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花纹设计的多样化：轮胎花纹的秘密教案2。
一、轮胎花纹的作用轮胎的花纹设计是非常重要的，因为它们可以影响到车辆在路面上的牵引和刹车性能。
花纹是深度和排列的槽和凸起结合，旨在使轮胎与地面接触的面积更大，达到更好的摩擦。
此外，花纹的设计还可以影响到轮胎的噪音和耐磨性能。
因此，轮胎的花纹设计是汽车制造商非常注重的部分之一。
二、轮胎花纹设计的多样化在轮胎的花纹设计中，有很多不同的选项可供选择。
根据不同应用场景的需要，轮胎可以采用不同的花纹。
1.对称型花纹这种轮胎花纹是最常见的。
它们的槽和凸起在轮胎的中心线上对称，以提供平稳的行驶体验。
这种花纹适用于高速行驶或常规的城市驾驶。
2.非对称型花纹这种轮胎花纹是为那些需要更好的性能的驾驶者设计的。
它们有一个独特的花纹设计，以提高牵引力和刹车能力。
这种类型的轮胎通常用于跑车或高性能车辆。
3.方向型花纹方向型轮胎花纹是在轮胎周围形成一个箭头或V形图案的花纹。
这种花纹设计不仅可以提高排水能力和牵引力，还可以减少轮胎产生的噪音。
它们通常用于雨雪天气中的汽车。
4.复合式花纹复合式轮胎花纹结合了两种或更多不同的花纹类型，以提供更好的性能。
例如，这种轮胎可能在中心采用对称型花纹，在边缘采用方向型花纹。
这种设计可以提供更好的牵引力和刹车能力，并减少磨损和噪音。
三、轮胎花纹的材料除了花纹的设计，制造商还可以根据材料的不同来定制轮胎的性能。
这包括:1.橡胶硬度轮胎的硬度对于性能有很大的影响。
较硬的轮胎在干燥路面上具有更好的牵引力，但需要更长的刹车距离。
更软的轮胎在湿滑路面上具有更好的性能，但在干燥路面上会使汽车打滑。
2.橡胶混合物轮胎的花纹是在实验室中设计的，制造商会测试不同的橡胶混合物以找到最好的性能。
这些混合物可能根据制造商的技术和需求而变化。
3.钢丝和纤维轮胎内部有许多钢丝和纤维，它们的组合会影响轮胎的刹车和驾驶性能。
优质的钢丝和纤维可以提高轮胎的稳定性和耐用性。
四、总结轮胎花纹设计的多样化为我们提供了更多的选择，以满足各种不同的需求。
轮胎花纹泵浦噪声计算及评价方法王国林;周伟;沈飞;周海超【摘要】利用ABAQUS软件建立计及复杂花纹的205/55R16型子午线轮胎3D 有限元模型,通过接地试验验证了有限元模型的精度,并提取轮胎在滚动过程中单个节距花纹沟体积变化历程.结合Lighthill声学理论和FW-H方程,利用动网格技术将花纹沟体积变化历程作为流体计算边界条件,计算花纹泵浦噪声,并与试验结果取得了较好的一致性.在此基础上,分析了使用因素对轮胎泵浦噪声的影响,轮胎花纹泵浦噪声随载荷和速度的增加而增加,随着轮胎气压的增加而减小.泵浦噪声与滚动程中花纹沟体积变化率成正比,提出以单一节距花纹沟体积变化率作为泵浦噪声的评价指标,控制花纹沟变形可实现降噪,为设计低噪声轮胎提供了新思路.%A three-dimensional finite element model(FEA) of radial tire 205/55R16, considering the complex tread patterned tire's steady-state rolling, was established by ABAQUS software. The tire contact test was used to prove the reliability of FEA model, and the volume change behavior of single pitch pattern groove was achieved. Taking the changing course of single pitch pattern groove volume as boundary conditions, the Lighthill acoustic theory and FW-H model was used to analyze the pumping noise and the simulation result was consistent with the test. On this basis, the influence of use factors on pumping noise was considered, it