[发明专利]一种低噪音轮胎及其花纹的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎领域，尤其涉及一种低噪音轮胎及其花纹的设计方法。 

背景技术

轮胎花纹是影响轮胎噪音的最主要的因素之一。如何优化轮胎花纹结构，改善轮胎花纹噪音越来越成为广大轮胎设计者关注的课题。 

普利司通专利CN101528483A公开了一种花纹条的凸块数变化的轮胎胎面花纹基础间距的设计方法。其对各花纹条组的凸块数目进行了严格的定义。 

目前轮胎花纹的主要结构有轴对称结构、中心对称结构等，这样的结构可以方便花纹设计、花纹绘制、模具加工，可以加快花纹开发进度，并且比较美观，但对降低轮胎花纹噪音方面并无优势，即使采用了对基础节距进行不同尺寸设计、优化基础节距排序、节距错位等手段，但对花纹噪音的降低是有限的。要更大幅度地降低轮胎花纹噪音，必须采用新的轮胎花纹设计手段。 

假设轮胎的周向速度为v_轮，花纹块的纵向长度为l_纵，声波的传播速度为v_声， 

则该花纹块从接地到离地需要的时间为 

t=l_纵/v_轮

得该花纹块发声的波长为 

λ=t*v_声

发声的基频为 

f₀=1/λ=(v_轮/v_声)*（1/l_纵） 

设v_轮和v_声为常数，则基频与花纹块的纵向长度成反比。 

花纹块的横向发声与纵向发声原理相同。 

花纹纵沟的发声对整个轮胎的噪声贡献很小，如果考虑其影响，则纵沟的发声与其宽度有关。 

发明内容

为了解决轮胎花纹噪声问题，本发明的一个目的是提供一种低噪音轮胎花纹的设计方法，本发明的另外一个目的是提供采用上述的方法设计的低噪音轮胎。本发明通过合理控制各花纹块或花纹槽的长度比或宽度比，使块发声和槽发声的频率分布在尽可能宽的频带上，使轮胎噪音接近于白噪声。 

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案： 

一种低噪音轮胎花纹的设计方法，所述方法包括花纹条数的确定、花纹条宽度的确定、花纹沟宽度的确定、各花纹基础节距长度和排列的确定以及基础节距上花纹沟槽的确定，其内容包括： 

（a）花纹条数为n，n为2～16的正整数； 

（b）各花纹条的宽度比为1：a₁：a₂：……a_n-1，a₁：a₂：……a_n-1为不同的数值，所述的花纹条左右顺序根据实际情况而定； 

（c）各花纹沟的宽度比为1：b₁：b₂：……b_n-2，b₁：b₂：……b_n-2为不同的数值，所述的花纹沟左右顺序根据实际情况而定； 

（d）设其中一花纹条有m个基础节距，表示为P₁，P₂，…，P_m，且P₁＜P₂＜P₃＜…＜P_m； 

（e）在所有或部分花纹基础节距上刻花纹槽； 

（f）对每一花纹条的基础节距进行排序，得全胎花纹。 

作为优选，所述的n为2～7的正整数。 

作为优选，所述的a₁：a₂：……a_n-1以及b₁：b₂：……b_n-2均取无理数。 

作为优选，对于任一花纹条，最大基础节距与最小基础节距的比值Pm/P1＜1.5，且各节距之间的比取无理数。 

作为优选，对于任一花纹条，在其基础节距上沟槽的长度尺寸、宽度尺寸、角度或弧度设计参数中，其中至少有一项呈一定规律变化。 

作为优选，对于任一花纹条，相同的基础节距连续排列不超过3个。 

作为优选，该方法还包括花纹沟为非直线的情况，即构成花纹条的花纹基础节距与花纹沟相邻的边的形式为多样化。作为再优选，构成花纹条的花纹基础节距与花纹沟相邻的边的形式为向外凸或向内凹。