CN103625222A - 用于充气轮胎的胎圈结构 - Google Patents

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CN103625222A CN201310378414.3A CN201310378414A CN103625222A CN 103625222 A CN103625222 A CN 103625222A CN 201310378414 A CN201310378414 A CN 201310378414A CN 103625222 A CN103625222 A CN 103625222A
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Abstract

一种充气轮胎包括从一个胎圈结构延伸至另一胎圈结构的胎体帘布层。每个胎圈结构包括限定胎圈的横截面轮廓的多根周向缠绕的金属线。轮廓具有大于1.0的径向高度与轴向宽度比和在30度与60度之间的胎圈取向角。

Description

用于充气轮胎的胎圈结构
技术领域
本发明涉及一种意于支撑重负载的充气轮胎，更具体地说涉及一种这样的轮胎的胎圈结构。
背景技术
重载车辆轮胎包括通过意于与道路形成接触的胎面径向地装在外侧之上的胎冠部分，所述胎冠部分通过终止于胎圈结构中的侧壁径向向内延伸。充气轮胎包括多个加强件框架，尤其地包括用于支撑由轮胎内部充气压力和车辆所产生的负载的胎体加强件。该胎体加强件延伸到充气轮胎的胎冠和侧壁中，并在其端部锚固至位于胎圈结构中的合适的锚固结构。胎体加强件通常可由彼此平行布置并与周向方向成90度或者大约90度的角度(而在这样的情况下，胎体加强件被说成“径向的”)的多个加强构件组成。胎体加强件通常通过围绕合适的周向刚度的锚固结构使该胎体加强件卷起，以形成反包部分，该反包部分的例如相对于锚固结构的径向最内点所测量的长度可选择成提供具有令人满意耐久性的充气轮胎。轴向地在反包部分与胎体加强件之间的可以是一个或多个基于弹性体的材料，所述基于弹性体的材料提供反包部分与主胎体加强件之间的机械耦联。
使用中，充气轮胎可通过意于接触胎圈结构径向最内部分的轮辋座安装在轮辋上。在每个轮辋座的轴向外侧上，当充气轮胎配合在轮辋上并充气至其正常运行压力时，轮辋凸缘可固定每个胎圈结构的轴向位置。
为了经得起在负载下旋转的机械应力，为加强胎圈结构可提供附加的加强件。例如，帘布层可靠着胎体加强件的反包部分的至少一部分布置。在使用期间，胎圈结构可经受许多的弯曲循环，从而使所述胎圈结构与轮辋凸缘一致/变形到轮辋凸缘(例如，部分地采取轮辋凸缘的几何形状)。这与加强胎圈结构的加强件框架中的、尤其地胎体加强件的反包部分中的张力的变化结合导致胎圈结构的曲率的较大或较小的变化。这些相同的循环可引起胎圈结构的材料中的压缩和伸展加载。此外，胎体帘布层的加强构件可在充气轮胎的侧壁和胎圈结构中周向地并且循环地移位。循环的周向移位是每当车轮和充气轮胎绕平衡位置旋转时在一个周向方向上和在相反的周向方向上的移位(或者没有移位)。
在胎圈结构的材料内、并且尤其地在紧邻加强件的端部(胎体加强件的反包部分的端部或者附加的加强件的端部)的弹性材料内可产生应力和/或变形。这些应力和/或变形可导致充气轮胎的操作/使用寿命的明显缩短。
这些应力和/或变形可引起靠近加强件的端部的分层和破裂。由于有些加强构件的径向方向并且由于加强构件(例如，金属线缆)的性质，所以胎体加强件的反包端可能尤其对该现象敏感。
发明内容
根据本发明的充气轮胎包括从一个胎圈结构延伸至另一胎圈结构的胎体帘布层。每个胎圈结构包括限定胎圈的横截面轮廓的多根周向缠绕的金属线。轮廓具有大于1.0的径向高度与轴向宽度比和在30度与60度之间的胎圈取向角。
