花纹沟槽，轮胎外侧的胎肩横向花纹沟槽和纵向花纹沟槽之间设有加强筋。

本发明中央花纹块的外侧纵向花纹沟槽宽度比内侧纵向花纹沟槽的宽度大1-3mm。

本发明中央花纹块横向花纹沟槽长度为中央花纹块宽度的30-50%，与轮胎轴向夹角为10-20°。

本发明侧部花纹块之间通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽间隔开，靠近中央花纹块的辅助横向花纹沟槽的横截面积小于远离中央花纹块的辅助横向花纹沟槽横截面积20-30%。

本发明内侧侧部花纹块上设有弓形沟槽，其长度不超过侧部花纹块的50%，弓形沟槽与纵向花纹沟槽相连通。

本发明所述侧部花纹块、胎肩花纹块上均设有花纹刀槽。

本发明两侧胎肩花纹块上均设有辅助纵向花纹沟槽，其深度和宽度均为2-4mm。

本发明两侧的胎肩花纹块上均设有与外部空气相连通的辅助横向花纹沟槽，且与胎肩花纹块之间的胎肩横向花纹沟槽相连通，其弯曲方向与胎肩横向花纹沟槽方向一致，辅助横向花纹沟槽中心线与胎肩横向花纹沟槽中心线夹角为30-50°，开口方向与轮胎行驶方向一致，深度为胎肩横向花纹沟槽深度的30-50%，宽度为4-6mm。

    本发明采用的结构形式，能够降低轮胎横向花纹沟槽的泵吸噪声，同时为车辆提供足够的抗滑水性能和良好的低滚动阻力特性，具有良好的制动性能和操作稳定性能，且提高了轮胎的使用寿命以及驾乘者的舒适度。

附图说明

附图所示是本发明的结构示意图

图中：1.中央花纹块；2.侧部花纹块；3.胎肩花纹块；4.内侧纵向花纹沟槽；5.外侧纵向花纹沟槽；6.胎肩横向花纹沟槽；7.侧部花纹块辅助横向花纹沟槽；8.花纹刀槽；9.加强筋；10.中央花纹块横向花纹沟槽；11.内侧侧部花纹块弓形沟槽；12.胎肩辅助纵向花纹沟槽；13.胎肩辅助横向花纹沟槽；14. 中央纵向花纹沟槽

具体实施方式

实施本发明上述目的而采用的技术措施如下所述：

降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，包括中央花纹块1、侧部花纹块2以及胎肩花纹块3，中央花纹块1位于轮胎胎面的中央，其左右两侧依次排列侧部花纹块2、胎肩花纹块3，其中左、右侧部花纹非对称；中央花纹块1的花纹为纵向一体式条形花纹，其内侧设有横向花纹沟槽10，中央花纹块1与侧部花纹块2、侧部花纹块2和胎肩花纹块3之间通过纵向花纹沟槽间隔，外侧纵向花纹沟槽5和中央纵向花纹沟槽14通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽7相连通；相邻的胎肩花纹块通过胎肩横向花纹沟槽6间隔，胎肩横向花纹沟槽6和胎肩花纹块3上的辅助纵向花纹沟槽12连通，两侧胎肩花纹块上设有弯曲的辅助横向花纹沟槽13，轮胎外侧的胎肩横向花纹沟槽6和纵向花纹沟槽5之间设有加强筋。轮胎的胎面花纹在原有非对称花纹的基础上增加了辅助横向花纹沟槽，从而引入外部气流能量来降低横向花纹沟槽内部气流运动产生的泵吸噪声，同时，增加了胎面花纹的的海陆比，在降低轮胎泵吸噪声产生的同时提高轮胎花纹的排水能力，该胎面花纹适应于高性能子午线轿车轮胎。加强筋由纵向花纹沟槽向横向花纹沟槽过渡，能够加固胎肩花纹块，降低滚动阻力，提高抗冲击能力和轮胎花纹的耐磨性。

中央花纹块上设有横向花纹沟槽，可以起到旁支管消声的作用。在轮胎花纹受到挤压作用下，能够干扰纵向花纹沟槽内部气体流动，从而降低气柱共鸣噪声的产生。同时，横向花纹沟槽的存在能够减小轮胎中央花纹的应力集中。由于中央花纹的内侧不连续性，能够在向下压力作用下切破水膜，积水更好更彻底的通过与纵向花纹沟槽相连通的横向沟槽排水，提高轮胎的抗滑水能力。胎面以四条纵沟为主的纵向花纹沟槽和与之相连通的横向花纹沟槽能够有效的排除轮胎行驶过程中接地区域内部的积水。加之侧部大小不同的花纹块和交错排列的布局，可以明显降低胎面花纹接地时发出的噪声。

胎肩花纹块设有辅助的纵向花纹沟槽，能够散发花纹块滚动过程中的热量产生；辅助纵向沟槽与纵向花纹沟槽相连通，增加轮胎排水能力；辅助纵向沟槽与横向花纹沟槽相连通，能够有效分流横向花纹沟槽由于受到挤压产生的气流运动，降低气流脉动压力从而降低横向花纹沟槽的泵吸噪声。

