一种轮胎空腔共鸣的抑制方法及装置与流程

[0001]
本发明涉及充气轮胎领域，尤其涉及一种轮胎空腔共鸣抑制的方法及装置。


背景技术：

[0002]
由于早期技术人员降低交通噪声的主要着力点放在发动机噪声及传动系噪声，对轮胎噪声的重视程度不够，伴随发动机、传动系噪声的逐渐降低导致轮胎噪声的问题日益凸显，而在众多的轮胎噪声类型中，轮胎空腔共鸣噪声对于环境及驾乘者的影响最大，且采用一般的噪声消除方法解决空腔共鸣噪声是非常困难的。轮胎空腔共鸣是在轮胎在使用过程中，由于路面激励使得轮胎与轮辋之间的环形高压气腔发生振动，当空气振动频率与轮胎结构振动频率相近时发生。由轮胎空腔共鸣产生的轮胎空腔共鸣噪声通常在200～300hz的频率范围内，轮胎空腔共鸣可由车轴传递到驾驶室内，进行影响车辆乘坐舒适性。
[0003]
根据空腔共鸣的原理，在整车底盘设计时，可以预先计算轮胎空腔频率，并使底盘零部件固有频率与轮胎空腔频率错开，从而抑制轮胎空腔共鸣。目前行业内获取轮胎空腔频率常用的获得方法有：轮胎有限元仿真分析方法和力传函测试法等，具体地，轮胎有限元仿真分析需要详细的轮胎图纸和材料参数，建模时间长；力传函测试法需要使用lms软件，且必须轮胎加工模具生成后才能测试，耗时长及成本高。因此，如何快速便捷获取轮胎空腔频率并调整部件从而抑制轮胎空腔共鸣，在轮胎噪声的消除中显得尤为重要。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供了一种轮胎空腔共鸣的抑制方法及装置，用于快速计算得出的轮胎空腔频率，并将汽车底盘零部件中固有频率与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件进行适当更换，从而有效抑制轮胎空腔共鸣。
[0005]
第一方面，本发明提供的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法，包括：
[0006]
测量轮胎的胎冠厚度；
[0007]
获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；
[0008]
依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；
[0009]
基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；
[0010]
依次检测汽车底盘零部件的固有频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息。
[0011]
优选地，所述基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率的步骤，包括：
[0012]
基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔半径计算公式，得到空腔半径；
[0013]
根据所述空腔半径和所述空腔频率计算公式，得到所述轮胎空腔频率。
[0014]
优选地，所述空腔半径计算公式具体为：
[0015][0016]
其中，r为空腔半径，r为轮胎半径，h
’
为胎冠厚度，d为轮辋半径，h为轮辋槽底深度。
[0017]
优选地，所述空腔频率计算公式具体为：
[0018][0019]
其中，f为轮胎空腔频率，c为音速，π为圆周率。
[0020]
优选地，所述依据所述断面宽度、扁平比和轮辋直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度的步骤，包括：
[0021]
依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径确定所述轮胎半径和标准轮辋宽度和所述轮辋半径；
[0022]
依据所述标准轮辋宽度确定所述轮辋槽底深度。
[0023]
第二方面，本申请实施例还公开了一种轮胎空腔共鸣的抑制装置，包括：
[0024]
测量模块，用于测量轮胎的胎冠厚度；
[0025]
获取模块，用于获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；
[0026]
确定模块，用于依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；
[0027]
结合模块，用于基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；
[0028]
检测模块，用于依次检测汽车底盘零部件的固有频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息。
[0029]
优选地，所述结合模块包括：
[0030]
空腔半径确定子模块，用于基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔半径计算公式，得到空腔半径；
[0031]
轮胎空腔频率确定子模块，用于根据所述空腔半径和所述空腔频率计算公式，得到所述轮胎空腔频率。
[0032]
优选地，所述空腔半径计算公式具体为：
[0033][0034]
其中，r为空腔半径，r为轮胎半径，h
’
为胎冠厚度，d为轮辋半径，h为轮辋槽底深度。
[0035]
