声学基础知识之轮胎噪声

人生如梦1

轮胎噪声包括空气扰动噪声、道路噪声、轮胎结构振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。

1 空气扰动噪声
轮胎快速滚动时对其周围空气形成扰动，辐射出噪声。由于轮胎胎面有各种花纹，当轮胎胎面与地面接触时，胎面受压缩、拉伸，形成泵气、吸气效应。这种泵吸效应在轮胎滚动过程中周期性地发生，在空气中形成辐射噪声。由于空气泵吸时的流速很高，这种噪声相当大，是轮胎噪声的主要成分。
对于常见的齿形花纹轮胎，当胎面花纹节距相同时，空气扰动噪声的频率为f=(v*n)/(3.6*2*π*R)
式中： v—汽车行驶速度，km／h；

       R—轮胎的滚动半径，m；

       n—轮胎圆周上的花纹槽数。
2 道路噪声

    道路噪声是由于路面凹凸不平而产生的噪声。当汽车通过小凸凹路面时凹凸内的空气因受挤压和排放，类似于泵的作用而形成的噪声。

3 轮胎结构振动噪声

   轮胎结构振动噪声是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化或路面凹凸不平等原因激发轮胎振动而产生的噪声，其中轮胎的径向振动为主，其振动频率一般在200Hz以下；周向振动主要影响高频噪声。

4 风噪声

    风噪声与路面无关，它是轮胎在前进和旋转时搅动周围空气而产生的空气振动声。在车辆低速行驶时，轮胎的风噪声可以忽略。
影响轮胎噪声的因素很多，除了轮胎花纹外，车速、负荷、轮胎气压、以及路面状况等使用因素对轮胎噪声的影响也很大。各种花纹形式的轮胎与不同路面相互作用可使轮胎噪声级和噪声频谱有很大变化。
轮胎噪声与车速具有一定的线性关系，随着车速的提高，轮胎噪声也相应增大，这是因为轮胎花纹内的空气容积变化速度加快，“气泵”声增大；而胎面花纹承受的激振力也增大，振动声随之增大。
当车辆的负荷不同时，轮胎花纹的挤压作用也产生变化。随着载荷的增加，胎面花纹的变形增大，轮胎的胎肩逐渐接触地面，横向花纹便容易造成“空腔的封闭”而使噪声增大，而对纵向花纹轮胎则影响不大。轮胎气压增加，轮胎变形小，反之则变形增大。因此，对于齿形花纹轮胎来说，当气压高时，噪声小，而气压低时，噪声大。   

    路面状况对轮胎噪声的影响主要是路面的粗糙度和潮湿程度。资料表明，由于路面粗糙度不同所引起的轮胎噪声变化程度约7dB（A）左右；湿路面比干路面的噪声大10dB（A）左右，其增大的程度随路面含水量而变化。湿路面的轮胎噪声主要是因为溅水造成的，和轮胎花纹的关系不大。
汽车的噪声除上述原因外，还有在高速行驶时产生的车身干扰空气噪声、制动噪声、贮气筒放气声、喇叭声以及各种专用车辆上的动力装置噪声等。但是这些噪声不是连续性的，因此，在汽车噪声中不占主要地位。

江海918

轮胎噪声在汽车低速行驶时并不严重，但车速一旦超过100km/h ,很难控制。这也是轮胎噪声控制所遇到的瓶颈。

vcooling

江海918 发表于 18-11-2014 12:35
轮胎噪声在汽车低速行驶时并不严重，但车速一旦超过100km/h ,很难控制。这也是轮胎噪声控制所遇到的瓶颈。

做轮胎噪声，有没有好的软件分析一下，我只见过nastran的文献，看起来是为了做而做的分析，没什么意思。

cad漫画家

最主要还是橡胶

qdzpx123

vcooling 发表于 19-11-2014 14:24
做轮胎噪声，有没有好的软件分析一下，我只见过nastran的文献，看起来是为了做而做的分析，没什么意思。

目前做轮胎噪声两类：
一类是半经验公式+理论开发的软件，一般是参数化形式的，基本上是各大轮胎公司自己开发
二类是噪声仿真软件如，virtual lab、nastran，基于有限元、边界元等，流体或结构振动等数据还要结合其它软件。网络上也有些相关介绍，但是正如层主所言，为了做而做，基本上没有工程意义。