胎肩花纹块设有辅助横向花纹沟槽，且与不同胎肩花纹块之间的横向花纹沟槽相连通。辅助横向花纹沟槽开口方向与轮胎行驶方向一致，以便行驶过程中周围的气体通过弓形沟槽达到横向花纹沟槽内，扰乱横向花纹沟槽内部气流漩涡的形成，加之辅助纵向花纹沟槽的分流作用，有效的降低轮胎花纹的泵吸噪声和散失滚动过程中花纹产生的热量。同时，辅助横向沟槽与胎肩花纹块之间的横向花纹沟槽连通，能够增加花纹的排水能力。

花纹沟槽和花纹块的优化排列，结合花纹沟槽的结构尺寸和角度，科学配置和胶料优化，能够保证花纹块的硬度均等，使轮胎的抓地性能和转向性能合理匹配，提高轮胎的综合性能；增加辅助横向花纹沟槽和沟槽的合理布局能够有效地降低轮胎花纹的泵吸噪声和提高轮胎抗滑水性能；

中央花纹块1的外侧纵向花纹沟槽5宽度比内侧纵向花纹沟槽4的宽度大1-3mm，主要是将胎面分离开来，兼顾轮胎花纹抗滑水的同时，保证在轮胎承受载荷时，增加胎面花纹的承载力，提高轮胎的抓地能力，进而提高轮胎在干湿地面的操作稳定性。

中央花纹块横向花纹沟槽10长度为中央花纹块1宽度的30-50%，与轮胎轴向夹角为10-20°。

侧部花纹块2之间通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽7间隔开，靠近中央花纹块的辅助横向花纹沟槽的横截面积小于远离中央花纹块的辅助横向花纹沟槽横截面积20-30%。

内侧侧部花纹块上设有弓形沟槽11，其长度不超过侧部花纹块2的50%，弓形沟槽11与纵向花纹沟槽相连通。在增加轮胎接地时花纹沟槽空间体积提高轮胎排水能力的同时，能够减小滚动过程中花纹的撞击力，使得花纹块受力均衡过渡，降低由轮胎花纹振动所辐射的噪声。

所述侧部花纹块2、胎肩花纹块3上均设有花纹刀槽8。能够及时排除轮胎高速滚动时花纹产生的能量，提高极佳的散热特性。花纹刀槽的存在，在有效散热的前提下，能够降低胎面花纹块的刚性，提供足够的抓地能力和车辆乘坐舒适性。其锋利的沟槽边缘，能够迅速破坏水膜，保证轮胎的有效接地，提供轮胎在干、湿路面上的抓地力和稳定性。

两侧胎肩花纹块上均设有辅助纵向花纹沟槽12，其深度和宽度均为2-4mm。

两侧的胎肩花纹块上均设有与外部空气相连通的辅助横向花纹沟槽13，且与胎肩花纹块之间的胎肩横向花纹沟槽6相连通，其弯曲方向与胎肩横向花纹沟槽6方向一致，辅助横向花纹沟槽13中心线与胎肩横向花纹沟槽6中心线夹角为30-50°，开口方向与轮胎行驶方向一致，深度为胎肩横向花纹沟槽6深度的30-50%，宽度为4-6mm。

Claims (8)

1.一种降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，包括中央花纹块、侧部花纹块以及胎肩花纹块，其特征在于：中央花纹块位于轮胎胎面的中央，其左右两侧依次排列侧部花纹块、胎肩花纹块，其中左、右侧部花纹非对称；中央花纹块的花纹为纵向一体式条形花纹，其内侧设有横向花纹沟槽，中央花纹块与侧部花纹块、侧部花纹块和胎肩花纹块之间通过纵向花纹沟槽间隔，外侧纵向花纹沟槽和中央纵向花纹沟槽通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽相连通；相邻的胎肩花纹块通过胎肩横向花纹沟槽间隔，胎肩横向花纹沟槽和胎肩花纹块上的辅助纵向花纹沟槽连通，两侧胎肩花纹块上设有弯曲的辅助横向花纹沟槽，轮胎外侧的胎肩横向花纹沟槽和纵向花纹沟槽之间设有加强筋。

2. 根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于中央花纹块的外侧纵向花纹沟槽宽度比内侧纵向花纹沟槽的宽度大1-3mm。

3.根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于，中央花纹块横向花纹沟槽长度为中央花纹块宽度的30-50%，与轮胎轴向夹角为10-20°。

4.根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于，侧部花纹块之间通过侧部花纹块辅助横向花纹沟槽间隔开，靠近中央花纹块的辅助横向花纹沟槽的横截面积小于远离中央花纹块的辅助横向花纹沟槽横截面积20-30%。

5.根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于，内侧侧部花纹块上设有弓形沟槽，其长度不超过侧部花纹块的50%，弓形沟槽与纵向花纹沟槽相连通。

6.根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于所述侧部花纹块、胎肩花纹块上均设有花纹刀槽。

7.根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于，两侧胎肩花纹块上均设有辅助纵向花纹沟槽，其深度和宽度均为2-4mm。

8.根据权利要求1所述的降低轮胎泵吸噪声的胎面花纹，其特征在于两侧的胎肩花纹块上均设有与外部空气相连通的辅助横向花纹沟槽，且与胎肩花纹块之间的胎肩横向花纹沟槽相连通，其弯曲方向与胎肩横向花纹沟槽方向一致，辅助横向花纹沟槽中心线与胎肩横向花纹沟槽中心线夹角为30-50°，开口方向与轮胎行驶方向一致，深度为胎肩横向花纹沟槽深度的30-50%，宽度为4-6mm。

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