趙洪玲，李紅衛(wèi)，王 鈺，吳長(zhǎng)輝，田 健，陳 虎

[特拓（青島）輪胎技術(shù)有限公司，山東 青島 266000]

城市噪聲主要有交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲等。輪胎噪聲是汽車噪聲的主要來源之一，也是城市道路噪聲污染的一部分。輪胎噪聲無法完全避免，但通過一些降噪方法可以在一定程度上得到緩解。

近年來，輪胎企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)相繼增大了在輪胎噪聲產(chǎn)生機(jī)理研究和低噪聲輪胎設(shè)計(jì)方面的投入。由于汽車技術(shù)的快速發(fā)展，車輛行駛速度有了大幅提高，輪胎噪聲與行駛速度成正比，因此輪胎噪聲顯著增大。當(dāng)車輛行駛速度超過50 km·h-1時(shí)，輪胎與路面接觸產(chǎn)生的噪聲將是汽車噪聲的主要組成，能達(dá)到整車噪聲的30%左右[1]。目前，降低汽車噪聲和噪聲污染研究的主要對(duì)象之一就是輪胎。國(guó)內(nèi)外知名輪胎品牌紛紛推出自己的低噪聲輪胎產(chǎn)品和低噪聲技術(shù)，低噪聲輪胎技術(shù)市場(chǎng)需求廣泛。

1 輪胎噪聲產(chǎn)生的機(jī)理

1.1 噪聲產(chǎn)生原因及分類

造成汽車行駛中噪聲大的因素很多，如發(fā)動(dòng)機(jī)異響，剎車片偏磨異響，剎車盤不平整等，這些現(xiàn)象其實(shí)是比噪聲更加嚴(yán)重的問題，但輪胎噪聲因持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)讓人非常煩躁。

輪胎噪聲可以分為直接噪聲和間接噪聲。直接噪聲指車輛行駛中輪胎與路面相互作用、輪胎與空氣相互作用、輪胎自身產(chǎn)生的噪聲。直接噪聲分為胎面花紋噪聲（噪聲較高）、道路噪聲（噪聲較低）以及嘯叫噪聲（噪聲尖銳）。間接噪聲就是輪胎的變形、振動(dòng)等間接原因產(chǎn)生的噪聲。當(dāng)車輛在干燥路面上的行駛速度大于45 km·h-1時(shí)，輪胎直接噪聲為車輛的主要噪聲；當(dāng)車輛在濕滑路面上行駛時(shí)，即使速度慢，直接噪聲也會(huì)明顯大于其他噪聲，從而成為車輛最主要的噪聲來源。車輛行駛速度越快、負(fù)荷越大，輪胎噪聲的能量級(jí)就越高，在汽車行駛噪聲中所占的比例也就越大。

因輪胎規(guī)格、胎面形狀、花紋種類以及輪胎行駛條件的差異，輪胎噪聲發(fā)生的幾率也不相同。按照發(fā)聲部位以及花紋種類不同，輪胎噪聲又可以分為以下3種。

（1）胎面花紋噪聲。其屬于比較高的噪聲。在車輛行駛過程中，胎面花紋溝槽與地面耦合形成多個(gè)半封閉的空腔，產(chǎn)生花紋溝槽泵浦噪聲。20世紀(jì)70年代Hayden首次發(fā)現(xiàn)泵浦效應(yīng)[2]，他認(rèn)為在輪胎與地面接觸的過程中，空氣被快速吸入花紋溝并被壓縮，然后在花紋塊離開接地面時(shí)排出，從而產(chǎn)生類似“氣泵作用”（見圖1）發(fā)出的聲音。

圖1 輪胎“氣泵作用”示意

泵浦噪聲產(chǎn)生機(jī)理還有另一種觀點(diǎn)，即由于橡膠有彈性，在輪胎滾動(dòng)過程中，胎面會(huì)因受力而發(fā)生變形，且花紋不斷接觸地面?；y塊接觸地面時(shí)被壓縮，一部分空氣從花紋溝槽內(nèi)沿花紋塊前沿排出，形成較強(qiáng)的類似噴射的噪聲；輪胎繼續(xù)向前行駛，被擠壓的花紋溝槽得到釋放，空間膨脹恢復(fù)而吸入空氣，產(chǎn)生較弱的類似進(jìn)氣的噪聲。所以一般靜音輪胎的花紋不能太密，以降低這些空氣擠壓和膨脹產(chǎn)生的泵浦噪聲。路面的凹凸不平處也會(huì)因泵浦效應(yīng)發(fā)聲。