优选地，所述空腔频率计算公式具体为：
[0036]
[0037]
其中，f为轮胎空腔频率，c为音速，π为圆周率。
[0038]
优选地，所述确定模块包括：
[0039]
第一确定子模块，用于依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径确定所述轮胎半径和标准轮辋宽度和所述轮辋半径；
[0040]
第二确定子模块，用于依据所述标准轮辋宽度确定所述轮辋槽底深度。
[0041]
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
[0042]
本发明提供了一种轮胎空腔共鸣的抑制方法及装置，该方法包括：测量轮胎的胎冠厚度；获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；依次检测汽车底盘零部件的固有频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息。上述参数在轮胎设计阶段即可获得，可实现快速计算得出轮胎的空腔半径，进而得到轮胎空腔频率，并将汽车底盘零部件中固有频率与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件进行适当更换，从而有效抑制轮胎空腔共鸣。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0044]
图1为本发明的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法实施例一的步骤流程图；
[0045]
图2为本发明的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法实施例二的步骤流程图；
[0046]
图3为本发明的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法实施例二的轮胎截面示意图；
[0047]
图4为对205/55r16的轮胎自由状态下进行力传函测试法的结果示意图；
[0048]
图5为对215/55r17的轮胎自由状态下进行力传函测试法的结果示意图；
[0049]
图6为本发明的一种轮胎空腔共鸣的抑制装置实施例的装置结构图。
具体实施方式
[0050]
本发明实施例提供了一种轮胎空腔共鸣的抑制方法及装置，用于快速计算得出的轮胎空腔频率，并将汽车底盘零部件中固有频率与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件进行适当更换，从而有效抑制轮胎空腔共鸣。
[0051]
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
实施例1，请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法实施例一的步骤流程图，具体包括如下步骤：
[0053]
步骤s101，测量轮胎的胎冠厚度；
[0054]
步骤s102，获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；
[0055]
步骤s103，依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；
[0056]
步骤s104，基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；
[0057]
步骤s105，依次检测汽车底盘零部件的固有频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息。
[0058]
本发明实施例通过测量轮胎的胎冠厚度；获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；依次检测汽车底盘零部件的固有频率，更换与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件。上述参数在轮胎设计阶段即可获得，可实现快速计算得出轮胎的空腔半径，进而得到轮胎空腔频率，并将汽车底盘零部件中固有频率与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件进行适当更换，从而有效抑制轮胎空腔共鸣。
[0059]
以上为一种轮胎空腔共鸣的抑制方法的一个实施例，为进行更具体的说明，下面提供一种轮胎空腔共鸣的抑制方法的另一个实施例，请参阅图2，本发明提供的一种电压暂降频次评估方法的另一个实施例，包括：
[0060]
步骤s201，测量轮胎的胎冠厚度；
[0061]
在具体实现中，可以用游标卡尺或卡钳进行测量，测量单位为毫米，取整数。
[0062]
步骤s202，获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；
[0063]
在具体实现中，轮胎的规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，这些基本信息都是可以直接根据轮胎的型号标注确定，如日常常用的轮胎规格“215/55r17”，其中“215”指轮胎的断面宽度为215mm，“55”代表55％，是指胎胎壁高度和轮胎断面宽度的比例，“r17”是指轮辋名义直径。
