[发明专利]轮胎和车轮噪声减小装置与系统

说明书

相关申请

本专利申请根据35U.S.C.§119要求2005年6月24日申请的、 名称为“轮胎和车轮噪声吸收装置与系统”的60/694018号美国临时 专利申请的优先权，上面标识的优先权申请的整个公开内容在此全部 并入作为参考。

技术领域

本发明总的涉及减小来自轮胎和车轮的车辆噪声，具体地说，本 发明涉及一种声音减小装置，其设置在由轮胎和轮胎安装于其上的车 轮所形成的内部空气室中。

发明背景

当汽车轮胎接触路面时，它们产生相当大的噪声。在某些车辆中， 在25mph以上的速度，轮胎噪声可能比全部其他的汽车噪声源联合起 来还大，因而，汽车和轮胎制造商每年都在减小轮胎噪声的研究和研 制上花费大量资源。

轮胎噪声由许多来源引起。例如，轮胎噪声由下列因素导致：(1) 由于轮胎与路面接触引起的轮胎变形而激励内部轮胎空气室所产生的 低频冲击波；(2)由于轮胎在道路接触处的挠曲引起的空气室激励而 引起的低频轮胎结构振鸣；(3)由临时夹在胎面和路面之间的空气引 起的高频外部胎面空气压缩；和(4)由轮胎和路面之间的摩擦引起的 高频接触刮擦。

一些胎面空气压缩噪声是不可避免的。例如，胎面空气压缩起作 用以通过压缩道路接触处的水和空气且然后在胎面释放处使混合物膨 胀，将水从胎面接触面清除。另外，一些接触刮擦噪声是不可避免的， 这是因为轮胎具有有限的附着力，其与路面产生摩擦和噪声。

来自轮胎变形的冲击波能量从胎面接触区域传递到内部轮胎空气 室中，内部轮胎空气室由轮胎和轮胎安装于其上的车轮形成。传递到 内部轮胎空气室中的能量仅仅通过轮胎振鸣和与车轮的噪声耦合消 散。这种轮胎振鸣和噪声耦合包括轮胎噪声总量的大部分。

用于减小轮胎噪声的传统方法有几个缺陷。特别地，那些方法没 有有效地吸收与产生轮胎噪声的冲击波相关的低频能量(例如，在 800Hz以下)。当轮胎产生相当大的低频能量时，有效的轮胎噪声吸收 器应该减小由这种低频能量产生的噪声，然而，传统的方法没有充分 地减小该噪声。另外，低频噪声增大了感觉到的由胎面空气压缩和轮 胎刮擦产生的高频噪声，因而，传统的方法由于不能减小低频能量噪 声，从而不能减小感觉到的高频轮胎噪声。其他缺陷包括当使用传统 方法时将轮胎安装到车轮的困难性，如果传统方法在车辆运转过程中 失效而导致的可能的损害，和传统方法的低效率。

存在传统的低频噪声吸收方法，然而，这种传统方法对于小的内 部空气室如轮胎的空气室不可行。这种传统的低频吸收方法对于轮胎 空气室来说太大，将会妨碍轮胎膨胀，不是有效的，和/或如果与轮胎 结合使用会造成安全事故。

因而，在本领域中需要减小由轮胎和轮胎安装于其上的车轮所产 生的或在轮胎和轮胎安装于其上的车轮内所产生的噪声。特别地，在 本领域中需要通过吸收或减小轮胎的内部空气室中的能量来减小轮胎 噪声。更特别地，需要一种当在小的内部空气室如轮胎的空气室内操 作时能吸收或减小低频能量的轮胎噪声吸收器/减小器。

发明内容

一种用于减小轮胎噪声的装置能吸收和减小产生轮胎噪声的低频 能量，该装置能通过将具有阻挡气流的隔挡件的容器交替地增压和降 压来吸收声音冲击波，阻挡流动的隔挡件使进入和离开容器的压力流 衰减以使穿过隔挡件的冲击波衰减。另外，容器的阻挡流动的元件中 的摩擦力将声能转变成热能，从而使声音减弱。另外，一种混合装置 能具有阻挡气流的腔吸收器的元件和摩擦吸收器的元件。

根据一个方面，轮胎噪声吸收装置可以包括多层阻挡气流材料， 在每个层中都具有多个开口。所述层可以装配起来以使得每个层的开 口相对于相邻层的重叠部分偏移，当轮胎是静止的且所述层是松弛的 时，偏移的开口允许空气穿过所述层，从而允许轮胎的完全膨胀。重 叠的层可以结合到车轮或直接结合到轮胎以形成重叠元件圈。当使汽 车移动且轮胎开始旋转时，离心力迫使重叠的层向外并合起来以密封 开口的空气通道和形成车轮与织物层之间的阻挡气流腔。具体地说， 迫使内层向外紧靠在外层上，内层中的开口由外层密封，外层中的开 口由内层密封。所述层限制层的轮胎(外)侧和层的车轮(内)侧之 间的气流，从而当空气穿过所述层时吸收低频能量噪声。