專利名稱：一種降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種轎車輪胎胎面花紋的結構，能夠降低輪胎泵吸噪聲，同時又能兼顧提高輪胎抗滑水能力的胎面花紋結構。
背景技術：
隨著車輛的不斷增多，交通噪聲污染已經影響城市居民的正常生活，其中車輛噪聲源在交通噪聲污染的重要部分。當車輛達到一定速度時候，輪胎噪聲就會凸現出來并占據主要的地位。為了限制輪胎噪聲的大小，2009年歐盟最新頒布EC661/2009《歐盟汽車ー 般安全的行駛認證要求》和EC1222/2009《有關燃油效率及其他參數的輪胎標簽》，這其中對輪胎滾動阻力、濕路面抓著性及道路通過噪聲提出了具體的要求，明確提出對于有關輪胎濕路面抓著性能等級及噪聲等級的輪胎標簽要求與2012年7月I日開始實施。與此類似的法規在日本已開始實施，美國也將于近期實施。然而，我國尚未出臺輪胎濕滑和噪聲的具體法規標準。研究表明，高速行駛的輪胎噪聲主要是胎面花紋花紋溝槽與空氣相關的氣動噪聲。輪胎滾動過程中，縱向花紋溝槽在受到胎面變形的同時內部氣流會產生氣柱共鳴噪聲，橫向花紋溝槽會產生明顯的泵吸噪聲，橫向花紋溝槽是輪胎產生氣動效應的主要原因。如果能夠有效控制輪胎縱向溝槽的氣柱共鳴噪聲和橫向花紋溝槽的泵吸噪聲，就可以實現輪胎噪聲性能的改善。為此，近年來有各種各樣的技術措施來降低輪胎縱向花紋溝槽的氣柱共鳴噪聲。歐洲專利EP2014485、EP2011671等提出了縱向花紋溝槽增開旁支管的形式來降低氣柱共鳴噪聲，且這種措施不會犧牲輪胎諸如抗滑水性能等輪胎綜合性能。東洋(Toyo)輪胎提出ー種靜音墻的概念，即將鋸齒狀的凹槽密集分布在輪胎縱向花紋溝槽側壁上，其擾流作用會降低輪胎噪聲。但是，對輪胎花紋泵吸噪聲的相關專利鮮有報道。事實上，光面輪胎噪聲相對于有花紋輪胎的噪聲特性是最小的。花紋的存在就會引起輪胎的氣動噪聲效應。輪胎縱向花紋溝槽的氣柱共鳴噪聲對輪胎整體噪聲貢獻度小于橫向花紋溝槽的泵吸噪聲，但是，橫向花紋溝槽的存在主要是兼顧輪胎的操作穩定性和抓地性能，因此，橫向花紋溝槽產生的泵吸噪聲就會輪胎噪聲的主要成分，且此觀點也被國內外廣大科研工作人員所認可。所以，低噪聲輪胎花紋的的設計也要突破傳統輪胎花紋設計。隨著歐盟法規標簽的實施、緑色輪胎的推廣和輪胎綜合性能的重視，這就需要ー款擁有創新設計理念的輪胎來適應市場的需求。
發明內容
本發明提出一種輪胎胎面花紋結構形式，能夠降低輪胎橫向花紋溝槽的泵吸噪聲，同時為車輛提供足夠的抗滑水性能和良好的低滾動阻力特性。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案
降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，包括中央花紋塊、側部花紋塊以及胎肩花紋塊，其特征在于中央花紋塊位于輪胎胎面的中央，其左右兩側依次排列側部花紋塊、胎肩花紋塊，其中左、右側部花紋非對稱；中央花紋塊的花紋為縱向一體式條形花紋，其內側設有橫向花紋溝槽，中央花紋塊與側部花紋塊、側部花紋塊和胎肩花紋塊之間通過縱向花紋溝槽間隔，外側縱向花紋溝槽和中央縱向花紋溝槽通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽相連通；相鄰的胎肩花紋塊通過胎肩橫向花紋溝槽間隔，胎肩橫向花紋溝槽和胎肩花紋塊上的輔助縱向花紋溝槽連通，兩側胎肩花紋塊上設有彎曲的輔助橫向花紋溝槽，輪胎外側的胎肩橫向花紋溝槽和縱向花紋溝槽之間設有加強筋。