[0064]
步骤s203，依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径确定所述轮胎半径和标准轮辋宽度和所述轮辋半径；
[0065]
在具体实现中，在已知轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径的情况下，可以根据中国标准化协会(china association for standardization，cas)的轮胎外直径设计标准和轮辋直径设计标准确定轮胎半径、标准轮辋宽度，以及轮辋半径。
[0066]
步骤s204，依据所述标准轮辋宽度确定所述轮辋槽底深度；
[0067]
在具体实现中，在已知标准轮辋宽度的情况下，可以根据cas的轮辋深槽高度设计标准确定轮辋槽底深度。
[0068]
步骤s205，基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔半径计算公式，得到空腔半径，所述空腔半径计算公式具体为：
[0069]
[0070]
其中，r为空腔半径，r为轮胎半径，h
’
为胎冠厚度，d为轮辋半径，h为轮辋槽底深度。
[0071]
步骤s206，根据所述空腔半径和所述空腔频率计算公式，得到所述轮胎空腔频率，所述空腔频率计算公式具体为：
[0072][0073]
其中，f为轮胎空腔频率，c为音速，π为圆周率。
[0074]
在具体实现中，首先将确定的轮胎半径、胎管厚度、轮辋半径和轮辋槽底深度代入空腔半径计算公式，得到空腔半径的表达式：
[0075][0076]
其中，r为空腔半径，r为轮胎半径，h
’
为胎冠厚度，d为轮辋半径，h为轮辋槽底深度。
[0077]
然后将空腔半径r的表达式代入空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率f的表达式：
[0078][0079]
其中，f为轮胎空腔频率，c为音速，π为圆周率。
[0080]
需要说明的是，自由状态下，轮胎空腔频率的计算公式为：
[0081][0082]
但现阶段如何定义空腔半径r，行业内并没有明确规定，可以理解，虽然现阶段轮胎空腔频率可以通过音速c与空腔半径r确定，但是由于没有一种可行的空腔半径计算公式，因而不能确保通过音速c与空腔半径r确定的轮胎空腔频率的准确性。
[0083]
在本发明实施例中，在通过步骤s201、步骤s203和步骤s204确定了轮胎的胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径，以及轮辋槽底深度后，通过预先设定的空腔半径计算公式确定轮胎空腔半径，然后将轮胎空腔半径代入空腔频率计算公式，得到轮胎的轮胎空腔频率。通过制定一种可行的空腔半径计算公式，确保空腔半径r计算的准确性。
[0084]
步骤s207，依次检测汽车底盘零部件的固有频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息。
[0085]
在具体实现中，通过步骤s206通过空腔半径计算得到轮胎的轮胎空腔频率后，对汽车底盘零部件的固有频率全部进行检查，对于固有频率和轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件，在不影响汽车底盘安全性能、传动系性能、转向系性能、行驶系性能和制动系性能等多方面评价参数的情况下进行替换，使得所有汽车底盘零部件的固有频率都和轮胎空腔频率错开，从而抑制轮胎空腔共鸣现象。
[0086]
在本发明的实施例中，通过测量轮胎的胎冠厚度；获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽度、扁平比和轮辋名义直径；依据所述断面宽度、扁平比和轮辋
名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；依次检测汽车底盘零部件的固有频率，更换与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件。克服现阶段行业内没有明确规定如何对空腔半径进行限定的难题，并通过空腔半径快速计算得到轮胎空腔频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息，并将汽车底盘零部件中固有频率与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件进行适当更换，从而有效抑制轮胎空腔共鸣，相比于现有的轮胎有限元仿真分析方法省去了大量的建模时间；相比于现有的力传函测试法，则无需进行生成轮胎加工模具的步骤，节省大量的时间和成本。
[0087]
为方便本领域技术人员对本发明的有益效果的理解，下面对本发明涉及的预先构建的空腔频率计算公式得到的轮胎空腔频率与采用现有的力传涵测试法分析得到的轮胎空腔频率的对比结果进行举例说明。
[0088]
示例一，以205/55r16的a花纹轮胎，装配轮辋16*6
1
/
2
j(深槽轮辋5
°
)为例，使用本发明实施例提供的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法：以规格205/55r16，确定轮胎半径316mm，轮辋半径202.8mm，轮辋槽底深度17.3，同时测量得到轮胎胎冠厚度16.4mm，以及实时音速344m/s，代入预先设定的空腔频率计算公式，得到a花纹轮胎的轮胎空腔频率为f为225.84hz。
