專利名稱：一種低噪音輪胎及其花紋的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎領(lǐng)域，尤其涉及一種低噪音輪胎及其花紋的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
輪胎花紋是影響輪胎噪音的最主要的因素之一。如何優(yōu)化輪胎花紋結(jié)構(gòu)，改善輪胎花紋噪音越來越成為廣大輪胎設(shè)計(jì)者關(guān)注的課題。普利司通專利CN101528483A公開了一種花紋條的凸塊數(shù)變化的輪胎胎面花紋基礎(chǔ)間距的設(shè)計(jì)方法。其對(duì)各花紋條組的凸塊數(shù)目進(jìn)行了嚴(yán)格的定義。目前輪胎花紋的主要結(jié)構(gòu)有軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)、中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)等，這樣的結(jié)構(gòu)可以方便花紋設(shè)計(jì)、花紋繪制、模具加工，可以加快花紋開發(fā)進(jìn)度，并且比較美觀，但對(duì)降低輪胎花紋噪音方面并無優(yōu) 勢(shì)，即使采用了對(duì)基礎(chǔ)節(jié)距進(jìn)行不同尺寸設(shè)計(jì)、優(yōu)化基礎(chǔ)節(jié)距排序、節(jié)距錯(cuò)位等手段，但對(duì)花紋噪音的降低是有限的。要更大幅度地降低輪胎花紋噪音，必須采用新的輪胎花紋設(shè)計(jì)手段。假設(shè)輪胎的周向速度為V#花紋塊的縱向長(zhǎng)度為Ia，聲波的傳播速度為v_，則該花紋塊從接地到離地需要的時(shí)間為t=l 縱/v 輪得該花紋塊發(fā)聲的波長(zhǎng)為λ= 氺V 聲發(fā)聲的基頻為f0=l/x =(V輪/ν聲)* (1/1 縱)設(shè)V &和V _為常數(shù)，則基頻與花紋塊的縱向長(zhǎng)度成反比?；y塊的橫向發(fā)聲與縱向發(fā)聲原理相同?；y縱溝的發(fā)聲對(duì)整個(gè)輪胎的噪聲貢獻(xiàn)很小，如果考慮其影響，則縱溝的發(fā)聲與其寬度有關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決輪胎花紋噪聲問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供采用上述的方法設(shè)計(jì)的低噪音輪胎。本發(fā)明通過合理控制各花紋塊或花紋槽的長(zhǎng)度比或?qū)挾缺?，使塊發(fā)聲和槽發(fā)聲的頻率分布在盡可能寬的頻帶上，使輪胎噪音接近于白噪聲。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，所述方法包括花紋條數(shù)的確定、花紋條寬度的確定、花紋溝寬度的確定、各花紋基礎(chǔ)節(jié)距長(zhǎng)度和排列的確定以及基礎(chǔ)節(jié)距上花紋溝槽的確定，其內(nèi)容包括:(a)花紋條數(shù)為η, η為2 16的正整數(shù)；(b)各花紋條的寬度比為1-M1:a2:......^wa1:a2:......an_!為不同的數(shù)值,所述的花紋條左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定；(C)各花紋溝的寬度比為I:b2:......Vyb1:b2:......bn_2為不同的數(shù)值,所述
的花紋溝左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定；(d)設(shè)其中一花紋條有m個(gè)基礎(chǔ)節(jié)距，表示為P1, P2,…，Pni，且P1 < P2 < P3 <…〈Pm ；( e )在所有或部分花紋基礎(chǔ)節(jié)距上刻花紋槽；(f)對(duì)每一花紋條的基礎(chǔ)節(jié)距進(jìn)行排序，得全胎花紋。作為優(yōu)選，所述的η為2 7的正整數(shù)。作為優(yōu)選，所述的a1:a2:......an^以及b1:b2:......bn_2均取無理數(shù)。作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，最大基礎(chǔ)節(jié)距與最小基礎(chǔ)節(jié)距的比值Pm/Pl < 1.5，且各節(jié)距之間的比取無理數(shù)。作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，在其基礎(chǔ)節(jié)距上溝槽的長(zhǎng)度尺寸、寬度尺寸、角度或弧度設(shè)計(jì)參數(shù)中，其中至少有一項(xiàng)呈一定規(guī)律變化。作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，相同的基礎(chǔ)節(jié)距連續(xù)排列不超過3個(gè)。作為優(yōu)選，該方法還包括花紋溝為非直線的情況，即構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為多 樣化。作為再優(yōu)選，構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為向外凸或向內(nèi)凹。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:一種低噪音輪胎，該輪胎花紋具有以下的特點(diǎn):(a)花紋條數(shù)為η, η為2 16的正整數(shù)；(b)各花紋條的寬度比為1-M1:a2:......^wa1:a2:......an_!為不同的數(shù)值,所述
的花紋條左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定；(C)各花紋溝的寬度比為I:b2:......Vyb1:b2:......bn_2為不同的數(shù)值,所述
