[發明專利]內嵌聲學結構的輕量化降噪車輪

在審

• 申請號: 202110148828.1
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112721540A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 劉獻棟;張新穎;趙威;羅錦濤;單穎春;劉湘平
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;萬載佳適智能科技有限公司
• 主分類號: B60B21/12
• 分類號: B60B21/12;B60B19/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李巖

本發明公開了一種內嵌聲學結構的輕量化降噪車輪，包括輪輞、輪輻和四分之一波長管吸聲總成；輪輞為鋁合金塑性成形件，包括槽底壁、斜壁和輪輞平臺，槽底壁的一端與斜壁的一端相連且另一端與輪輞平臺的一端相連；輪輻為鋁合金鑄造件，輪輻的一側設有第一平臺和與第一平臺在徑向方向上具有間距的第二平臺；第一平臺的一端與槽底壁固定，第二平臺的一端與輪輞平臺的另一端固定，斜壁、輪輞平臺、第二平臺、輪輞在第二平臺與第一平臺之間的部位以及第一平臺共同限定出環形空腔；四分之一波長管吸聲總成設置在環形空腔中，用于抑制胎腔共振噪聲。本發明能夠有效地降低車輪重量，降噪效果好、成本低、結構簡單、安裝方便且普適性好。

技術領域

本發明涉及輕量化降噪車輪技術領域，尤其是涉及一種內嵌聲學結構的輕量化降噪車輪。

背景技術

車輪等非簧載、旋轉零件的輕量化效果一般優于汽車的簧載、平動零件，車輪等非簧載、旋轉零件的輕量化是汽車輕量化的重要研究內容。而汽車的NVH特性是評價車輛舒適性的重要指標，隨著汽車動力系統振動和噪聲的不斷降低以及新能源車輛的推廣，輪胎空腔共振噪聲已成為影響車輛NVH性能的突出問題。汽車行駛時，路面和胎面不平整接觸激起輪胎寬頻振動，導致由車輪的輪輞和輪胎內表面之間形成的空腔系統發生共振，在空腔內形成駐波，進而引起車輪振動，致使該振動能量通過懸架系統傳至車內，產生車內噪聲，給整車NVH性能帶來負面影響。

目前大部分鋁合金車輪的輪輻與輪輞是使用同一種合金材料，通過鑄造或者鍛造以及后續機械加工而成。就乘用車目前使用最多的鑄造鋁輪而言，其輪輻與輪輞均是使用鑄造性能較優異的A356鋁合金整體鑄造而成，但A356鋁合金的結構強度較低，難以進一步進行輕量化。

在抗性消聲器的應用方面，現有的輪胎空腔共振降噪技術利用亥姆霍茲共振原理，將亥姆霍茲諧振器等聲學結構通過粘附、搭接或焊接等方式外置在一體化鑄造而成的車輪的輪輞之上，在副氣室與輪胎空腔接觸區域設置孔道相連，以達到抑制胎腔共振噪聲的目的。在現有技術方案中，四分之一波長管主要應用于發動機進氣系統的消聲器設計，并沒有針對胎腔共振噪聲抑制的設計方案。

現有的抑制胎腔共振聲學結構通過粘附、搭接、或者焊接等方式改造輪胎內部形狀的方法布設亥姆霍茲共振腔，不僅增加了制造工藝的復雜性，裝置耐久性較差也帶來了后期維護成本較高的問題，還會增加車輪的重量，有悖于車輪輕量化的要求。此外，利用亥姆霍茲共振原理需要考慮輪胎空腔共振頻率隨路面載荷以及行駛速度改變而發生分裂的現象，由于亥姆霍茲諧振器對于聲波頻率具有極強的選擇性，所以單獨采用調諧至某一頻率的亥姆霍茲諧振器并不能起到很好的吸聲效果，而針對較寬頻帶范圍的胎腔共振噪聲來設計多個調諧至不同頻率的諧振器的方法難度較高并且難以確定最佳方案，不具有普適性。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種內嵌聲學結構的輕量化降噪車輪，能夠有效地降低車輪重量，降噪效果好、成本低、結構簡單、安裝方便且普適性好。

根據本發明實施例的內嵌聲學結構的輕量化降噪車輪，包括：

輪輞，所述輪輞為鋁合金塑性成形件，所述輪輞包括槽底壁、斜壁和輪輞平臺，所述槽底壁的一端與所述斜壁的一端相連，所述斜壁的另一端與所述輪輞平臺的一端相連；

輪輻，所述輪輻為鋁合金鑄造件，所述輪輻的一側設有第一平臺和第二平臺，所述第一平臺與所述第二平臺之間在徑向方向上具有間距；所述第一平臺的一端與所述槽底壁固定，所述第二平臺的一端與所述輪輞平臺的另一端固定，所述斜壁、所述輪輞平臺、所述第二平臺、所述輪輞在所述第二平臺與所述第一平臺之間的部位以及所述第一平臺共同限定出環形空腔；

四分之一波長管吸聲總成，所述四分之一波長管吸聲總成設置在所述環形空腔中，用于抑制胎腔共振噪聲。