CN104960390A - 扁平充气轮胎 - Google Patents

Abstract

扁平充气轮胎，轮胎本体包括胎冠部（1）和胎圈部（2），轮胎本体内设有冠带层（3）、带束层（4）、胎圈钢丝（5）和钢丝圈包布（6），其特征在于，所述轮胎本体由胎冠部（1）和胎圈部（2）两部分构成，所述冠带层（3）和带束层（4）设于胎冠部（1），带束层（4）下方还设有应力平衡层（7），应力平衡层（7）的两端包在带束层（4）的端部且夹在冠带层（3）和带束层（4）之间，所述钢丝圈包布（6）的两端相叠并搭接在应力平衡层（7）边缘处的下方。轮胎的使用性方面全面提升，材料消耗大幅度降低，制造过程进一步优化。

Description

扁平充气轮胎

技术领域

 本发明涉及轮胎，具体是一种超扁平充气轮胎。

背景技术

机动车辆所用的轮胎，通常以充气轮胎的使用性能最为优异。充气轮胎技术变化经历了三个阶段，即：斜交结构轮胎、带束斜交结构轮胎和子午线结构轮胎。上述结构共同技术特点是轮胎的断面高度相对较高，使用中轮胎变形较大。设计者试图从轮胎的形状、材料布置、制造过程及专业设备等方面着眼于一体化采取措施，以期保证轮胎的使用品质。然而由于这种技术无法克服制造过程复杂、材料消耗大、所需人员设备密集，以及轮胎在负荷条件下的应力应变所产生的局部应力集中等问题，而易造成的早期损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种品质更稳定，使用周期更长、更安全、更节约资源的扁平充气轮胎。

本发明的技术解决方案是：扁平充气轮胎，轮胎本体包括胎冠部和胎圈部，轮胎本体内设有冠带层、带束层、胎圈钢丝和钢丝圈包布，所述轮胎本体由胎冠部和胎圈部两部分构成，所述冠带层和带束层设于胎冠部，带束层下方还设有应力平衡层，应力平衡层的两端包在带束层的端部且夹在冠带层和带束层之间，所述钢丝圈包布的两端相叠并搭接在应力平衡层边缘处的下方。

本发明的技术效果是：轮胎的使用性方面全面提升，材料消耗大幅度降低，制造过程进一步优化。

本发明由其独特的设计理念，结构特征铸就了轮胎新技术条件下的巨大优势和卓越品质。具体表现在三个方面：一是轮胎的使用性方面全面提升，二是材料消耗大幅度降低，三是制造过程进一步优化。

轮胎使用性能：

1）轮胎的安全性能得到了根本保证。

众所周知，现行采用子午线结构技术的轮胎，轮胎的断面高度比较高，通常轿车轮胎断面高度和断面宽度之比，绝大部分都在45%以上。轮胎在动态条件下，由于所受到的障碍比较复杂，极易被刺伤、撞伤造成胎体骨架材料局部断裂而引起轮胎侧部起鼓或爆胎。轮胎被撞击起鼓的数量比例较高，大约在1/1000以上。轮胎被刺伤引起爆胎的数量比例较少一些，但时有发生，带来的结果是起鼓的轮胎提早失去使用价值。刺伤引起爆胎问题，由于是瞬时间轮胎断面高度发生急剧变化而引起车辆在单一方向的巨大侧向力和冲击力而失去控制造成安全问题。本发明是因为采用新技术条件下的超扁平充气轮胎，实现了轮胎断面高度的极限降低，犹如一个缓冲环带，装配在车辆的轮辋上。以轿车用轮胎为例：轮胎断面高度，即从轮胎顶端到所用轮辋边缘的高度只有30MM左右，也就是轮胎在轮辋以外的高度只有30MM左右，轮胎的胎肩部位与轮辋组成一个实体的弹性体，当受到任何破坏力时，该部位作为承载体，其高度的变化都可忽略不计，因此轮胎不会出现侧鼓和爆胎问题，安全会得到根本的保障。