的花紋溝左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定；(d)設(shè)其中一花紋條有m個(gè)基礎(chǔ)節(jié)距，表示為P1, P2,…，Pni，且P1 < P2 < P3 <…< Pm ；( e )在所有或部分花紋基礎(chǔ)節(jié)距上刻花紋槽；(f)對(duì)每一花紋條的基礎(chǔ)節(jié)距進(jìn)行排序，得全胎花紋。作為優(yōu)選，所述的η為2 7的正整數(shù)。作為優(yōu)選，所述的B1:a2:……an_i以及Id1:b2:……bn_2均取無理數(shù)。作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，最大基礎(chǔ)節(jié)距與最小基礎(chǔ)節(jié)距的比值Pm/Pl < 1.5，且各節(jié)距之間的比取無理數(shù)。作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，在其基礎(chǔ)節(jié)距上溝槽的長(zhǎng)度尺寸、寬度尺寸、角度或弧度設(shè)計(jì)參數(shù)中，其中至少有一項(xiàng)呈一定規(guī)律變化。作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，相同的基礎(chǔ)節(jié)距連續(xù)排列不超過3個(gè)。作為優(yōu)選，該方法還包括花紋溝為非直線的情況，即構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為多樣化。作為再優(yōu)選，構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為向外凸或向內(nèi)凹。本發(fā)明通過合理設(shè)定各花紋條寬度、各花紋溝寬度，而且針對(duì)每一花紋條設(shè)定不同的基礎(chǔ)節(jié)距長(zhǎng)度和基礎(chǔ)節(jié)距排列，并且在每一基礎(chǔ)節(jié)距上通過一定的規(guī)則進(jìn)行花紋溝槽形狀的設(shè)計(jì)，從而確定所有的花紋基礎(chǔ)節(jié)距尺寸、溝槽形狀及排列。進(jìn)一步，通過確定各花紋條之間的比例系數(shù)、各花紋溝之間的比例系數(shù)，在花紋條數(shù)目和行駛面寬度確定的情況下，即可確定各花紋條和花紋溝的寬度。進(jìn)一步，通過確定各基礎(chǔ)節(jié)距的比例系數(shù)以及根據(jù)輪胎周長(zhǎng)，得出各花紋條基礎(chǔ)節(jié)距的長(zhǎng)度和塊數(shù)，并按一定的原則進(jìn)行排列。進(jìn)一步，將溝槽的長(zhǎng)度尺寸、寬度尺寸或角度等按一定的規(guī)則變化，從而確定花紋基礎(chǔ)節(jié)距塊上的溝槽形狀。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，通過合理控制各花紋塊或花紋槽的長(zhǎng)度比或?qū)挾缺龋箟K發(fā)聲和槽發(fā)聲的頻率分布在盡可能寬的頻帶上，使之接近于白噪聲。


圖1是采用此設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)效果圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，依據(jù)花紋條寬度、花紋溝寬度及各花紋條基礎(chǔ)節(jié)距長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果，繪制而成的框架圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在各花紋基礎(chǔ)節(jié)距上進(jìn)行有規(guī)律地繪制溝槽的示例。圖4是圖3中花紋條bWl三個(gè)基礎(chǔ)節(jié)距的溝槽形狀尺寸圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法用于各種不同類型輪胎的花紋設(shè)計(jì)。設(shè)將輪胎分成η條花紋帶，其寬度分別表示為bw1; bw2,…，bwn，使得〈…<bwn,則花紋溝數(shù)為 (n-1)，分別表示為gw1; gw2,…，gwn_1；使得〈…<gwn_1; —般η取2，3，4，5，6，7。假設(shè)花紋與地面接觸的寬度為W，則W= Cbw^bw2+*** +bwn) + (gw^+gwj …+gWj^ )取各花紋條寬度之間的比值為無理數(shù)，設(shè)Bw2Aw1=X21, Bw3Aw1=X31, bw3/bw2=x32,…，bwybwfXm, bwn/bw (n_0=xn (n-；o,各比例系數(shù)見下表 I。表I
_bwi bw2 bw3......bw (n_D_K,_
K__X31 x；n......X (n-mX111_
bw2___X32......x(n-m_￡a2_
bw3..........X (n-l) 3xn3_
bw (n-l)______Xn (n-l)_
bwnIllllX21、X31、...,xnl 以及 x32、...Jn0ri)皆為無理數(shù)，如▲,等，由于 “η)=bwn/bw (n_0= (xnl*bwl)/ (x
(n-l)
I^bw1) =xnl/x (n_0l。因此，只要xnl以及其之間比值都滿足無理數(shù)的條件，則可滿足此方法設(shè)計(jì)的要求。如果比例系數(shù)均取質(zhì)數(shù)的開方，則可以保證各花紋條的寬度比為無理數(shù)?；y溝的寬度比值設(shè)定與花紋條同理，其各比例系數(shù)見表2。
表權(quán)利要求
