本设计提出了一种新型降噪车轮结构,旨在降低宽频带结构路噪。该结构的轮辋内部设有中空区域,通过多个第一隔板将中空区域划分为多个亥姆霍兹谐振腔,轮辋靠近轮胎侧的设计有助于提升降噪效果。
背景技术
汽车的车内噪声对乘坐舒适性有较大影响,其主要来自:动力系统噪声、轮胎/路面噪声以及风阻噪声。由于动力系统减振降噪技术快速发展和电动汽车广泛应用,汽车动力系统噪声对车内噪声的贡献大幅降低,轮胎/路面噪声对汽车噪声的贡献日趋突出,因此,目前汽车整车企业NVH研发工作的重点正逐步向轮胎/路面噪声控制领域转移。轮胎作为与路面直接接触的部件,在路面激励下,轮胎振动和噪声的能量经车轮、悬架系统等结构传递至车身后,在车内辐射出噪声,最后到达人耳,这被称为结构路噪。
汽车在行驶过程中,路面的激励作用引起轮胎振动的频带较宽,足以覆盖轮胎空腔的固有频率,会引起轮胎空腔发生共振产生胎腔共振噪声,该噪声的能量通过车轮、悬架、车身等结构部件传递至车内,最终在车内被感知,一般位于170-250Hz的频率范围内,其频带狭窄,能量密度较高,对车内声学环境影响较大,且还因不同的轮胎-车轮总成而不同,并与车速、载荷、温度等有关,因此抑制难度较大。而轮胎的其他频率振动的能量,则通过胎侧以及轮胎空腔两条途径传至轮辋,进一步经过上述同样的结构路径传至车内,也对车内声学环境产生影响。
车轮是结构路噪向车内传播的路径中第一个零件,其对路噪的抑制性能直接影响车内噪声水平。通过对车轮进行路噪抑制优化设计以控制车内噪声,可行性高,且成本可控、经济性好。车轮轮辋在两个铝合金环片之间环形空腔区域,该环形空腔区域靠近轮辋与轮辐的连接处,因此可在该环形空腔区域设计亥姆霍兹谐振腔(Helmholtz Resonator,简称HR,或谐振腔),利用HR较强的频率选择性,可对胎腔共振噪声进行针对性抑制。
在现有的工程应用中,将两个铝合金环片通过搅拌摩擦焊工艺焊接在一起,形成轮辋,并利用两个铝合金环片之间的环形中空区域通过隔断形成多个经典谐振腔的腔体,在轮辋靠近轮胎侧的壁体上布置小孔以安装内腔为圆柱形的音嘴,进而构成经典谐振腔团组。经典谐振腔具有一个音嘴和一个腔体,因此也称为单自由度谐振腔。通过对经典谐振腔及其形成的团组的几何尺寸(腔体的长度、截面积,音嘴的长度、半径)进行优化设计,实现对于胎腔共振噪声的抑制。
单自由度谐振腔导致在需要降噪的频带内仅有一个峰值频率,即其传递损失频率响应曲线只有一个峰值,因此只能用于降低胎腔共振噪声频段内的噪声;考虑到胎腔共振噪声频率的变化,设计不同共振频率的多个经典谐振腔,形成团组,通过团组的综合作用满足频率变化的胎腔共振噪声降噪需要,并强化对胎腔共振噪声的降噪效果。
但是,在工程实际中,对胎腔共振噪声以及其他频率路噪的抑制均有较强需求,现有技术在车轮中嵌入亥姆霍兹谐振腔虽然对胎腔共振噪声可起到降噪效果,但效果还不够,需进一步提升;并且现有技术的降噪结构的降噪频率单一,只可对胎腔共振噪声产生抑制作用,不能对更宽频也即其他频带的路噪产生抑制降噪效果。
实现思路