（2）輪胎振動(dòng)噪聲。是指在外界激勵(lì)下，輪胎胎面和胎側(cè)產(chǎn)生振動(dòng)而引起的噪聲，也是輪胎噪聲的主要來源之一。輪胎振動(dòng)噪聲又分為沖擊振動(dòng)噪聲、滑移振動(dòng)噪聲、復(fù)原振動(dòng)噪聲、路面振動(dòng)噪聲、輪胎振鳴噪聲。

①在車輛行駛過程中，輪胎撞擊地面發(fā)生變形從而產(chǎn)生向前的一個(gè)沖擊力，導(dǎo)致胎面和胎側(cè)都發(fā)生一定的形變，在變形和恢復(fù)過程中產(chǎn)生的噪聲稱為輪胎沖擊振動(dòng)噪聲。

②在輪胎行駛過程中，輪胎接地面上的花紋塊和地面在位移上發(fā)生一定的偏差，導(dǎo)致花紋塊在摩擦力作用下發(fā)生振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲稱為滑移振動(dòng)噪聲。

③在輪胎行駛過程中，發(fā)生位移的花紋塊離開接地面后恢復(fù)變形，在恢復(fù)變形過程中產(chǎn)生的噪聲稱為復(fù)原振動(dòng)噪聲。

④在車輛行駛過程由于路面凹凸不平激勵(lì)產(chǎn)生的噪聲稱為路面振動(dòng)噪聲。

⑤當(dāng)汽車起步、急轉(zhuǎn)向或急剎車操作時(shí)，輪胎和道路接觸面發(fā)生局部自激振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲稱為振鳴噪聲，其頻率一般為500～1 000 Hz[3]。

（3）無花紋光面輪胎的隨機(jī)“沙沙”聲。光面輪胎在干燥路面上的抓著力和操縱穩(wěn)定性高于有花紋輪胎，常用于比賽場(chǎng)地。光面輪胎的表面并不是絕對(duì)光滑，路面上也存在著一些小沙粒和凹坑，胎面與地面之間會(huì)形成許多小空腔。在輪胎旋轉(zhuǎn)過程中這些空腔被壓縮和膨脹就會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的隨機(jī)“沙沙”聲，相當(dāng)于有花紋輪胎的胎面花紋噪聲。光面輪胎的空腔數(shù)量和大小、與地面的接觸位置都是隨機(jī)的。光面輪胎的噪聲主要有輪胎與地面接觸時(shí)的摩擦聲，路面凹凸不平導(dǎo)致輪胎的加振聲，以及路面凹陷導(dǎo)致的泵浦噪聲等[4]。

1.2 噪聲的擴(kuò)音現(xiàn)象

在輪胎行駛過程中，噪聲有喇叭口效應(yīng)和管腔共振效應(yīng)兩種擴(kuò)音現(xiàn)象。

（1）喇叭口效應(yīng)。輪胎與路面在接地面的前后方形成兩個(gè)喇叭口形狀的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)由不同音源形成的所有噪聲都會(huì)被擴(kuò)大（見圖2）。

（2）管腔共振效應(yīng)。聲音的本質(zhì)就是振動(dòng)，空氣在振動(dòng)的同時(shí)也產(chǎn)生了噪聲。如果輪胎花紋溝尤其是圓形花紋溝槽內(nèi)的空氣開始共鳴，那么輪胎與地面接觸所產(chǎn)生的噪聲就會(huì)被擴(kuò)大，然后空氣開始在網(wǎng)狀系統(tǒng)內(nèi)振動(dòng)（見圖2），就像管樂器內(nèi)的空氣一樣。噪聲頻率經(jīng)過管腔共振效應(yīng)擴(kuò)大后一般會(huì)達(dá)到1 000 Hz左右。

圖2 噪聲擴(kuò)音示意

1.3 噪聲的產(chǎn)生機(jī)制

綜上所述，可以歸納出輪胎噪聲的產(chǎn)生機(jī)制，如圖3所示。

圖3 輪胎噪聲產(chǎn)生機(jī)制

輪胎噪聲按傳播途徑可以分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。車內(nèi)噪聲主要指經(jīng)由車身傳遞到車內(nèi)的噪聲，其頻率范圍為80～100 Hz；車外噪聲指外部傳遞到車內(nèi)的形式噪聲，也是歐盟輪胎標(biāo)簽法規(guī)定的噪聲，其頻率范圍為300～3 000 Hz[5]。

