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6.1.4 轮胎上的花纹沟兼顾排水性和噪声控制
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除了轮胎上的花纹块,轮胎接地面上的花纹沟也会对噪音产生影响。轮胎上的花纹沟也会引起噪声。
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轮胎上花纹沟的作用是在雨天轮胎与地面接触时,将积存在路面上的雨水排出轮胎的触地面,这样才能使轮胎表面紧贴路面。当轮胎与路面接触时,轮胎表面的花纹沟就会被路面覆盖,形成管道。管道中充满了空气,从中排出时会发出声音。
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把旋涡状的贝壳贴近耳朵时,会听到沙沙的声音。即使不向里面吹气,也会听到像吹笛子一样的声音。同样的事情也会发生在路面与轮胎之间的管道中,密闭在管道内的空气逃出管道时会发出声音。
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比赛用的光头轮胎没有花纹沟,也就不会产生很大的噪音。这样看来,花纹沟也与轮胎的噪音有关。当然了,比赛用轮胎分为晴天用的和雨天用的,但普通的小型汽车晴天雨天共用一组轮胎,因此轮胎触地面上的花纹沟是必不可少的。轮胎生产商们的工作,就是让轮胎具备能够充分排出雨水的花纹沟的同时不产生噪声。
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这样开发出来的轮胎比较“安静”,而实现这一目标的方法是留出不让空气外逃的、终点性质的花纹沟。空气不外逃也就能降低噪声了。但如果把所有的花纹沟都设计成终点式的,排水功能就会减弱。这个度的把握就全仰仗轮胎制造商们的技术水平啦。
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6.1.5 用轮胎抑制噪声的增加
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除此之外还有轮胎引起的噪声音。轮胎中充满了受压的空气,无论是橡胶的柔软和弹力,还是受压的空气,都能帮助轮胎吸收因路面引起的振动,缓和冲击。但密闭的空气会增大噪声。
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还是以大鼓为例。仅敲击大鼓的鼓皮时,大鼓只会发出很小的砰砰声。但当两侧的鼓皮膨起,中间充满了空气时,空气会使鼓皮的振动强度增加,发出很大的咚咚声。与此同理,轮胎的噪声也会因轮胎内的空气而增大。
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为了减小噪声,有的轮胎在轮胎内侧缠绕上了海绵状的带子。用手下压并敲击大鼓的鼓皮时,空气的振动很难传递到大鼓的表面,音色也就会变得不强烈了。同样,缠绕上海绵状的带子就会使得轮胎内的空气振动很难传到表面。
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这样看来,即使是同一个轮胎也会产生各种不同的噪音。只有一一探明这些现象并采取合适的对策,才能生产出行驶性能强且舒适度高的轮胎。
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6.1.6 柔软地固定金属,减小制动器噪声
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制动器也会产生噪声。制动器利用制动垫压紧制动盘,产生摩擦,降低速度。制动盘和制动垫都是由金属制成的,压紧时会产生噪声。
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以前制动垫使用的是摩擦较大的石棉。但当人们发现石棉的危害性后,便开始寻找其他摩擦材料。因此出现了将细腻的金属固定起来制成的制动垫。
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在现在的制动器中,金属之间会相互接触,这当然会产生噪声,是类似于指甲划过玻璃时“呲呲”的刺耳的声音。我们将这种声音表述为“制动器在鸣叫”,是一种谁都不想听到的声音。因此,当把制动垫的金属制成垫子形状时,就能比较柔软地固定下来,也就很难产生噪音了。
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但有的欧洲汽车会产生很大的制动声。与日本汽车相比,欧洲汽车无论是在普通道路上还是在高速公路上,都是高速行驶。因此就要求制动器能在短距离内使汽车安全停止,即使在高速行驶时也是如此。柔软的制动垫会增加停车前的距离,因此需要使用比较坚硬的制动垫。尤其是搭载了大马力发动机的高性能欧洲汽车,其制动器更容易产生噪声。
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6.1.7 接近流线型能够减小风噪
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如果您突然听到很大的声音,那是因汽车车身而引起的风噪。我们时常忽略地球上存在着空气,汽车行驶时空气会形成旋涡引起风,从而产生风噪。
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既然地球上有空气,风噪就不会消失。虽说如此,但也有减小这种噪音的方法,即抑制空气的流动形成旋涡(图6.3)。空气的旋涡既是噪声源,又会成为妨碍汽车行驶的空气阻力。抑制空气形成旋涡,不仅能够减小噪声,还能提高汽车的行驶速度,可谓是一石二鸟。
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图6.3 汽车的形状与空气流动的关系※汽车越接近流线型,空气流动越不会被打乱,风噪也越小。
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为了防止空气形成旋涡,汽车生产商们开始在汽车的形状上做文章。流线型不会扰乱空气流动,因此汽车越接近流线型越难形成旋涡,也就越能抑制风噪。
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但如果不是挑战速度纪录的汽车和比赛用车,设计成流线型是很困难的。因为如果接近流线型,人们的乘坐空间和货物的堆放空间都会受到限制。如果把汽车设计成乘坐空间大、货物堆积空间大的形状,就会接近四边形,空气阻力变大,风噪也会变大。既要接近流线型,又要给人和货物留出足够的空间,实在是很困难。即使不完全设计成流线型,而只是将车身调整圆滑,也有减小空气阻力和风噪的效果。
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