[0089]
请参阅图4，图4为对205/55r16的轮胎自由状态下进行力传函测试法的结果示意图，可以看出利用力传函测试法分析得出的a花纹轮胎的轮胎空腔频率为f为227hz，即利用本发明的所涉及的空腔频率计算公式得到的轮胎空腔频率计算值与利用力传函测试法得到的力传函测试值误差率diff＝(225.84-227)/227＝0.5％，误差率≤2％。进而在实际应用中，作业人员利用本发明提供的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法，先利用计算得到轮胎空腔频率，然后更换固有频率与轮胎空腔频率相同的汽车零部件，从而抑制轮胎空腔共鸣，相比现有技术，在保证频率准确性的前提下，节省时间和成本。
[0090]
示例二，以215/55r17的b花纹轮胎，装配轮辋17*7
1
/
2
j(深槽轮辋5
°
)为例，使用本发明实施例提供的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法：以规格215/55r17，确定轮胎半径334mm，轮辋半径218.3mm，轮辋槽底深度17.3，同时测量得到轮胎胎冠厚度16.2mm，以及实时音速344m/s，代入预先设定的空腔频率计算公式，得到a花纹轮胎的轮胎空腔频率为f为211.17hz。
[0091]
请参阅图5，图5为对215/55r17的轮胎自由状态下进行力传函测试法的结果示意图，可以看出利用力传函测试法分析得出的b花纹轮胎的轮胎空腔频率为f为215hz，即利用本发明的所涉及的空腔频率计算公式得到的轮胎空腔频率计算值与利用力传函测试法得到的力传函测试值误差率diff＝(211.17-215)/215＝1.8％，误差率≤2％。进而在实际应用中，作业人员利用本发明提供的一种轮胎空腔共鸣的抑制方法，先利用计算得到轮胎空腔频率，然后更换固有频率与轮胎空腔频率相同的汽车零部件，从而抑制轮胎空腔共鸣，相比现有技术，在保证频率准确性的前提下，节省时间和成本。
[0092]
请参阅图6，本发明提供的一种轮胎空腔共鸣的抑装置实施例的结构框图，包括如下模块：
[0093]
测量模块101，用于测量轮胎的胎冠厚度；
[0094]
获取模块102，用于获取待测轮胎的规格信息，所述规格信息包括轮胎的断面宽
度、扁平比和轮辋名义直径；
[0095]
确定模块103，用于依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径，确定轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度；
[0096]
在本发明的优选实施例中，所述确定模块包括：
[0097]
第一确定子模块，用于依据所述断面宽度、扁平比和轮辋名义直径确定所述轮胎半径和标准轮辋宽度和所述轮辋半径；
[0098]
第二确定子模块，用于依据所述标准轮辋宽度确定所述轮辋槽底深度。
[0099]
结合模块104，用于基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔频率计算公式，得到轮胎空腔频率；
[0100]
在本发明的优选实施例中，所述结合模块104包括：
[0101]
空腔半径确定子模块，用于基于所述胎冠厚度、轮胎半径、轮辋半径和轮辋槽底深度，结合预先设定的空腔半径计算公式，得到空腔半径，所述空腔半径计算公式具体为：
[0102][0103]
其中，r为空腔半径，r为轮胎半径，h
’
为胎冠厚度，d为轮辋半径，h为轮辋槽底深度；
[0104]
轮胎空腔频率确定子模块，用于根据所述空腔半径和所述空腔频率计算公式，得到所述轮胎空腔频率，所述空腔频率计算公式具体为：
[0105][0106]
其中，f为轮胎空腔频率，c为音速，π为圆周率。
[0107]
检测模块105，用于依次检测汽车底盘零部件的固有频率，确定与所述轮胎空腔频率相同的汽车底盘零部件信息。
[0108]
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0109]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0110]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0111]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0112]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以
是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0113]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0114]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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