根据充气轮胎的另一方面，每个胎圈结构还包括意于与车辆轮辋的底座部分接触的底座部分。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎圈结构还包括包上（coat）胎圈的盖轮廓。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎圈结构还包括具有朝着胎体帘布层的内表面轴向延伸的多个加强构件的胎跟加强层。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎跟加强层包括沿着胎圈结构的轴向内部与胎体帘布层接触的第一部分和沿着胎圈结构的轴向外部与胎体帘布层的反包部分接触的第二部分。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎圈结构还包括插入在胎体帘布层与胎体帘布层的反包部分之间的三角胶芯。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎圈结构还包括从每个胎圈结构的轴向内部径向向内并且轴向向内延伸的胎体帘布层的突起。
根据充气轮胎的又一方面，每个轮廓比大于1.2。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎圈取向角在40度与50度之间。
根据充气轮胎的又一方面，每个胎圈取向角为45度。
充气轮胎的胎圈包括由胎体帘布层互连的两个胎圈结构。每个胎圈结构包括限定每个胎圈结构的横截面轮廓的多根周向缠绕的金属线。每个轮廓具有大于1.0的径向高度与轴向宽度比和在30度与60度之间的胎圈取向角。
根据胎圈的另一方面，每个胎圈结构还包括意于与车辆轮辋的底座部分接触的底座部分。
根据胎圈的又一方面，每个胎圈结构还包括包上胎圈的盖轮廓。
根据胎圈的又一方面，每个胎圈结构还包括具有朝着胎体帘布层的内表面轴向延伸的多个加强构件的胎跟加强层。
根据胎圈的又一方面，每个胎跟加强层包括沿着胎圈结构的轴向内部与胎体帘布层接触的第一部分和沿着胎圈结构的轴向外部与胎体帘布层的反包部分接触的第二部分。
根据胎圈的又一方面，每个胎圈结构还包括插入在胎体帘布层与胎体帘布层的反包部分之间的三角胶芯。
根据胎圈的又一方面，每个胎圈结构还包括从每个胎圈结构的轴向内部径向向内并且轴向向内延伸的胎体帘布层的突起。
根据胎圈的又一方面，每个轮廓比大于1.2。
根据胎圈的又一方面，每个胎圈取向角在40度与50度之间。
根据胎圈的又一方面，每个胎圈取向角为大约45度。
本发明还提供如下方案：
1. 一种充气轮胎，包括：
从一个胎圈结构延伸至另一胎圈结构的胎体帘布层，每个胎圈结构包括限定胎圈的横截面轮廓的多根周向缠绕的金属线，所述轮廓具有大于1的径向高度与轴向宽度比和在30度与60度之间的胎圈取向角。
2. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个胎圈结构还包括意于与车辆轮辋的底座部分接触的底座部分。
3. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个胎圈结构还包括包上所述胎圈的盖轮廓。
4. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个胎圈结构还包括具有朝着所述胎体帘布层的内表面轴向延伸的多个加强构件的胎跟加强层。
5. 根据方案4所述的充气轮胎，其中，每个胎跟加强层包括沿着所述胎圈结构的轴向内部与所述胎体帘布层接触的第一部分和沿着所述胎圈结构的轴向外部与所述胎体帘布层的反包部分接触的第二部分。
6. 根据方案5所述的充气轮胎，其中，每个胎圈结构还包括插入在所述胎体帘布层与所述胎体帘布层的所述反包部分之间的三角胶芯。
7. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个胎圈结构还包括从每个胎圈结构的轴向内部径向向内并且轴向向内延伸的所述胎体帘布层的突起。
8. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个轮廓比大于1.2。
9. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个胎圈取向角在40度与50度之间。
10. 根据方案1所述的充气轮胎，其中，每个胎圈取向角为45度。