2） 轮胎的弹性和节能性：

    本发明的核心是胎冠部位中带束层与胎圈部位中钢丝圈包布直接相连组成一个轮胎体。由于轮胎断面比较低，动态下轮胎的侧向变形非常小，胎圈部受到的侧向力自然就小。基于此情况，本发明将胎圈部位中的钢丝圈包布于胎冠带束层直接结合组成承载体的骨架，即保证了轮胎的承载需求，又保证了轮胎弹性、柔软性的需求，实现了轮胎使用性能与装配性能两大要素的完美结合。本发明可达到超扁平程度，可最大限度的发挥所用骨架材料在轮胎结构中理想角度排列方式的性能优势。因为轮胎周向变形小，动态下没有材料角度变化，自然轮胎生热就低，能量损失就小，弹性好节能性就好，耐磨性就高。

3）轮胎的强度：

   本发明胎冠部与胎圈部直接连接组成轮胎体，与现行技术相比，减少了轮胎的胎体部分，轮胎的强度明显提高。这是因为，一是胎冠部带束层可采用周向零度排列方式，轮胎动态下不会因骨架材料排列角度变化而损失带束层的强度。二是胎圈部位中的钢丝圈包布大部分在轮辋边缘内侧，与带束层相连接部分，大部分在带束层的保护之下，独立承载部分，所承载的范围较小。加之在此部位只有较小的直径方向的变形，垂直于直径方向的变形几乎可以忽略。因此，轮胎的强度较高，可以说与现行技术相比强度不在一个数量级上。

    4）轮胎动态下的稳定性和舒适性：

    本发明是胎冠部与胎圈部直接相连组成整体，与现行轮胎技术相比，轮胎断面重心降到了极限，轮胎在动态下的稳定性提高，转向时所产生滞后性会更小，转向更灵活。同时，由于结构特质决定了动态下的轮胎周向变形，侧向变形都小，使得轮胎与地面接触的平顺性增加，所受压力分布均匀，基本上避免了由胎体骨架材料所产生的震动，轮胎的静音性提高，舒适性更好。

本发明可节约大量材料消耗：

本发明技术核心是胎冠部与胎圈部直接连接组成整体轮胎，与现行技术轮胎相比节约了大量的材料消耗。以轿车轮胎为例，现行技术轮胎胎体骨架材料需要从轮胎的一侧胎圈钢丝连接到另一侧胎圈钢丝的整体布置，一般由一至二层材料组成，该部位材料所占轮胎总体重量约为30%左右，若以每条轮胎100元为单位计算所需资金30元人民币，扣除应力平衡层所占10%比例，每100元人民币为单位就可节约20元人民币。随着轮胎规格的增加，规格越大所节约的成本越大。

制造过程优化：

本发明与现行技术相比优化了轮胎成型工艺和硫化工艺。成型工艺现行技术多数采用二次成型法技术，而本发明只需要一次成型技术，相比更简单，更节约设备，生产效率提高，制造过程可变因素减少。

硫化工艺现行技术采用胶囊做内膜，而本发明硫化工艺可采用内外膜硫化技术，二者相比前者需要稳定的内部压力作为稳定的硫化条件以及耐久性很强的胶囊保障，一般硫化胶囊使用寿命平均为150次左右，每条胶囊制造成本平均为200元人民币，折合到每条轮胎中所需制造成本平均为1元人民币，目前我国乘用汽车已突破一亿辆，轮胎三年为一个使用周期，仅此项每年可节省1亿元以上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，扁平充气轮胎，轮胎本体包括胎冠部1和胎圈部2，轮胎本体内设有冠带层3、带束层4、胎圈钢丝5和钢丝圈包布6，所述轮胎本体由胎冠部1和胎圈部2两部分构成，所述冠带层3和带束层4设于胎冠部1，带束层4下方还设有应力平衡层7，应力平衡层7的两端包在带束层4的端部且夹在冠带层3和带束层4之间，所述钢丝圈包布6的两端相叠并搭接在应力平衡层7边缘处的下方。