1.4 噪聲的影響因素

1.4.1 路面類型

輪胎噪聲與路面發(fā)生耦合作用，因此輪胎噪聲與路面類型息息相關(guān)。車輛在光滑路面上行駛時(shí)，噪聲主要為泵浦噪聲；在粗糙路面上行駛時(shí)，路面的沖擊振動(dòng)噪聲成為主要噪聲來源。

路面的粗糙程度分為微觀和宏觀粗糙，宏觀粗糙標(biāo)準(zhǔn)差范圍為0.1～10 mm，微觀粗糙標(biāo)準(zhǔn)差范圍為0.001～0.1 mm。路面的粗糙度可以分為4種情況（見圖4）。在宏觀粗糙路面上行駛的車輛雖然會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，但乘客感知到的主要是聽覺干擾，大部分聲能低于800 Hz。

圖4 路面粗糙度種類

輪胎噪聲比較低的路面類型有：多孔隙瀝青混凝土路面、碎石瀝青瑪蹄脂路面、小粒徑超薄瀝青混凝土路面、低噪聲水泥混凝土路面、橡膠混凝土路面、橡膠瀝青路面和橡膠混凝土路面等[6]。

1.4.2 輪胎胎面花紋形式

花紋溝的噪聲來源主要是輪胎花紋溝中空氣先壓縮后膨脹產(chǎn)生的泵浦效應(yīng)。不同的花紋溝槽設(shè)計(jì)直接導(dǎo)致輪胎泵浦噪聲聲強(qiáng)的不同。

在輪胎輪廓設(shè)計(jì)過程中，花紋溝深度有差異，但不同花紋溝槽的體積壓縮比可能比較接近，即花紋溝內(nèi)噪聲振幅相等。噪聲總聲壓與花紋溝槽體積成正比，因此花紋溝的噪聲與花紋溝深度關(guān)系不大，主要取決于花紋溝的長(zhǎng)度和寬度。

另外，泵浦噪聲與花紋溝的走向也有關(guān)系，花紋塊接地部分溝槽的長(zhǎng)度決定了噪聲頻率?；y溝槽有橫溝、縱溝和斜溝等。橫溝更容易形成封閉的型腔，產(chǎn)生更大的噴射流壓強(qiáng)，在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)過程中不斷吸氣、排氣，因此泵浦噪聲持續(xù)存在；而在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)過程中縱向溝槽內(nèi)空氣流動(dòng)較為順暢，受壓時(shí)容易排出，不會(huì)產(chǎn)生較大的空氣壓差，泵浦噪聲小從而可以忽略；斜溝存在一定角度，車輛行駛過程中花紋溝接地時(shí)間介于橫溝和縱溝之間，空氣的壓縮和釋放比較緩慢，聲壓幅值相對(duì)較小。因此從花紋溝形式來看，泵浦噪聲主要來源是橫向溝槽，而縱溝幾乎不發(fā)聲。輪胎結(jié)構(gòu)和花紋溝槽的設(shè)計(jì)同時(shí)影響了輪胎的安全性、耐磨性能、乘坐舒適性、操控性和燃油經(jīng)濟(jì)性等，因此輪胎花紋的設(shè)計(jì)過程是尋找這些性能的平衡點(diǎn)，根據(jù)適配車型的特點(diǎn)有不同的側(cè)重[7]。

1.4.3 花紋設(shè)計(jì)參數(shù)

輪胎花紋都是按照節(jié)距以一定的規(guī)律排列的，節(jié)距由花紋塊和花紋溝組成。節(jié)距種類、節(jié)距排列、節(jié)距比例以及花紋塊錯(cuò)位值對(duì)輪胎的花紋噪聲都有直接的影響。

（1）節(jié)距種類是影響胎面噪聲的主要因素。花紋塊接地前沿撞擊地面時(shí)，撞擊速率由節(jié)距的相互跟隨速度決定。如果整個(gè)輪胎是一個(gè)單節(jié)距花紋，那么噪聲頻譜就會(huì)形成非常有規(guī)律的節(jié)奏（見圖5）。因此，如果要對(duì)輪胎噪聲進(jìn)行優(yōu)化，可以選擇多個(gè)節(jié)距種類，并作出一種噪聲頻譜峰值最小的節(jié)距排列。