11. 一种充气轮胎的胎圈，包括：
由胎体帘布层互连的两个胎圈结构，每个胎圈结构包括限定每个胎圈结构的横截面轮廓的多根周向缠绕的金属线，每个轮廓具有大于1的径向高度与轴向宽度比和在30度与60度之间的胎圈取向角。
12. 根据方案11所述的胎圈，其中，每个胎圈结构还包括意于与车辆轮辋的底座部分接触的底座部分。
13. 根据方案11所述的胎圈，其中，每个胎圈结构还包括包上所述胎圈的盖轮廓。
14. 根据方案11所述的胎圈，其中，每个胎圈结构还包括具有朝着所述胎体帘布层的内表面轴向延伸的多个加强构件的胎跟加强层。
15. 根据方案14所述的胎圈，其中，每个胎跟加强层包括沿着所述胎圈结构的轴向内部与所述胎体帘布层接触的第一部分和沿着所述胎圈结构的轴向外部与所述胎体帘布层的反包部分接触的第二部分。
16. 根据方案15所述的胎圈，其中，每个胎圈结构还包括插入在所述胎体帘布层与所述胎体帘布层的所述反包部分之间的三角胶芯。
17. 根据方案11所述的胎圈，其中，每个胎圈结构还包括从所述每个胎圈结构的轴向内部径向向内并且轴向向内延伸的所述胎体帘布层的突起。
18. 根据方案11所述的充气轮胎，其中，每个轮廓比大于1.2。
19. 根据方案11所述的充气轮胎，其中，每个胎圈取向角在40度与50度之间。
20. 根据方案11所述的充气轮胎，其中，每个胎圈取向角为大约45度。
附图说明
本发明的另外的特征和优点将从以下参考附图给出的说明变得显而易见，所述附图作为非限制性示例示出了本发明的主题的一些实施例。
图1示出根据本发明的胎圈结构的示意图；以及
图2示出图1的胎圈结构的详细示意图。
定义
以下定义是用于本发明的控制。
“三角胶芯”表示位于胎圈芯径向上方的弹性填料，并在帘布层与反包帘布层之间。
“环形的”表示像环一样形成。
“纵横比”表示其截面高度与其截面宽度的比。
“不对称胎面”表示具有关于轮胎的中心面或赤道面EP不对称的胎面花纹的胎面。
“轴向的”和“轴向地”在此用于指的是平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈”表示轮胎的包括环形抗拉构件的部分，其由帘布层帘线包绕并且成形为带有或不带其它增强元件如胎圈芯包布（flipper）、胎跟加强层（chipper）、三角胶芯（apex）、护趾胶（toe guard）和胎圈包布（chafer）以便适配于轮辋设计。
“带束层结构”表示平行帘线的至少两个环形层或帘布层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，非锚固至胎圈，并且具有相对于轮胎的赤道面倾斜的帘线。带束层结构还可包括以相对低的角度倾斜的平行帘线的帘布层，以用作限制层。
“斜交轮胎”(交叉帘布层)表示一种轮胎，其中胎体帘布层中的加强帘线相对于轮胎的赤道面从胎圈到胎圈以大约25°-65°的角度对角地横跨轮胎延伸。如果存在个帘布层，则帘布层帘线在交替的层中成对角延伸。
“缓冲层（breaker）”表示由平行加强帘线构成的至少两个环形层，上述平行加强帘线关于轮胎的赤道面具有与胎体帘布层中平行加强帘线相同的角度。缓冲层通常与斜交轮胎相关联。
“线缆”表示通过将两根或更多的合股线扭绞到一起形成的帘线。
“胎体”表示除带束层结构、胎面、底胎面和帘布层上的侧壁橡胶之外、但包括胎圈的轮胎结构。
“外胎”表示轮胎的除胎面和底胎面之外的胎体、带束层结构、胎圈、侧壁及所有其他部件，即整个轮胎。
“胎跟加强层”指的是位于胎圈区中的织物或钢帘线的窄带，其功能是加强胎圈区并稳定侧壁径向最向内的部分。
“周向的”表示沿着环形轮胎的平行于赤道面(EP)并垂直于轴向方向的表面的周长延伸的线或方向；其还可指的是如在横截面中观察到地半径限定胎面的轴向曲率的相邻圆曲线的设置方向。
“帘线”表示组成轮胎的加强件结构的加强件股线中的一根加强件股线。
“帘线角度”是指由帘线相对于赤道面形成的在轮胎的平面图中的向左或向右的锐角。“帘线角度”按在固化的但未充气的轮胎测量。
“胎冠”表示轮胎的在轮胎胎面的宽度极限之内的部分。