1.一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述方法包括花紋條數(shù)的確定、花紋條寬度的確定、花紋溝寬度的確定、各花紋基礎(chǔ)節(jié)距長(zhǎng)度和排列的確定以及基礎(chǔ)節(jié)距上花紋溝槽的確定，其內(nèi)容包括Ca)花紋條數(shù)為η，η為2 16的正整數(shù)；優(yōu)選η為2 的正整數(shù)； (b)各花紋條的寬度比為I叫a2 ......Ein-Pa1 a2 ......Slri為不同的數(shù)值,所述的花紋條左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定； (C)各花紋溝的寬度比為I A1 b2 ......b n_2, Id1 b2 ......b n_2為不同的數(shù)值,所述的花紋溝左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定； (d)設(shè)其中一花紋條有m個(gè)基礎(chǔ)節(jié)距，表示為P1,P2,…，Pm，且P1 < P2 < P3 ··< >; Ce)在所有或部分花紋基礎(chǔ)節(jié)距上刻花紋槽； Cf)對(duì)每一花紋條的基礎(chǔ)節(jié)距進(jìn)行排序，得全胎花紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，其特征在于a2……an_!以及Id1 b2 ......b n_2均取無理數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，其特征在于對(duì)于任一花紋條，最大基礎(chǔ)節(jié)距與最小基礎(chǔ)節(jié)距的比值Pm/ Pl < I. 5，且各節(jié)距之間的比取無理數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，其特征在于對(duì)于任一花紋條，在其基礎(chǔ)節(jié)距上溝槽的長(zhǎng)度尺寸、寬度尺寸、角度或弧度設(shè)計(jì)參數(shù)中，其中至少有一項(xiàng)呈一定規(guī)律變化；作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，相同的基礎(chǔ)節(jié)距連續(xù)排列不超過3個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，其特征在于該方法還包括花紋溝為非直線的情況，即構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為多樣化；作為優(yōu)選，所述的構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為向外凸或向內(nèi)凹。
6.一種低噪音輪胎，其特征在于該輪胎花紋具有以下的特點(diǎn) Ca)花紋條數(shù)為η，η為2 16的正整數(shù)；優(yōu)選η為2 的正整數(shù)； (b)各花紋條的寬度比為I叫a2 ......Ein-Pa1 a2 ......Slri為不同的數(shù)值,所述的花紋條左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定； (C)各花紋溝的寬度比為I A1 b2 ......b n_2, Id1 b2 ......b n_2為不同的數(shù)值,所述的花紋溝左右順序根據(jù)實(shí)際情況而定； (d)設(shè)其中一花紋條有m個(gè)基礎(chǔ)節(jié)距，表示為P1,P2,…，Pm，且P1 < P2 < P3 ··< >; Ce)在所有或部分花紋基礎(chǔ)節(jié)距上刻有花紋槽； Cf)對(duì)每一花紋條的基礎(chǔ)節(jié)距進(jìn)行排序，得全胎花紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎，其特征在于a1:a2:……an_i以及b1:b2 ......b n_2均取無理數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎，其特征在于對(duì)于任一花紋條，最大基礎(chǔ)節(jié)距與最小基礎(chǔ)節(jié)距的比值Pm/ Pl < I. 5，且各節(jié)距之間的比取無理數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎花紋，其特征在于對(duì)于任一花紋條，在其基礎(chǔ)節(jié)距上溝槽的長(zhǎng)度尺寸、寬度尺寸、角度或弧度設(shè)計(jì)參數(shù)中，其中至少有一項(xiàng)呈一定規(guī)律變化；作為優(yōu)選，對(duì)于任一花紋條，相同的基礎(chǔ)節(jié)距連續(xù)排列不超過3個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低噪音輪胎，其特征在于構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰的邊的形式為多樣化；作為優(yōu)選，所述的構(gòu)成花紋條的花紋基礎(chǔ)節(jié)距與花紋溝相鄰 的邊的形式為向外凸或向內(nèi)凹。
全文摘要
本發(fā)明涉及輪胎領(lǐng)域，尤其涉及一種低噪音輪胎及其花紋的設(shè)計(jì)方法。一種低噪音輪胎花紋的設(shè)計(jì)方法，所述方法包括花紋條數(shù)的確定、花紋條寬度的確定、花紋溝寬度的確定、各花紋基礎(chǔ)節(jié)距長(zhǎng)度和排列的確定以及基礎(chǔ)節(jié)距上花紋溝槽的確定。本發(fā)明另外還公開了采用上述的方法設(shè)計(jì)的低噪音輪胎。本發(fā)明通過合理控制各花紋塊或花紋槽的長(zhǎng)度比或?qū)挾缺?，使塊發(fā)聲和槽發(fā)聲的頻率分布在盡可能寬的頻帶上，使輪胎噪音接近于白噪聲。
文檔編號(hào)B60C11/03GK103253089SQ20131008072
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者朱振華, 陳弘 申請(qǐng)人:杭州中策橡膠有限公司