increases with the growth of load and vehicle speed and decreases with tire pressure growth. The pumping noise is substantially proportional to the volume change rate of single pitch pattern groove, which could be considered as the evaluation index of tire pumping noise. Controlling the pattern deform isbeneficial to reduce the pumping noise, which provide a new idea for low-noise tire.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】4页(P63-66)【关键词】子午线轮胎;泵浦噪声;花纹变形;数值仿真【作者】王国林;周伟;沈飞;周海超【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.341;O35随着汽车保有量的迅速发展增加，交通噪声已经成为噪声污染的主要来源，轮胎\路面噪声是主要来源。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法以轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法为标题，本文将探讨轮胎噪声的影响因素，并介绍一些低噪声轮胎的设计方法。
一、轮胎噪声的影响因素1. 轮胎花纹设计：轮胎的花纹设计会直接影响噪声的产生。
一般来说，花纹越粗糙，噪声也会相应增加。
因此，低噪声轮胎通常采用较为平滑的花纹设计，以减少轮胎与地面的摩擦声。
2. 轮胎材料：轮胎的材料也是影响噪声的重要因素之一。
硬度较高的轮胎材料会导致更大的振动和噪声。
因此，低噪声轮胎通常采用较为柔软的材料，以减少振动和噪声的产生。
3. 轮胎结构：轮胎的结构设计也会对噪声产生影响。
例如，轮胎的胎内结构、胎侧设计等都会对噪声产生一定的影响。
低噪声轮胎通常采用一些降噪措施，如增加胎内隔音层、优化胎侧结构等，以降低噪声的产生。
4. 轮胎的使用状态：轮胎的使用状态也会对噪声产生影响。
例如，轮胎的磨损程度、气压的调整等都会对噪声产生一定的影响。
低噪声轮胎需要经过精确的设计和合理的使用来确保其低噪声的效果。
二、低噪声轮胎的设计方法1. 优化花纹设计：低噪声轮胎的花纹设计应尽量减少花纹块之间的共振效应和空气流动噪声。
通过减少花纹块的尺寸和间距，可以降低轮胎与地面的摩擦声。
此外，还可以采用不规则花纹、交错花纹等设计方式，进一步减少噪声的产生。
2. 采用降噪材料：在轮胎的内部和侧壁中加入降噪材料，如隔音材料、吸音材料等，可以有效降低振动和噪声的产生。
这些材料可以吸收振动能量，减少噪声的传播。
3. 优化轮胎结构：通过优化轮胎的胎内结构和胎侧设计，可以降低轮胎的振动和噪声。
例如，增加胎内隔音层的厚度，可以减少振动的传递；优化胎侧结构，可以减少胎侧的共振效应。
4. 合理使用和保养轮胎：合理调整轮胎的气压，保持轮胎的良好状态，可以减少噪声的产生。
过高或过低的气压都会增加轮胎的振动和噪声。
此外，定期检查轮胎的磨损情况，及时更换磨损严重的轮胎，也是降低噪声的有效方法。
总结：轮胎噪声是车辆行驶中常见的噪声源之一，其影响因素包括花纹设计、材料、结构和使用状态等。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法赵书凯，邓世涛，丁海峰，姜晓辉（三角轮胎股份有限公司，山东威海 ２６４２００） 摘要：分析轮胎噪声影响因素，提出低噪声轮胎设计方法。
胎面花纹形状、节距及排列、胎面胶配方以及轮胎均匀性等都对轮胎噪声有一定影响；采用尽可能多的节距数，减小花纹沟深度和宽度，适当降低胎面胶硬度，减小胎冠和胎侧刚度，提高轮胎均匀性等均有利于减小轮胎噪声。
关键词：轮胎；噪声；影响因素；胎面花纹；均匀性 中图分类号：ＴＱ３３６．１；ＴＢ５３３＋．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－８１７１（２０１４）０２－００７６－０５作者简介：赵书凯（１９７５—），男，山东威海人，三角轮胎股份有限公司工程师，学士，主要从事轮胎结构设计工作。