“丹尼尔”表示以每9000米的克数为单位的重量(表示线密度的单位)。“分特”表示以每10,000米的克数为单位的重量。
“密度”表示每单位长度的重量。
“弹性体”表示在变形后能够恢复尺寸和形状的弹性材料。
“赤道面(EP)”表示垂直于轮胎的旋转轴线并穿过轮胎的胎面中心的平面；或者该平面包含胎面的周向中心线。
“织物”表示基本上单向延伸的帘线的网络，其可以是扭绞的，并且其继而由多种高模数材料的许多细丝(其也可以是)组成。
“纤维”是形成细丝的基本元素的天然或人造的物质单元。其特征在于具有其直径或宽度的至少100倍的长度。
“细丝支数”表示构成纱线的细丝的数量。示例：1000丹尼尔的聚酯具有大约190根细丝。
“胎圈芯包布”指的是缠绕胎圈钢丝的加强织物用于强度并将胎圈钢丝紧固在轮胎本体内。
“印迹”表示在零速度时及在正常负载和压力下，轮胎胎面与平坦表面的接地面积或接触面积。
“规格尺寸”通常指的是测量值，具体地指的是厚度测量值。
“花纹沟”表示胎面中的细长空隙区，其可以以直线、弯曲或之字形的方式绕胎面周向或侧向地延伸。周向和侧向延伸的花纹沟有时具有共同部分。“花纹沟宽度”可以是被花纹沟或花纹沟部分占据的胎面表面除以这样的花纹沟或花纹沟部分的长度；因而，花纹沟宽度可以是花纹沟在其长度上的平均宽度。花纹沟在轮胎中可具有变化的深度。花纹沟的深度可围绕胎面的圆周改变，或者一个花纹沟的深度可以是恒定的，但与轮胎中的另一花纹沟的深度不同。如果这样的窄或宽的花纹沟同互连的周向花纹沟比较起来具有明显减小的深度，则它们可被认为是形成倾向于维持所涉及的胎面区域中的花纹条状特性的“加强盘”。如在此所使用地，花纹沟适用于具有足够在轮胎接地面积或印迹中保持敞开的宽度。
“高强度钢(HT)”表示在0.20mm的细丝直径时具有至少3400Mpa的抗张强度的碳钢。
“内部”表示朝轮胎的内部，而“外部”表示朝轮胎的外部。
“内衬”表示形成无内胎轮胎的内表面的弹性体或其它材料的一层或多层，其包含轮胎内的充气流体。
“内侧面”表示当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。
“LASE”是指定伸长时的负载。
“侧向的”表示轴向方向。
“捻距”表示扭绞细丝或股线移动以绕另一细丝或股线进行360度旋转的距离。
“负载范围”表示如由The Tire and Rim Association, Inc中的表格所限定地对于在特定的使用类型中所使用的给定轮胎的负载和充气极限。
“兆强度钢(MT)”表示在0.20mm的细丝直径时具有至少4500Mpa的抗张强度的碳钢。
“净接触面积”表示如围绕胎面的整个圆周测量的限定边界边缘之间的接地胎面元件的总面积除以边界边缘之间的总面积。
“净总比”表示围绕胎面的整个圆周的胎面的侧向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以侧向边缘之间的胎面的整个圆周的总面积。
“非定向胎面”表示如下胎面，其没有优选的前进行进方向也不要求设置在车辆上特定的车轮位置或多个车轮位置以确保胎面花纹与优选的行进方向对准。相反地，定向胎面花纹具有需要特定的车轮定位的优选的行进方向。
“标准负载”表示对于轮胎的使用状况由合适的标准组织指定的特定设计充气压力和负载。
“标准强度钢(NT)”表示在0.20mm的细丝直径时具有至少2800Mpa的抗张强度的碳钢。
“外侧面”表示当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时离车辆最远的轮胎侧面。
“帘布层”表示涂有橡胶的径向展开或者以另外的方式平行的帘线的帘线加强层。
“径向的”和“径向地”用于表示径向地朝着或离开轮胎的旋转轴线的方向。
“子午线帘布层结构（radial ply structure）”表示一个或多个胎体帘布层，或其至少一个帘布层具有相对于轮胎的赤道面定向在65°与90°之间的角度的加强帘线。
“子午线轮胎（radial ply tire）”表示带束或周向地限制的充气轮胎，其中，至少一个帘布层具有以相对于轮胎赤道面在65°与90°之间的帘线角从胎圈延伸至胎圈的帘线。