所述胎圈部2设有胎圈加强层8，胎圈加强层8贴在所述钢丝圈包布6外侧。

所述胎圈部2沿其外侧边缘设有胎圈包布9。

应力平衡层采用纤维材料，作用主要是平衡轮胎内腔充气后产生的应力。众所周知，当轮胎在荷条件下滚动时，其行驶面与地面接触压力分布越均匀，轮胎的使用性能越佳。其影响因素在同一轮胎结构尺寸条件下，主要受到轮胎的带束层角度的影响。一般就子午线轮胎而言，带束层基本上采用大角度交叉结构。本发明所采用的角度可为周向零度，加之自身结构特征，没有胎体骨架结构，当轮胎内腔充入气压时，束缚内腔压力主要靠带束层，易于产生受力分布不均的问题。因此，本发明设计应力平衡层并将其与带束层两端进行包裹，从而达到行驶面受力均匀的目的。

本发明采用应力平衡层，还在于当带束层采用周向零度结构时，由于轮胎行驶面是具有一定的曲率的，因此，带束层在轴向上的不同部位分布在行驶面上的直径是有一定差异的，易于产生应力分布不均的现象。采用应力平衡层结构能最大限度确保行驶面一体化，确保应力均匀分布，提高轮胎载荷能力、耐磨性、制动性和驱动性，延长使用寿命。

本发明是以轮胎的基本形态为基础，轮胎使用性能和装配性能为两大要素，构成独立又统一的有机体，颠覆了现行技术单一的一体化理念，让技术系统本身处于更合理的自然状态，从而达到轮胎品质更稳定，使用周期更长、更安全、更节约资源的目的。

和现有充气轮胎比较，本发明充气轮胎断面没有轮胎胎体部，外型扁平，主要包括胎冠部和胎圈部，胎冠部是胎面部与两胎肩之间的整体部分。轮胎基本形态是由胎冠部与胎圈部两部分通过力学平衡关系直接连接组成一个轮胎体。内部构造由胎冠部中的带束层与胎圈部位中的钢丝圈及包布构成，按照构造分布组成闭合的轮胎骨架承载体。作为轮胎的基本形态，还可视轮胎的使用条件、使用领域、使用性能要求等，增加必要的辅助层及参数的相对变化。附图中看出轮胎主要构造包括，胎冠部位应力平衡层、带束层、冠带层、胎圈部钢丝圈、钢丝圈包布、胎圈加强层、胎圈保护层，钢丝圈包布两端叠在一起并搭接在应力平衡层端部下方，钢丝圈包布分别设在轮胎本体两侧，之间没有连接，内包有三角胶。胎冠部应力平衡层设置在带束层下方，材料排列角度垂直于轮胎周向90°，宽度大于带束层宽度并将带束层两端部包裹。冠带层设置在带束层上方，材料排列角度与带束层相同，周向0°，层数1-2层、宽度根据需要而定。胎圈部胎圈加强层设置在钢丝圈包布外侧，高度与钢丝圈包布形成梯次排列，角度为周向90°，胎圈保护层设置在胎圈加强层外侧，高出轮辋边缘，排列角度为周向90°。

Claims (3)

1.扁平充气轮胎，轮胎本体包括胎冠部（1）和胎圈部（2），轮胎本体内设有冠带层（3）、带束层（4）、胎圈钢丝（5）和钢丝圈包布（6），其特征在于，所述轮胎本体由胎冠部（1）和胎圈部（2）两部分构成，所述冠带层（3）和带束层（4）设于胎冠部（1），带束层（4）下方还设有应力平衡层（7），应力平衡层（7）的两端包在带束层（4）的端部且夹在冠带层（3）和带束层（4）之间，所述钢丝圈包布（6）的两端相叠并搭接在应力平衡层（7）边缘处的下方。

2.如权利要求1所述的扁平充气轮胎，其特征在于，所述胎圈部（2）设有胎圈加强层（8），胎圈加强层（8）贴在所述钢丝圈包布（6）外侧。

3.如权利要求1或2所述的扁平充气轮胎，其特征在于，所述胎圈部（2）沿其外侧边缘设有胎圈包布（9）。