圖5 單節(jié)距花紋節(jié)距噪聲頻譜

（2）節(jié)距排列順序也稱為節(jié)距序列。如果節(jié)距以固定的規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)，頻譜峰值將會(huì)有規(guī)律地在某些頻率處疊加，從而產(chǎn)生很大的噪聲，如圖6所示（A，B，C 3種節(jié)距的排列方式為AAABBBCCC……）。

圖6 固定規(guī)律排列花紋節(jié)距噪聲頻譜

（3）節(jié)距比例。劃分節(jié)距時(shí)為了避免節(jié)距噪聲頻譜的峰值集中在某一區(qū)域，也就是能量集中，節(jié)距比例的取值以不接近整數(shù)的無理數(shù)比為最好，其次為素?cái)?shù)比，最差的是倍數(shù)比[8]。

圖7所示為不同節(jié)距比例的節(jié)距噪聲頻譜，其中圖7（a），（b），（c）的節(jié)距比例分別為無理數(shù)比、素?cái)?shù)比、倍數(shù)比。對(duì)比其噪聲頻譜峰值及能量集中情況可知，節(jié)距比例為無理數(shù)比的節(jié)距噪聲頻譜是最佳選擇。

圖7 不同節(jié)距比例的節(jié)距噪聲頻譜

（4）花紋塊錯(cuò)位。花紋塊之間的相對(duì)位移稱為花紋塊錯(cuò)位。輪胎的每個(gè)花紋塊都可以分析得到噪聲頻譜，經(jīng)過傅里葉變換，噪聲頻譜可以拆分為不同的正余弦曲線，通過正余弦同相疊加、異相相消的原理，可以降低花紋噪聲頻譜峰值。

1.4.4 胎面膠硬度

從理論上來說，胎面膠硬度越大，噪聲也越大。因此選擇合適的胎面膠配方對(duì)降低輪胎噪聲非常重要，同時(shí)也需要在輪胎燃油經(jīng)濟(jì)性、操控性能及耐磨性能等之間找到合適的平衡點(diǎn)。

1.4.5 輪胎剛度及均勻性

胎面和胎側(cè)的振動(dòng)、輪胎與路面撞擊及輪胎滑動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。如果這個(gè)振動(dòng)頻率與輪胎的固有頻率接近或一致就會(huì)引起輪胎共振，產(chǎn)生比較大的噪聲。輪胎轉(zhuǎn)彎時(shí)胎側(cè)剛性不同導(dǎo)致輪胎與路面摩擦，產(chǎn)生噪聲。輪胎的均勻性決定了車輛行駛過程中輪胎的動(dòng)平衡性能，從而影響車輛的振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲。

2 輪胎降噪技術(shù)

降噪方案一般是針對(duì)多種噪聲的降噪，也有的是針對(duì)某種特定噪聲的降噪。不同輪胎采用的降噪方案不同，但原理基本相同。輪胎降噪不能完全消除噪聲，如何運(yùn)用多種降噪技術(shù)研發(fā)出低噪聲、舒適性高的輪胎，是目前輪胎技術(shù)開發(fā)的重要課題之一。

輪胎噪聲的影響因素主要是輪胎結(jié)構(gòu)、配方和胎面花紋等，輪胎降噪也主要是從這幾方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破?，F(xiàn)有的輪胎降噪技術(shù)包括：改變花紋形式，調(diào)整花紋設(shè)計(jì)參數(shù)、有效降低噪聲頻率；在胎面內(nèi)部附著涂層、靜音海綿或聚酯泡沫層等；配方中采用新型特殊材料以吸收噪聲。

2.1 花紋形式及角度調(diào)整

在橫溝、縱溝和斜溝這3種花紋溝中，噪聲最高的是橫溝，其次是斜溝，噪聲最低的是縱溝。因此可以修改花紋溝的形狀、減少封閉的型腔，從而降低輪胎噪聲，同時(shí)，盡量避免出現(xiàn)橫向花紋溝，肩部花紋溝可以選用沿氣流方向漸變溝槽設(shè)計(jì)?；y設(shè)計(jì)盡量避免窄頻范圍內(nèi)出現(xiàn)峰值，從而降低噪聲的總體幅值。