“花纹条”表示胎面上的周向延伸的橡胶条，其由至少一个周向花纹沟以及第二个这样的花纹沟或侧向边缘中任一个限定，该条侧向地未被全深度花纹沟分开。
“铆接点”表示层中帘线之间的敞开空间。
“断面高度”表示在轮胎赤道面上从名义轮辋直径到轮胎外直径的径向距离。
“断面宽度”表示以标准压力对轮胎充气24小时之时或之后，但并未承载的情况下，平行于轮胎轴线且位于其胎侧的外部之间的最大线性距离，不包括由于标签、装饰或保护带而导致的胎侧升高造成的宽度。
“自支撑安全轮胎”表示具有一种结构的轮胎类型，其中，当轮胎对于极限时间周期和极限速度在未充气的状况下操作时，轮胎结构独自足够强地支撑车辆。轮胎的侧壁和内表面由于轮胎结构独特(例如，没有内部结构)，所以可能不会折叠或弯曲到它们本身上。
“侧壁插件”表示位于轮胎的侧壁区域中的弹性体或帘线加强件。插件可以是形成轮胎的外表面的胎体加强帘布层和外侧壁橡胶的添加。
“侧壁”表示轮胎的在胎面与胎圈之间的部分。
“花纹细缝”或“刀槽花纹”表示模制到轮胎的胎面元件中、细分胎面表面并改进牵引的小狭槽；花纹细缝可设计成当在接地面积或印迹内时闭合，这与花纹沟不同。
“弹簧应变率”表示轮胎的表示为在给定压力的负载挠度曲线的斜率的刚度。
“刚度比”表示控制带束层结构的刚度的值除以另一个带束层结构刚度的值，这些值通过固定三个点的抗弯试验确定，所述的固定三个点的抗弯试验具有帘线的两个端点，该帘线被在固定端点之间位于中心的负荷支承并曲挠。
“超高强度钢(ST)”表示在0.20mm的细丝直径时具有至少3650Mpa的抗张强度的碳钢。
“韧性”是表示为未应变的样品每单位线性密度的力的应力(gm/特或gm/丹尼尔)。韧性主要用于纺织品。
“张力”是以力/横截面积为单位表示的应力。以psi为单位的强度=12,800乘比重乘以克/丹尼尔为单位的韧性。
“护趾胶”指的是轮胎的每个胎圈轴向向内的周向展开的弹性轮辋接触部分。
“胎面”表示当结合至轮胎外胎时包括轮胎的一部分的模制橡胶部件，该部分当轮胎正常充气并在正常负载下时与道路接触。
“胎面元件”或“牵引元件”表示花纹条或块元件。
“胎面宽度”表示胎面表面的在包括轮胎的旋转轴线的平面中的弧长。
“反包端”表示胎体帘布层的从帘布层包绕的胎圈向上(即径向向外)转动的部分。
“特高强度钢(UT)”表示在0.20mm的细丝直径时具有至少4000Mpa的抗张强度的碳钢。
“垂直偏转”表示轮胎在负载下偏转的量。
“纱线”是用于纺织纤维或细丝的连续股线的专业术语。纱线出现于以下形式：1)扭绞到一起的许多纤维；2)无扭绞地布置到一起的许多细丝；3)以一定程度的扭绞布置到一起的许多细丝；4)有或者没有扭绞的单根细丝(单丝)；5)有或者没有扭绞的窄材料条带。
具体实施方式
图1和2示出了根据本发明的充气轮胎1的示例胎圈结构5。充气轮胎1可安装在安装轮辋2(未示出)上，该胎圈结构可在负载下在充气轮胎的旋转期间就座在安装轮辋2上。胎圈结构5可包括意于与轮辋的底座部分接触的底座部分51。该底座部分51可通过外部52轴向向外延伸。安装轮辋的钩凸缘可轴向限制胎圈结构5在充气轮胎1充气并在负载下时可轴向移位的程度。在这样的操作状况下，胎圈结构5的外部52可在某种程度上围绕钩凸缘缠绕/包围其本身。
充气轮胎1的胎体帘布层10可具有由多根元件线形成的多根金属帘线。这些金属帘线可嵌入弹性化合物，并且大致指向径向方向。胎体帘布层10可在其端部中的一端处围绕胎圈结构5的锚固结构20锚固。锚固结构20可包括包覆周向加强件框架或胎圈21(例如，多根周向缠绕的金属线的胎圈)的盖轮廓22。胎体帘布层10可包住盖轮廓22，从而通过粘附至胎体帘布层而机械地耦联至盖轮廓。
具有多个加强构件的第一加强件或胎跟加强层30可朝着胎体帘布层的内表面(例如，胎圈侧的表面)延伸。胎跟加强层30的第一部分31可沿着胎圈结构5的轴向内部与胎体帘布层10接触。胎跟加强层30的第二部分32可沿着胎圈结构5的轴向外部与胎体帘布层10的反包部分接触。合适的弹性化合物的三角胶芯60可插入在胎体帘布层10与胎体帘布层的反包部分之间。
