最強技術貼:憑什麼說米其林是靜音輪胎屆的"扛把子"?

最強技術貼:憑什麼說米其林是靜音輪胎屆的"扛把子"?

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作為一個歷久彌堅、經久不衰的百年老店,米其林大概已經被誇了一百多年靜音輪胎屆的」扛把子「。

心中雖然一直開心到野蜂飛舞,但是表面上還是要保持「端莊「的微笑。

開始在知乎上運營「米其林工程師在線「機構號後,米工其實一直都能收到很多回答邀請:」如何降低輪胎噪音?「、」幫忙推薦兩條靜音舒適的輪胎!「(先在這裡說下,這種問問題的方式不可取,連規格都不說,米工怎麼給推薦!)、」各大輪胎廠商有哪些突出靜音性的產品系列?「等等,簡直不勝枚舉。

所以,今天!米工就友情邀請了專業的工作人員帶來了史上最強技術貼。(工程師小姐姐不願意出鏡真是讓人殘念)

大家可以先點波收藏,慢慢看~

大家一直在談論的「胎噪」究竟是什麼?它是如何形成的?

在說「胎噪」之前,我們首先要了解下聲音的本質,畢竟噪音也是聲音的一種。簡單來說,聲音的本質是空氣中傳導的縱波,形成它需要有一個激勵源和一個傳導途徑。

那問題來了,形成胎噪的激勵源與傳導途徑是什麼?

輪胎噪音的產生,根源在於輪胎和地面相接觸時產生的振動激勵, 在粗糙程度不同的路面上,這種振動激勵的來源可能是不同的。

比如,我們日常行駛的道路大多數情況下是粗糙的(原本光滑的瀝青路面,在經過長時間使用、風化後會變成粗糙的表面;且水泥路面則鋪排著道路接縫。)此時,這些粗糙路面是造成輪胎-道路激勵的主要激勵源。

圖 粗糙瀝青路面

而當我們行駛在平整的光滑瀝青路面時,由於輪胎表面設計有許多花紋紋樣,輪胎花紋塊的激勵就成為噪音的主要激勵源。(實驗表明,在粗糙道路表面行駛時,輪胎花紋塊的激勵會被粗糙路面激勵噪音掩蓋。)

而以上這些激勵源又主要會產生三種振動:

  1. 輪胎結構振動
  2. 輪胎內部空腔的空氣振動
  3. 輪胎花紋內留存的空氣振動

圖 輪胎內部空腔內的空氣

這些激勵又通過兩種傳遞途徑到車輛內部,為人耳所感受到,也就是我們所說的胎噪了。

那是哪兩種傳遞途徑呢?

——結構傳播

指的是引起車輛的各個部件振動,進而傳播到車內。由於車輛部件對於高頻振動的過濾作用,結構傳播噪音主要集中在20-800 Hz頻率範圍內。

——空氣傳播

指的是直接引起周圍環境的空氣振動,聲波由空氣直接傳入人耳。空氣傳播的噪音頻率範圍為500Hz以上,主要集中在800Hz以上的高頻頻率段。

注意哦,雖然有兩種傳播途徑,但他們並不是完全獨立隔絕的。噪音有可能先通過空氣傳播,再經過結構傳播,進入車內造成不舒適感。通俗的來說,這就是為何你把車窗關了依然會聽到胎噪的原因。

圖 噪音傳播途徑

了解了「激勵源」與「傳導途徑」,我們對於引起胎噪的原因已經有了一定的認識,那麼「胎噪」是否會變大呢?

理論上,以輪胎花紋塊為激勵源的噪音應該是隨著使用而減少的,因為輪胎花紋塊高度隨著使用磨損而減小,其激勵的振動強度也隨之減少了。但是,以路面粗糙度為激勵源的噪音並不會因此減少。此外輪胎使用過程中可能存在不規則磨損、定位問題,輪胎扎入異物等等……導致新的噪音源產生,從而增大輪胎噪音。

說了這麼多,那有什麼方法可以降低胎噪呢?

首先還是要從激勵源導致的三種振動考慮起,為了減少輪胎花紋內留存的空氣振動,設計師發現花紋排列能幫忙起到降低噪音的作用,比如橫向花紋條的數量位置和尺寸被優化以後可以分散聲音能量,使峰值變得平緩。

圖 不同尺寸的輪胎橫向花紋條

從下圖可以看出,將單一胎面花紋塊改進為有序的組合胎面花紋之後,噪音頻譜上單一、尖銳的峰被分散為幾個能量相對較弱的小峰。當然,它們仍不是最優化的狀態,依然會造成一定程度的噪音困擾。

因此,需要在有序的組合胎面花紋的基礎上,打亂橫向花紋條的位置使其「隨機」排列,(如:AACBBCCABCABCBACBBCBA...)進一步分散能量,從而減少刺耳的噪音。然後我們就能漸漸的和胎噪說「再見了您叻!」~

其實通過花紋排列來減少胎噪的方式已被各大輪胎製造商達成共識,為了將靜音效果推向極致,輪胎工程師們又把目光轉向了輪胎內部。以米其林為例,米其林Acoustic Tire 靜音輪胎就是採用最新的技術,直接減少輪胎內部空腔的空氣振動,從而達到更為極致的靜音體驗。

簡單說來,它的原理就是在靜音輪胎的內部氣密層都貼有一層靜音棉,靜音棉的多孔疏鬆結構使得它能有效降低輪胎內部空腔空氣的振動,從而有效的減少空腔噪音。

靜音輪胎屆的「扛把子」聽上去很剛、很酷炫,但其實背後有眾多「看不見」的工程師在為研發更新的科技、為廣大的消費者帶來更好的駕駛體驗而爆肝到深夜。

若對靜音方面還有任何問題,可以在評論區留言,米工幫你們轉達給工程師小姐姐~


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