本發明中央花紋塊的外側縱向花紋溝槽寬度比內側縱向花紋溝槽的寬度大丄-3mm。本發明中央花紋塊橫向花紋溝槽長度為中央花紋塊寬度的30-50%，與輪胎軸向夾角為 10-20。。本發明側部花紋塊之間通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽間隔開，靠近中央花紋塊的輔助橫向花紋溝槽的橫截面積小于遠離中央花紋塊的輔助橫向花紋溝槽橫截面積20-30%ο 本發明內側側部花紋塊上設有弓形溝槽，其長度不超過側部花紋塊的50%，弓形溝槽與縱向花紋溝槽相連通。本發明所述側部花紋塊、胎肩花紋塊上均設有花紋刀槽。本發明兩側胎肩花紋塊上均設有輔助縱向花紋溝槽，其深度和寬度均為2_4mm。本發明兩側的胎肩花紋塊上均設有與外部空氣相連通的輔助橫向花紋溝槽，且與胎肩花紋塊之間的胎肩橫向花紋溝槽相連通，其彎曲方向與胎肩橫向花紋溝槽方向一致，輔助橫向花紋溝槽中心線與胎肩橫向花紋溝槽中心線夾角為30-50°，開ロ方向與輪胎行駛方向一致，深度為胎肩橫向花紋溝槽深度的30-50%，寬度為4-6mm。本發明采用的結構形式，能夠降低輪胎橫向花紋溝槽的泵吸噪聲，同時為車輛提供足夠的抗滑水性能和良好的低滾動阻力特性，具有良好的制動性能和操作穩定性能，且提高了輪胎的使用壽命以及駕乘者的舒適度。
附圖所示是本發明的結構示意圖
圖中1.中央花紋塊；2.側部花紋塊；3.胎肩花紋塊；4.內側縱向花紋溝槽；5.外側縱向花紋溝槽；6.胎肩橫向花紋溝槽；7.側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽；8.花紋刀槽；9.加強筋；10.中央花紋塊橫向花紋溝槽；11.內側側部花紋塊弓形溝槽；12.胎肩輔助縱向花紋溝槽；13.胎肩輔助橫向花紋溝槽；14.中央縱向花紋溝槽
具體實施例方式實施本發明上述目的而采用的技術措施如下所述
降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，包括中央花紋塊I、側部花紋塊2以及胎肩花紋塊3，中央花紋塊I位于輪胎胎面的中央，其左右兩側依次排列側部花紋塊2、胎肩花紋塊3，其中左、右側部花紋非對稱；中央花紋塊I的花紋為縱向一體式條形花紋，其內側設有橫向花紋溝槽10，中央花紋塊I與側部花紋塊2、側部花紋塊2和胎肩花紋塊3之間通過縱向花紋溝槽間隔，外側縱向花紋溝槽5和中央縱向花紋溝槽14通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽7相連通；相鄰的胎肩花紋塊通過胎肩橫向花紋溝槽6間隔，胎肩橫向花紋溝槽6和胎肩花紋塊3上的輔助縱向花紋溝槽12連通，兩側胎肩花紋塊上設有彎曲的輔助橫向花紋溝槽13，輪胎外側的胎肩橫向花紋溝槽6和縱向花紋溝槽5之間設有加強筋。輪胎的胎面花紋在原有非対稱花紋的基礎上增加了輔助橫向花紋溝槽，從而引入外部氣流能量來降低橫向花紋溝槽內部氣流運動產生的泵吸噪聲，同時，増加了胎面花紋的的海陸比，在降低輪胎泵吸噪聲產生的同時提高輪胎花紋的排水能力，該胎面花紋適應于高性能子午線轎車輪胎。加強筋由縱向花紋溝槽向橫向花紋溝槽過渡，能夠加固胎肩花紋塊，降低滾動阻力，提高抗沖擊能力和輪胎花紋的耐磨性。中央花紋塊上設有橫向花紋溝槽，可以起到旁支管消聲的作用。在輪胎花紋受到擠壓作用下，能夠干擾縱向花紋溝槽內部氣體流動，從而降低氣柱共鳴噪聲的產生。同吋， 橫向花紋溝槽的存在能夠減小輪胎中央花紋的應力集中。