胎圈结构5还可包括从胎圈结构的轴向内部径向向内并且轴向向内延伸的胎体帘布层10的第二加强件或突起40。该突起40可在加载状况下在充气轮胎1的操作期间提高胎圈结构5的强度和耐久性。
根据本发明的胎圈结构5可提高传统的胎圈结构(例如，径向中型卡车轮胎、半拖拉机挂车轮胎等的胎圈结构)的耐久性。这样的胎圈结构5在相对传统轮胎提供至少相同的性能的同时还可减轻充气轮胎1的重量(例如，在轮胎尺寸315/70R22.5中百分之3.5的重量减轻)。
在此描述的胎圈结构5因而可向这样的充气轮胎1增加更高的价值。这样的价值可包括为卡车厂商所强烈希望的重量最优化，以减轻总卡车负载(例如，对于相同的卡车总负载来说的更高的有效负载)。示例的胎圈结构5可包括大体上等于胎体帘布层10的自然充气轮廓的胎体帘布层取向(例如，通过多重轮胎的寿命/翻新提高的外胎稳定性)。这可在侧壁中提供较大的挠曲区域，从而在负载下的操作期间减少外胎的侧壁中的应力集中和/或侧壁疲劳。
此外，根据本发明的胎圈21可具有大于1.0或1.2的径向高度与轴向宽度比H/W和在30度与60度之间或者在40度与50度之间或者大约45度的胎面取向角γ(胎圈21的径向横截面的纵向轴线相对于径向方向R)的横截面轮廓。示例的胎圈21因而可减轻传统轮胎(例如，315/70R22.5)的百分之3.5的重量，可提高百分之30的耐久性，并且可减小百分之4的滚动阻力。
如上所述，卡车厂商会期望轮胎的重量减轻，这可导致制造、材料、设计等的持续最优化。根据本发明的胎圈结构5因而与传统轮胎比较可提供具有相等或更优性能的较轻轮胎重量的轮胎。
提高的比率H/W可导致靠近胎圈结构5的渴望减小的厚度量度分布。胎圈21增大的取向角γ可提高胎圈结构5的径向刚度。超出三角胶芯的胎体帘布层10的反包部分的径向延伸进一步稳定胎圈结构5。
尤其地如图2所示，胎圈21可具有在横截面中相对于径向方向R以角度γ倾斜的不规则六边形形状。胎圈21的两边平行于角度γ，而其他四边完成六边形。
如上所述，根据本发明的胎圈结构5在充气轮胎1中产生减小的滚动阻力和重量。因而，即使充气轮胎的结构和行为的复杂性使得没有提出完整的令人满意的理论，这些胎圈结构5也提高充气轮胎1的性能。Temple, Mechanics of Pneumatic Tires(2005)。尽管在充气轮胎力学中容易了解经典的复合理论的基本原理，但由充气轮胎的许多结构部件引入的附加复杂性容易使预测轮胎性能的问题复杂化。Mayni, Composite Effects on Tire Mechanics(2005)。另外，由于聚合物和橡胶的非线性的时间、频率和温度特性，充气轮胎的分析设计是现今工业中最有挑战性的且未受到充分认识的工程挑战之一。Mayni。
充气轮胎具有某些基本的结构元件。美国运输部，Mechanics of Pneumatic Tires，第207和208页(1981)。重要的结构元件是覆盖层，其通常由嵌入并结合至通常为天然或合成橡胶的低模数聚合材料的基体的许多柔性的高模数天然纺织品、合成聚合物、玻璃纤维或精硬拉钢的帘线组成。同上地，在207至208页处。
柔性的高模数帘线通常设置成单层。同上地，在208页处。整个工业的轮胎厂商不能同意或预测充气轮胎中覆盖层帘线的不同扭绞对噪声特性、操控、耐久性、舒适性等的影响(Mechanics of pneumatic tires，第80至85页)。
这些复杂性由以下轮胎性能与轮胎部件之间的相互关系的表格证明。
  衬里 胎体帘布层 胎圈 带束层 覆盖层 胎面 模具
胎面磨损       X   X X
噪声   X X X X X X
操控   X X X X X X
牵引           X X
耐久性 X X X X X X X
滚动阻力 X   X X   X X
乘坐舒适性 X X X     X  
高速   X X X X X X
气密性 X            
质量 X X X X X X X
