[发明专利]吸声装置和具有该吸声装置的车轮

说明书

本申请涉及吸声装置和具有该吸声装置的车轮。所述吸声装置(10)构造为呈长方六面体状的盒体并形成一种多孔双层赫姆霍兹共振吸声结构，同时，所述盒体形式的吸声装置(10)自身形成一种结构共振吸声器件，其第一阶固有模态频率与车轮气室(30)的第一阶固有模态频率一致。根据本申请提出的盒式吸声结构，在其组装于车轮中时，可以实现赫姆霍兹共振吸声和结构共振吸声有机结合的双重吸收车轮气室声共振的功能。

技术领域

本发明涉及一种吸声装置以及一种具有该吸声装置的车轮，特别是配有充气轮胎的汽车车轮。

背景技术

车轮在正常行驶过程中，路面对车轮的激励和车轮旋转不平衡导致的轮轴对车轮的激励，均可激发车轮内的空气室产生声共振，该共振又经过轮轴、悬架系统传至车身结构，继而向车内辐射噪声。其噪声特征以低频窄带为主，量值较高，给车内乘坐环境形成噪声干扰，需进行有效控制。

目前，有众多研究和专利提供了有效控制这种声共振的方法。该方法主要采用吸声控制原理，其中赫姆霍兹共振吸声应用较为广泛，效果较好。例如，中国专利CN101301842B、CN104981359B、CN105209267B、CN104908513B涉及一系列基于赫姆霍兹共振器降噪法实施的车轮技术方案。然而，在由现有技术已知的方案中，赫姆霍兹共振器的构造设计和安装结构较为复杂，并且在其吸声效果方面亦不甚理想。特别是，由于四车轮行驶过程中的状态不尽相同，会存在多个不同分布特性的窄带高值噪声，使得其在较宽频带内呈现出较大的噪声量值，这与赫姆霍兹窄带吸声的优点相矛盾。所以，基于赫姆霍兹吸声原理的结构仍需不断发展改进。同时，基于这种原理的结构多样，在控制幅值和频带宽度方面还有进一步提升的空间。另外，赫姆霍兹吸声原理也适宜与其它降噪原理(例如盒式结构共振吸声)相结合，以弥补赫姆霍兹原理的不足，从而能够更加有效地提高控制空气室共振的效率，但目前多种降噪原理的融合，在车轮气室声共振降低方面并未得以推广应用。

发明内容

本发明拟提出一种基于赫姆霍兹共振器原理特别构造的吸声装置，将其应用于车轮降噪，以克服现有技术中存在的上述缺陷，尤其是，通过采用双层多孔赫姆霍兹结构吸声和盒式结构共振吸声相结合的方式，实现更为有效的降噪效果。

为了提升车轮气室共振控制效果，本发明主要基于如下思想：一是采用双层多孔共振吸声结构，在控制原理上克服单一赫姆霍兹共振吸声在有限体积下提高低频吸声能力较困难以及吸声频带偏窄的缺陷；二是采用呈长方六面体状的盒式结构，优选由塑料材料制作，设计其结构共振频率和空气室共振频率一致，在双层多孔共振吸声基础上进一步增加吸声量，并扩展吸声频段。

具体而言，本发明提供一种吸声装置，该吸声装置安装在处于气体环境的运动部件上用以降低声共振，其特征在于，所述吸声装置构造为呈长方六面体状的盒体并形成一种多孔双层赫姆霍兹共振吸声结构，其中，所述盒体具有两个在运动部件的运动方向上限定该盒体两端边界的侧面，盒体内部通过隔板被分割为沿着所述运动部件的运动方向相继布置的第一空腔和第二空腔，所述隔板平行于所述盒体的一端侧面，在所述侧面上安装有两个空心管，所述两个空心管分别在该侧面上具有向车轮气室开放的管口并且以相应于其管长的距离延伸到所述第一空腔之中，在所述隔板上安装有一个空心管，所述一个空心管在该隔板上具有向所述第一空腔开放的管口并且以相应于其管长的距离延伸到所述第二空腔之中，所述第一空腔和第二空腔构成所述多孔双层赫姆霍兹共振吸声结构的两个分层作用的共振腔。

在此，有利的是，盒体的结构参数由所述多孔双层赫姆霍兹共振吸声结构的预定吸声系数和吸声量确定，所述结构参数包括所述隔板和所述侧面的板体厚度、各所述空心管的管口孔径以及管长、所述第一空腔和第二空腔的形状、体积和壁厚。

值得注意的是，本申请所述“呈长方六面体状”并非严格限制于几何意义下精确的长方体形状，而是大体上呈现类似于长方六面体的形状即可，其中一个或多个面构造为具有一定的弧度和/或具有局部的凸起或者凹陷结构、相交面之间不是绝对正交、相对面之间不是绝对平行，均不影响本发明技术方案的实施。