具體措施如下：（1）盡量減小橫向花紋溝的數(shù)量，橫向花紋采用細(xì)條狀設(shè)計(jì)（比如鋼片設(shè)計(jì)），從而降低橫溝的泵浦噪聲及過大花紋塊拍擊路面的振動(dòng)噪聲，并且不影響輪胎的操控性能；（2）對(duì)周向角度接近90°的花紋溝進(jìn)行優(yōu)化，單純從降噪角度考慮的話，花紋溝角度越小越好；（3）花紋溝長(zhǎng)度越大，花紋溝槽的共振頻率越低，因此可以適當(dāng)加大花紋溝長(zhǎng)度，并盡量避免喇叭口效應(yīng)的發(fā)生；（4）兩端完全封閉的溝會(huì)發(fā)生較強(qiáng)的亥姆霍茲效應(yīng)，花紋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免此現(xiàn)象，但肩部花紋可采用封閉肋條或者臺(tái)階設(shè)計(jì)，避免肩部花紋溝的空氣流進(jìn)入縱向溝槽發(fā)生共鳴；（5）一般來說，花紋溝比較深的話，進(jìn)入溝槽的空氣量較大，因此可以適當(dāng)降低花紋溝深度來降噪；（6）適當(dāng)調(diào)整花紋塊之間的錯(cuò)位值，花紋設(shè)計(jì)避免角度和寬度一成不變的現(xiàn)象；（7）在花紋溝槽增加一些降噪設(shè)計(jì)，如消音槽、消音壁、靜音壁等。

2.2 節(jié)距優(yōu)化設(shè)計(jì)

選取最優(yōu)的節(jié)距種類、節(jié)距排列、節(jié)距比例。具體措施如下：（1）節(jié)距比例選用無理數(shù)比；（2）采用不等節(jié)距，一般采用3種或5種節(jié)距，節(jié)距總數(shù)及每種節(jié)距的數(shù)量均采用素?cái)?shù)[9]；（3）輪胎周向上采用優(yōu)化的節(jié)距排列，同時(shí)為了避免輪胎的不均勻性，建議相鄰相同節(jié)距數(shù)最大為4；避免花紋的剛度出現(xiàn)大的變化，引起輪胎不規(guī)則的磨損，節(jié)距排列需要排除最大和最小節(jié)距相鄰。

2.3 其他方法

除了花紋形式和角度調(diào)整、節(jié)距優(yōu)化等，也可以通過以下幾個(gè)方面降低噪聲。

（1）胎面采用滾動(dòng)阻力低、抓著力大的高彈性膠料配方，降低胎面膠硬度。

（2）降低胎冠和胎側(cè)剛度，減小對(duì)路面的沖擊，也可有效降低噪聲。

（3）提高輪胎的動(dòng)平衡均勻性，減少胎面的彈性振動(dòng)，避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。

3 低噪聲輪胎的設(shè)計(jì)

根據(jù)以上降噪技術(shù)要點(diǎn)設(shè)計(jì)205/60R16低噪聲不對(duì)稱花紋轎車輪胎。本設(shè)計(jì)采用了合理的花紋設(shè)計(jì)（花紋溝和花紋塊分布）、節(jié)距比例及個(gè)數(shù)，利用計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)化了節(jié)距排列順序，并運(yùn)用噪聲分析軟件進(jìn)行了輪胎花紋噪聲預(yù)測(cè)和分析。

3.1 花紋設(shè)計(jì)

輪胎花紋如圖8所示?？v向溝槽底部采用拔模角及圓弧來降低縱溝的泵浦噪聲；花紋塊肋條用細(xì)小的鋼片設(shè)計(jì)進(jìn)行分割來降低滾動(dòng)阻力；花紋內(nèi)外側(cè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)腻e(cuò)位，采用細(xì)小溝槽設(shè)計(jì)。

圖8 輪胎花紋

3.2 節(jié)距排列

節(jié)距噪聲判定標(biāo)準(zhǔn)為：頻譜的峰值和Filter值越低，該節(jié)距排列的花紋噪聲性能越好。

本設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)距排列進(jìn)行優(yōu)化，采用多節(jié)距變化的花紋，使特定頻率下集中音分散成較寬頻帶的音，使聲音整體平滑，從而不易被人察覺[10]。