由于中央花紋的內側不連續性，能夠在向下壓力作用下切破水膜，積水更好更徹底的通過與縱向花紋溝槽相連通的橫向溝槽排水，提高輪胎的抗滑水能力。胎面以四條縱溝為主的縱向花紋溝槽和與之相連通的橫向花紋溝槽能夠有效的排除輪胎行駛過程中接地區域內部的積水。加之側部大小不同的花紋塊和交錯排列的布局，可以明顯降低胎面花紋接地時發出的噪聲。胎肩花紋塊設有輔助的縱向花紋溝槽，能夠散發花紋塊滾動過程中的熱量產生；輔助縱向溝槽與縱向花紋溝槽相連通，增加輪胎排水能力；輔助縱向溝槽與橫向花紋溝槽相連通，能夠有效分流橫向花紋溝槽由于受到擠壓產生的氣流運動，降低氣流脈動壓カ從而降低橫向花紋溝槽的泵吸噪聲。胎肩花紋塊設有輔助橫向花紋溝槽，且與不同胎肩花紋塊之間的橫向花紋溝槽相連通。輔助橫向花紋溝槽開ロ方向與輪胎行駛方向一致，以便行駛過程中周圍的氣體通過弓形溝槽達到橫向花紋溝槽內，擾亂橫向花紋溝槽內部氣流漩渦的形成，加之輔助縱向花紋溝槽的分流作用，有效的降低輪胎花紋的泵吸噪聲和散失滾動過程中花紋產生的熱量。同時，輔助橫向溝槽與胎肩花紋塊之間的橫向花紋溝槽連通，能夠增加花紋的排水能力。花紋溝槽和花紋塊的優化排列，結合花紋溝槽的結構尺寸和角度，科學配置和膠料優化，能夠保證花紋塊的硬度均等，使輪胎的抓地性能和轉向性能合理匹配，提高輪胎的綜合性能；增加輔助橫向花紋溝槽和溝槽的合理布局能夠有效地降低輪胎花紋的泵吸噪聲和提聞輪胎抗滑水性能；
中央花紋塊I的外側縱向花紋溝槽5寬度比內側縱向花紋溝槽4的寬度大1-3_，主要是將胎面分離開來，兼顧輪胎花紋抗滑水的同時，保證在輪胎承受載荷時，増加胎面花紋的承載カ，提高輪胎的抓地能力，進而提高輪胎在干濕地面的操作穩定性。中央花紋塊橫向花紋溝槽10長度為中央花紋塊I寬度的30-50%，與輪胎軸向夾角為 10-20。。側部花紋塊2之間通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽7間隔開，靠近中央花紋塊的輔助橫向花紋溝槽的橫截面積小于遠離中央花紋塊的輔助橫向花紋溝槽橫截面積20-30%ο內側側部花紋塊上設有弓形溝槽11,其長度不超過側部花紋塊2的50%，弓形溝槽11與縱向花紋溝槽相連通。在増加輪胎接地時花紋溝槽空間體積提高輪胎排水能力的同吋，能夠減小滾動過程中花紋的撞擊力，使得花紋塊受力均衡過渡，降低由輪胎花紋振動所輻射的噪聲。所述側部花紋塊2、胎肩花紋塊3上均設有花紋刀槽8。能夠及時排除輪胎高速滾動時花紋產生的能量，提高極佳的散熱特性。花紋刀槽的存在，在有效散熱的前提下，能夠降低胎面花紋塊的剛性，提供足夠的抓地能力和車輛乘坐舒適性。其鋒利的溝槽邊緣，能夠迅速破壞水膜，保證輪胎的有效接地，提供輪胎在干、濕路面上的抓地力和穩定性。兩側胎肩花紋塊上均設有輔助縱向花紋溝槽12，其深度和寬度均為2_4mm。兩側的胎肩花紋塊上均設有與外部空氣相連通的輔助橫向花紋溝槽13，且與胎肩花紋塊之間的胎肩橫向花紋溝槽6相連通，其彎曲方向與胎肩橫向花紋溝槽6方向一致，輔 助橫向花紋溝槽13中心線與胎肩橫向花紋溝槽6中心線夾角為30-50°，開ロ方向與輪胎行駛方向一致，深度為胎肩橫向花紋溝槽6深度的30-50%，寬度為4-6mm。
權利要求