随着高速公路的迅速发展，汽车速度大大提高，交通噪声对人体健康的影响也日益严重，汽车噪声不仅增加驾乘人员的疲劳，而且影响汽车行驶安全。
欧盟７７９号指令要求进口欧盟的轮胎要标注轮胎燃料级别、湿地抓着性能和滚动噪声，并要求欧盟各成员国自２０１２年１１月１日起实施。
轮胎噪声已经成为衡量汽车质量的重要指标之一。
近年来，高性能、低噪声轮胎在轮胎行业中占有明显优势，许多整车厂选择配套轮胎都已经将轮胎噪声作为考核的主要性能参数。
当汽车行驶速度超过５０ｋｍ·ｈ－１时，轮胎噪声就成为行驶车辆噪声的主要成分［１］；车速越快、负荷越大，轮胎噪声的能量级越高，在汽车行驶噪声中所占比例也越大。
作为汽车乘坐舒适性的重要评价指标，汽车噪声也在很大程度上反映出生产厂家的设计和工艺水平。
本工作分析轮胎噪声产生机理、测试方法和影响因素，并提出低噪声花纹轮胎的设计方法。
１ 轮胎噪声分类及产生机理１．１ 分类轮胎噪声分为直接噪声和间接噪声，直接噪声由轮胎花纹和轮胎振动产生，间接噪声主要指因路面不平等原因导致轮胎振动，传递到悬挂系统和车身，造成内部空气振动产生的车内噪声。
１．２ 产生机理（１）空气紊流噪声。
为什么汽车轮胎上有各种凹凸不平的花纹汽车轮胎上的花纹是为了提高汽车行驶的安全性能和稳定性能而设计的。
它们是由许多小凸起和凹陷组成的，这些形状可以影响轮胎与地面之间的摩擦力，提高汽车的抓地力、稳定性和刹车性能。
在不同的行驶条件下，轮胎上的花纹还能够有效地减少轮胎与地面之间的摩擦、降低噪音和延长轮胎使用寿命。
轮胎的花纹种类繁多，但它们的设计和制造原则都是一样的。
一般可以分为以下几种类型：1. 对称式花纹对称式花纹是一种非常常见的花纹类型，这种花纹可以让轮胎在不同路况下具有较好的稳定性和抓地力。
这种花纹式样在轮胎两侧都是对称，花纹的形状和大小都相同，这样可以确保在转向或刹车时，车轮两侧的摩擦力一致，保证车辆的平衡和稳定性。
2. 方向性花纹方向性花纹也是一种常见的花纹类型，它的特点是在轮胎上只有一个正确定向，轮胎只能安装在一个方向上。
这种花纹类型的设计可以有效地排水，避免轮胎与水面接触时产生的水花抗拒，提高轮胎对于水路面的抓降性能。
当轮胎穿过湿地或积水路面时，方向性花纹的排水性能可以有效地减少潜在的侧滑和打滑。
3. 矩阵花纹矩阵花纹是一种非对称花纹，常见于各类越野轮胎上。
这种花纹由大量的小块组成，每一小块均呈矩形状。
这种形状可以提高轮胎在不同路况下的抓地力和稳定性，同时减小噪音和防止石头和其他杂物在路面每踩在轮胎上时造成的损坏。
除了以上三种类型，还有其他一些花纹类型，例如仿生花纹、多层花纹等。
不同类型的轮胎花纹对于行驶性能的影响也不同，具体性能表现还各有所长。
总体而言，汽车轮胎上的花纹对于提高行驶安全性能和稳定性至关重要。
花纹是轮胎与地面之间的唯一接触面，合理的设计可以实现提高车辆的抓地力、稳定性和刹车性能，减少打滑、漂移和侧滑的发生率，确保安全驾驶。
因此，在选择轮胎时，要根据自身车型和驾驶环境的需求来选择适合的轮胎花纹类型。
在汽车行业中，轮胎的选择对于车辆性能的影响极为重要。
好的轮胎需要具备优异的操控性能、刹车性能、抗磨损和耐用性等。
道路交通噪声的来源及影响因素一、公路交通噪声的来源公路交通噪声的主要类型是运行中机动车辆发出的噪声，其强度大小与车型和车辆运行状态、车辆构造特征和轮胎花纹样式、道路交通状况和道路线性指标等有关。
车辆噪声源主要分为驱动系统（进气和排气噪声、冷却风扇噪声、燃烧噪声和发动机结构噪声等）和运行系统（传动齿轮、车身或车架振动、轮胎摩擦和空气作用产生的噪声等），见图1。
车辆驱动系统产生的噪声与发动机转速有关，运行系统与路面状况、线性指标和轮胎花纹有关，且随车辆行驶速度而变化。
图1 汽车噪声来源示意图（一）进气噪声进气门会发生周期性开闭，因此而引发进气管道内压力起伏变化，形成空气动力性噪声，即进气噪声。
进气噪声频率范围主要分布在500～10000Hz之间；其噪声值可高出发动机本身发出的噪声约5dB(A)。
同一台发动机的进气噪声主要受转速影响，每增加1倍的转速，则进气噪声就能增加10~13dB(A)。
（二）排气噪声排气噪声是由发动机排气阀的周期性开闭引发压力脉冲从而激发气流振动所产生的，它是车辆噪声的主要来源。