如表格中所看到，胎圈特性影响充气轮胎的其他部件(即，胎圈影响三角胶芯、带束层、覆盖层、胎体帘布层等)，导致许多部件相互联系并相互作用，使得影响一组功能特性(噪声、处理、耐久性、舒适性、高速和质量)，从而导致完全不可预测并且复杂的合成物。因此，改变即使一个部件也可直接导致使多至大约十种功能特性改善或劣化，以及改变所述一个部件与多至六个其他结构部件之间的相互作用。所述六种相互作用中的每种相互作用从而可间接地使所述十种功能特性改善或劣化。这些功能特性中的每一个是否并以什么样的量改善、劣化或不受影响在没有由发明人进行试验和测试的情况下毫无疑问的是不可预测的。
因而，例如，当更改充气轮胎的胎圈的结构(例如，扭绞、帘线结构、轴向宽度等)以意图改善充气轮胎的一个功能特性时，许多其他的功能特性可能不可接受地劣化。此外，胎圈与三角胶芯、带束层、覆盖层、胎体和胎面之间的相互作用也不可接受地影响充气轮胎的功能特性。胎圈结构的变型由于这些复杂的相互关系而甚至可能不改善该一个功能特性。
因而，如上所述，多个部件的相互关系的复杂性使得不可能从无限可能的结果预测或预见根据本发明的胎圈结构的变型的实际结果。只有通过大量的试验才表明本发明的胎圈结构5是用于轮胎覆盖层的极好的、意外的并且不可预测的选择。
参考具有用于减小滚动阻力和提高燃料经济性的胎面部分的轮胎的示例实施例给出以上的说明。然而，应理解的是，许多的变化从本发明的公开的阅读对本领域的技术人员显而易见。如由所附权利要求所限定地，这样的对本领域的技术人员显而易见的变化和变型在本发明的范围和精神的范围内。
根据在此提供的本发明的说明，可能有本发明的变化。尽管为了说明本发明已示出了某些代表性的示例和细节，但对本领域的技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下可在其中作出各种变化和变型。因此，应理解的是，可在描述的如由所附权利要求所限定的本发明的完整预期范围内的特定示例中作出变化。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其特征在于，包括：
从一个胎圈结构延伸至另一胎圈结构的胎体帘布层，每个胎圈结构包括限定胎圈的横截面轮廓的多根周向缠绕的金属线，所述轮廓具有大于1的径向高度与轴向宽度比和在30度与60度之间的胎圈取向角。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈结构还包括意于与车辆轮辋的底座部分接触的底座部分。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈结构还包括包上所述胎圈的盖轮廓。
4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈结构还包括具有朝着所述胎体帘布层的内表面轴向延伸的多个加强构件的胎跟加强层。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎跟加强层包括沿着所述胎圈结构的轴向内部与所述胎体帘布层接触的第一部分和沿着所述胎圈结构的轴向外部与所述胎体帘布层的反包部分接触的第二部分。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈结构还包括插入在所述胎体帘布层与所述胎体帘布层的所述反包部分之间的三角胶芯。
7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈结构还包括从每个胎圈结构的轴向内部径向向内并且轴向向内延伸的所述胎体帘布层的突起。
8.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个轮廓比大于1.2。
9.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈取向角在40度与50度之间。
10.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个胎圈取向角为45度。
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