1.一種降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，包括中央花紋塊、側部花紋塊以及胎肩花紋塊，其特征在于中央花紋塊位于輪胎胎面的中央，其左右兩側依次排列側部花紋塊、胎肩花紋塊，其中左、右側部花紋非對稱；中央花紋塊的花紋為縱向一體式條形花紋，其內側設有橫向花紋溝槽，中央花紋塊與側部花紋塊、側部花紋塊和胎肩花紋塊之間通過縱向花紋溝槽間隔，外側縱向花紋溝槽和中央縱向花紋溝槽通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽相連通；相鄰的胎肩花紋塊通過胎肩橫向花紋溝槽間隔，胎肩橫向花紋溝槽和胎肩花紋塊上的輔助縱向花紋溝槽連通，兩側胎肩花紋塊上設有彎曲的輔助橫向花紋溝槽，輪胎外側的胎肩橫向花紋溝槽和縱向花紋溝槽之間設有加強筋。
2.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于中央花紋塊的夕卜側縱向花紋溝槽寬度比內側縱向花紋溝槽的寬度大l_3mm。
3.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于，中央花紋塊橫向花紋溝槽長度為中央花紋塊寬度的30-50%，與輪胎軸向夾角為10-20°。
4.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于，側部花紋塊之間通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽間隔開，靠近中央花紋塊的輔助橫向花紋溝槽的橫截面積小于遠離中央花紋塊的輔助橫向花紋溝槽橫截面積20-30%。
5.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于，內側側部花紋塊上設有弓形溝槽，其長度不超過側部花紋塊的50%，弓形溝槽與縱向花紋溝槽相連通。
6.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于所述側部花紋塊、胎肩花紋塊上均設有花紋刀槽。
7.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于，兩側胎肩花紋塊上均設有輔助縱向花紋溝槽，其深度和寬度均為2-4mm。
8.根據權利要求I所述的降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，其特征在于兩側的胎肩花紋塊上均設有與外部空氣相連通的輔助橫向花紋溝槽，且與胎肩花紋塊之間的胎肩橫向花紋溝槽相連通，其彎曲方向與胎肩橫向花紋溝槽方向一致，輔助橫向花紋溝槽中心線與胎肩橫向花紋溝槽中心線夾角為30-50°，開口方向與輪胎行駛方向一致，深度為胎肩橫向花紋溝槽深度的30-50%，寬度為4-6mm。
全文摘要
本發明涉及一種降低輪胎泵吸噪聲的胎面花紋，包括中央花紋塊(1)、側部花紋塊(2)以及胎肩花紋塊(3)，中央花紋塊(1)的內側設有橫向花紋溝槽(10)，中央花紋塊(1)與側部花紋塊(2)、側部花紋塊(2)和胎肩花紋塊(3)之間通過縱向花紋溝槽間隔，外側縱向花紋溝槽(5)和中央縱向花紋溝槽(14)通過側部花紋塊輔助橫向花紋溝槽(7)相連通，相鄰的胎肩花紋塊通過胎肩橫向花紋溝槽(6)間隔，胎肩橫向花紋溝槽(6)和胎肩花紋塊(3)上的輔助縱向花紋溝槽(12)連通。本發明能夠降低輪胎橫向花紋溝槽的泵吸噪聲，具有良好的制動性能和操作穩定性能，提高了輪胎的使用壽命以及駕乘者的舒適度。
文檔編號B60C11/04GK102862448SQ20121036309
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者周海超, 王國林, 毛竹君, 高龍, 梁晨, 楊建 , 李國瑞 申請人:江蘇大學