其噪声声级能量范围主要分布在200Hz 以下的低频区区段内。
发动机的负荷情况和转速影响排气噪声的大小：排气噪声声级在发动机转速每增加10倍的情况下增加45dB(A)左右，发动机处于全负荷时比空负荷时要高15～20dB(A)。
（三）风扇噪声风扇噪声主要由涡流噪声和旋转噪声组成。
风扇噪声与其转速有关，且随转速增加而增加：当转速增加1倍时，风扇噪声声级则增加11～17dB(A)；风扇噪声在风扇高速运转时成为主要的噪声来源。
（四）燃烧噪声发动机气缸内的气体在燃烧时会产生燃烧噪声，其噪声与复杂的燃烧过程有着密切的关系。
影响燃烧噪声的因素有很多，比如燃烧室的形状、供油系统的工作方式、燃油的辛烷值、发动机压缩比和运转状况以及进气压力等。
研究发现：在燃烧过程中，气缸压力交替变换引起发动机冲击荷载和动荷载而产生结构振动噪声；燃烧噪声通过活塞、连杆、曲轴、主轴承和气缸盖以及缸套侧壁而传递到机体的表面，能够辐射出比较强烈的燃烧噪声。
论轮胎花纹对轮胎性能的影响中华汽车研究院研究员李超早在大约1892年人们就开始在轮胎上加花纹了，当时的花纹比较简单，但随着汽车工业的迅速发展，以及人们对汽车各项指标的要求越来越高。
目前车的轮胎从表面形状到整体形状都有很大不同，也对应提升了很多性能与作用。
不同的轮胎花纹具有不同的功能作用，因此对轮胎性能也有很大影响。
总的来讲，轮胎花纹的设计公用有以下几个方面：①增加车辆的刹车力、驱动力和牵引力，改善操控性和稳定性；②增加轮胎与地面的摩擦力，避免刹车时车辆的前滑和侧滑；③散发轮胎的热量；④降低噪音和震动，增强人员乘坐的舒适性；⑤美观。
我们常见的花纹类型可分为：条纹花纹、羊角花纹、复合花纹、块状花纹、部队称花纹、单导向花纹。
图1 六种轮胎花纹示意图条形花纹。
顾名思义，就是花纹呈条状，也可以称为纵向花纹。
该类型花纹纹沟的方向与圆周方向一致，它有以下特点：低滚动阻力，不易侧滑，可以为汽车提供良好的操纵稳定性能，由于行驶过程中产生的热量低，能保持良好的高速性能、低噪音和驾乘舒适感。
羊角花纹。
羊角花纹也叫横向花纹，该种花纹的花纹沟方向与圆周方向垂直，具备以下特点：台面花纹按轮胎轴向排列，具有制动力和牵引力大、耐切割性能、耐磨性能好等优点。
这种花纹的轮胎使用一般路面（混合路面和非正式路面），一般安装于运输车辆的驱动轮位上或者自卸车工业车辆以及八十后轮。
图2 羊角花纹轮胎这种型式花纹适合一般硬路面上，牵引力比较大的中型或重型拖拉机使用。
复合花纹。
符合花纹又叫纵横够花纹或者综合花纹，他兼备了纵沟和横沟花纹的优点，这种花纹的轮胎胎面中央的条形花纹可为轮胎提供良好的操纵性能并能防止侧滑。
而胎面肩部的羊角花纹（横向花纹）为轮胎提供良好的牵引性能和制动性能。
该种花纹的轮胎目前应用比较广泛，不但适于在恶劣的路面上行驶，而且可以在普通公路上行驶。
该种轮胎较多地用于火车、客车以及SUV等车辆上。
图3 复合花纹的几种图案块状花纹。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
轮胎的噪声主要由以下几个因素所影响：
1. 胎面花纹设计：轮胎的花纹对噪声的产生有很大影响。
粗糙的花纹和大块花纹会增加轮胎与地面摩擦时的噪声。
而平滑的花纹和小块花纹则可以减少噪声的产生。
2. 胎面材料选择：不同材料的轮胎胎面产生的噪声也会有所不同。
某些轮胎材料具有吸音的特性，可以减少噪声的传播和产生。
3. 胎压的调整：轮胎的胎压过高或过低都会增加噪声的产生。
适当调整胎压可以减少噪声的影响。
4. 车辆行驶速度：高速行驶时，轮胎与地面的摩擦力增加，噪声也会相应增大。
针对低噪声轮胎的设计方法包括：
1. 胎面花纹优化：通过对轮胎胎面花纹的设计和优化，选择合适的花纹形状和大小，以减少噪声的产生。
2. 胎面材料优化：选择具有吸音特性的胎面材料，以降低轮胎产生的噪声。
3. 胎压调节：根据实际需要，合理调节轮胎的胎压，以减少噪声的影响。
4. 结构优化：通过改进轮胎的内部结构，如增强胎体和胎面的连接，减少胎噪。
5. 噪声测试与评估：在轮胎设计过程中，进行噪声测试与评估，及时发现和解决问题，进一步提高轮胎的低噪声性能。
综上所述，轮胎噪声的影响因素包括胎面花纹设计、胎面材料选择、胎压调整和车辆行驶速度等，而低噪声轮胎的设计方法主要包括胎面花纹的优化、胎面材料的优化、胎压调节、结构优化和噪声测试与评估等。
