Диск колеса транспортного средства, содержащий устройство для снижения вибрации

Настоящая полезная модель относится к диску колеса транспортного средства, содержащему устройство для снижения вибрации, который, в частности, может быть использован для легкового и грузового автомобиля, а также для других транспортных средств, подверженных вибрации диска колеса, которая вызвана резонансом в полостях шин.
Устранение вибрации диска колеса транспортного средства является актуальной задачей, поскольку такая вибрация передается от диска к подвеске и в салон транспортного средства, что приводит к образованию структурного шума и снижению акустического комфорта, а также негативно сказывается на здоровье человека.
Прототипом настоящей полезной модели является диск колеса транспортного средства, содержащий устройство для снижения вибрации (патент EP №0749853 от 23.06.1996 г.), имеющее омегаобразное сечение и содержащее, по меньшей мере, один слой вязкоупругого материала. В частности, на диск колеса установлено устройство для снижения вибрации, которое выполнено в конструкции из трех слоев: двух металлических слоев, и расположенного между ними вязкоупругого слоя. Установка устройства для снижения вибрации на диск колеса осуществляется за счет его натяжения и механического соединения двух его концов с образованием кольца.
Недостатком прототипа является низкая эффективность снижения вибрации.
Задачей настоящей полезной модели является создание универсальной конструкции диска колеса транспортного средства, имеющего высокие демпфирующие свойства и, как следствие, обеспечивающего снижение структурного шума в транспортном средстве.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение вибрации диска колеса транспортного средства в широком температурно-частотном интервале.
Достижение технического результата обеспечивается за счет использования диска колеса транспортного средства, содержащего устройство для снижения вибрации. Устройство для снижения вибрации представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из чередующихся металлических и вязкоупругих слоев, и установлено на диск колеса транспортного средства путем поэтапного нанесения слоев, при этом его крепление осуществлено за счет адгезионного контакта вязкоупругого слоя с ободом диска колеса.
Геометрические размеры устройства для снижения вибрации зависят от размеров диска колеса транспортного средства, но, в частности, могут иметь следующие размеры, но не ограничиваясь: длина от 0,5 до 10 м, ширина от 2 до 10 см, толщина от 0,2 до 30 мм. Устройство для снижения вибрации диска колеса может содержать, но не ограничиваясь, от 2 до 20 слоев.
Устройство для снижения вибрации диска колеса соединено с ободом диска колеса транспортного средства за счет вязкоупругого слоя. Вязкоупругий слой может быть использован толщиной, но не ограничиваясь, от 0,1 до 3,0 мм и представляет собой многокомпонентную композицию на основе бутилкаучука или термоэластопласта.
Наиболее предпочтительно, чтобы вязкоупругий слой на основе бутилкаучука или термоэластопласта имел высокую адгезию к поверхности обода диска колеса транспортного средства и имел коэффициент механических потерь, определяемый по ГОСТ Р 56803-2015 в конструкции с используемым металлическим слоем, не менее 0,1 у.е. при температуре +20°С.
При использовании вязкоупругого слоя на основе термоэластопласта, наиболее предпочтительна его толщина в пределах 0,1-0,2 мм.
При использовании в качестве вязкоупругого слоя на основе бутилкаучука, наиболее предпочтительна его толщина в пределах 0,5-1 мм.
В качестве металлического слоя устройства для снижения вибрации диска колеса транспортного средства может быть использован, в частности, алюминиевый или стальной слой толщиной 0,04-1 мм. Выбор природы и толщины металлического зависит от необходимого температурно-частотного диапазона снижения вибрации. Для наибольшей эффективности в низкочастотной области используется стальной слой толщиной 0,1-1 мм. Для наибольшей эффективности в высокочастотной области используется алюминиевый слой толщиной 0,04-0,5 мм.
Дополнительно устройство для снижения вибрации диска колеса транспортного средства может быть закреплено за счет механического соединения металлических слоев, например, по меньшей мере, за счет одного натяжного регулируемого или нерегулируемого замка, закрепленного на металлическом слое.
Снижение вибрации диска колеса транспортного средства осуществляется за счет передачи энергии механических колебаний с диска на устройство для снижения вибрации диска колеса, и преобразования энергии механических колебаний в объеме многослойной конструкции в тепло.
Полезная модель поясняется чертежами (фиг.1): 1 - диск колеса; 2 - вязкоупругий слой; 3 - металлический слой.
В одном из вариантов осуществления полезной модели может быть использован диск колеса транспортного средства, содержащий устройство для снижения вибрации, которое представляет собой многослойную конструкцию, выполненную из чередующихся вязкоупругих слоев на основе бутилкаучука толщиной 0,9 мм и стальных слоев толщиной 0,25 мм, при этом общее количество слоев шесть: три вязкоупругих слоя и три стальных слоя.
В указанном варианте осуществления использовался диск колеса легкового автомобиля диаметром 15 дюймов. Испытания проводились на скорости 60 и 80 км/час. Оценивался уровень шума на месте водителя и пассажира на переднем сиденье. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Таб. 1
Место водителя
Пассажир
скорость 60 км/ч, дБА
скорость 80 км/ч, дБА
скорость 60 км/ч, дБА
скорость 80 км/ч, дБА
Диск колеса
68,7
70,5
71,3
72,7
Диск колеса, содержащий устройство для снижения вибрации
65,5
68,1
68,5
69,7