優(yōu)化后的節(jié)距噪聲頻譜如圖9所示，頻譜分析結(jié)果如表1所示。

從圖9和表1可以看出，節(jié)距排列優(yōu)化后，節(jié)距噪聲性能優(yōu)異。

表1 優(yōu)化后的節(jié)距噪聲頻譜分析

圖9 優(yōu)化后的節(jié)距噪聲頻譜

3.3 花紋錯(cuò)位

利用軟件計(jì)算出每個(gè)分析軌道的噪聲頻譜，通過對(duì)各軌道的數(shù)據(jù)分析，定位出對(duì)花紋噪聲影響大的區(qū)域，進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化，并對(duì)花紋塊的位置進(jìn)行了最優(yōu)化調(diào)整?；y分析軌道分布及各軌道的噪聲頻譜如圖10所示。

圖10 花紋分析軌道分布及各軌道的噪聲頻譜

花紋塊位置的優(yōu)化調(diào)整過程及結(jié)果如表2所示。由表2可知，經(jīng)過花紋錯(cuò)位優(yōu)化后，軟件分析的花紋噪聲從56.9 dB（A）降到55.3 dB（A）。

表2 花紋錯(cuò)位優(yōu)化過程及結(jié)果

3.4 噪聲分析及預(yù)測(cè)

3.4.1 噪聲分析軟件驗(yàn)證

運(yùn)用輪胎花紋噪聲分析軟件可以得到輪胎的噪聲-頻率曲線，從而分析輪胎花紋噪聲。從歷史數(shù)據(jù)中選取4個(gè)規(guī)格參考輪胎205/65R15，225/60R16，225/60R15，215/55R17，對(duì)其花紋噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件分析對(duì)比，結(jié)果見圖11和表3。

圖11 參考輪胎花紋噪聲分析曲線

表3 參考輪胎花紋噪聲驗(yàn)證分析結(jié)果 dB（A）

由圖11和表3可知，4種參考輪胎花紋噪聲的實(shí)際測(cè)試結(jié)果與軟件分析結(jié)果符合性較好，從而驗(yàn)證了利用噪聲分析軟件可以進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的輪胎花紋噪聲水平預(yù)測(cè)。

3.4.2 設(shè)計(jì)花紋的噪聲分析及預(yù)測(cè)

利用輪胎花紋噪聲分析軟件計(jì)算得到本設(shè)計(jì)205/65R15規(guī)格輪胎的噪聲-頻率曲線，分析了設(shè)計(jì)花紋的噪聲，并在積累大量輪胎測(cè)試數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)的前提下，對(duì)比4個(gè)規(guī)格參考 輪 胎（205/65R15，215/55R17，195/65R15，225/60R15）的噪聲分析歷史數(shù)據(jù)，對(duì)新開發(fā)的輪胎產(chǎn)品進(jìn)行噪聲水平預(yù)測(cè)。

輪胎花紋噪聲分析曲線對(duì)比如圖12所示，噪聲分析數(shù)據(jù)如表4所示。

圖12 輪胎花紋噪聲分析曲線對(duì)比

表4 輪胎花紋噪聲分析 dB（A）

從表4可以看出，本設(shè)計(jì)的205/60R16規(guī)格輪胎的花紋噪聲值、1/3倍頻最大值及1/3倍頻噪聲值均低于4個(gè)參考輪胎。其中205/65R15規(guī)格參考輪胎的噪聲實(shí)測(cè)值為68 dB（A），因此可推斷，經(jīng)過優(yōu)化以后205/60R16規(guī)格輪胎的噪聲預(yù)測(cè)值不大于68 dB（A）。

4 結(jié)語

低噪聲轎車輪胎的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為采用優(yōu)化的節(jié)距及花紋溝槽設(shè)計(jì)、選擇合適的胎面膠、減小胎冠和胎側(cè)剛度等。運(yùn)用合理的計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)化花紋形式并合理配置花紋溝和花紋塊，可以有效降低輪胎的噪聲。本工作在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一款噪聲預(yù)測(cè)值不大于68 dB（A）的靜音轎車輪胎。

運(yùn)用輪胎花紋噪聲分析軟件，使輪胎的設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)和分析，對(duì)輪胎性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，大大提高了設(shè)計(jì)效率和成功率，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了研發(fā)費(fèi)用。