CN107743449A - 用于重型土木工程车辆的轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于重型土木工程车辆的子午线轮胎的胎面，并且旨在降低其在采矿中使用时的磨损速度。所述胎面由第一部分(21)和在径向上位于第一部分(21)外侧的第二部分(22)的径向堆叠构成。所述第一部分(21)由N个层C_1i的径向堆叠构成，每个层C_1i具有基本上恒定的径向厚度E_1i并由具有动态剪切模量G_1i的聚合物材料M_1i组成。所述第二部分(22)由单个层C₂构成，所述单个层C₂具有基本上恒定的径向厚度E₂并由具有动态剪切模量G₂的聚合物材料M₂组成。根据本发明，同时验证了以下关系式：a.1/(E₁/G₁+E₂/G₂)>G₀/(E₁+E₂)，其中E₁＝式(I)，其中E_1i、E₁、E₂以mm计，G_1i、G₁和G₂以MPa计，并且其中1MPa≤G₀≤1.8MPa；b.G₁<G₀；c.E₁≥E₁min.＝25mm；d.G₂>G₀>G₁；e.E₂≤E₂max.＝70mm；以及f.式(II)，其中1≤j≤N‑1。 $\left(I\right)E_1={\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N{E}_{1i},\left(\mathrm{II}\right)G_1=E_1/({\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N{E}_{1i}/G_{1i})$ $\left(\mathrm{III}\right)1/({\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^j{E}_{1i}/G_{1i})<1/({\mathrm{\&Sigma;}}_{i=j+1}^N{E}_{1i}/G_{1i})$

Description

用于重型土木工程车辆的轮胎胎面

技术领域

本发明的主题是子午线轮胎，其旨在装配至土木工程类型的重型车辆，并且本发明更具体地涉及子午线轮胎的胎面。

背景技术

根据欧洲轮胎和轮辋技术组织或ETRTO标准的分类，用于土木工程类型的重型车辆的子午线轮胎旨在被安装在直径至少为25英寸的轮辋上。不受限于这种类型的产品，本发明是在大尺寸子午线轮胎的情况下进行描述的，该轮胎旨在安装在用于运输从采石场或露天矿提取的材料的翻斗车类型的车辆上。大尺寸子午线轮胎的意思是旨在安装在直径至少为49英寸的轮辋上的轮胎，该轮辋可以高达57英寸甚至63英寸。

在提取诸如矿石或煤炭的材料的场地上，以简化的形式使用翻斗车类型的车辆包括装载出站循环和空载返回循环的交替。在装载出站循环中，主要是上坡，装载车辆将提取的材料从矿井底部的装载区域或井底部输送至卸载区域。在空载返回循环中，主要是下坡，空车返回朝向矿井底部的装载区域。

鉴于装载区域和卸载区域的小尺寸，车辆被迫进行用于装载或卸载的操作，特别是通常在12米至15米之间非常小的半径路径上的半圆转弯，这给轮胎带来极大的负荷。

此外，车辆行驶的轨道由通常从矿井提取的材料构成，例如通常被削弱的压实的压碎岩石，从而在车辆通过时确保轨道的磨损层的完整性。

施加至轮胎的负荷既取决于其在车辆上的位置，也取决于车辆的工作循环。举例来说，对于约10％的坡度，在装载出站上坡循环期间，车辆的总负荷的三分之一施加至前轴以及车辆的总负荷的三分之二施加至后轴，所述前轴通常装配有两个单独安装的轮胎，所述后轴通常装配有以成对的方式安装的四个轮胎。在空载下坡返回循环期间，对于约10％的坡度，车辆的总负荷的一半施加至前轴以及车辆的总负荷的一半施加至后轴。装配至采矿翻斗车的轮胎通常在其使用寿命的三分之一单独安装在车辆的前轴上，然后相反变化，在其使用寿命剩余的三分之二作为成对的一部分安装在后轴上。

从经济的角度来看，运输所提取的材料可能占采矿操作成本的高达50％，并且轮胎对运输成本的贡献是显著的。因此，限制轮胎的磨损率是降低操作成本的关键因素。从轮胎制造的角度来看，因此开发可降低磨损率的技术解决方案是一个重要的战略目标。

当在由平均尺寸通常在1英寸和2.5英寸之间的石头构成的凹陷体覆盖的轨道上行驶时，用于采矿的轮胎局部经受高的机械应力负荷，而当在8.5％或10％之间的坡度上以及在装载和卸载操纵的半圆转弯期间以大转弯片刻行驶时，用于采矿的轮胎以全部水平经受高的机械应力负荷。这些机械应力负荷导致相对较快的轮胎磨损。

迄今为止设想的用于降低磨损率的技术方案主要涉及胎面花纹的设计，用于制造胎面的材料(通常是弹性体配混物)的选择，以及优化在径向上位于胎面内侧的胎冠增强件。例如，在胎面花纹的领域中，专利WO 2004085175提出使用胎面，其胎面花纹元件呈现前后面的倾斜度，所述前后面在胎面的宽度上被区分并可变化，从而产生取决于施加的负荷的耦合力，并因此改变轮胎在滑动方面的操作点，由此限制磨损现象。

由于轮胎具有的显示出围绕旋转轴的旋转对称性的几何形状，因此轮胎的几何形状通常可被描述为包括轮胎旋转轴的子午平面。对于给定的子午平面，径向、轴向和周向方向分别表示垂直于轮胎的旋转轴、平行于轮胎的旋转轴和垂直于子午平面的方向。按照惯例，表述“分别地，在径向上位于内部或，在径向上位于外部”意指“分别地，更接近轮胎的旋转轴或，更远离轮胎的旋转轴”。“分别地，在轴向上位于内部或，在轴向上位于外部”意指“分别地，更接近轮胎的赤道平面或，更远离轮胎的赤道平面”，轮胎的赤道平面为经过轮胎的胎面表面的中间并且垂直于轮胎的旋转轴的平面。

发明内容

发明人已经设定了降低用于土木工程类型的重型车辆的子午线轮胎的胎面的磨损率的目标，所述子午线轮胎经受由上述采矿使用所引起的高机械应力负荷。

根据本发明，该目标已经通过一种用于土木工程类型的重型车辆的轮胎而实现，该轮胎包括旨在与地面接触的胎面：

-所述胎面具有轴向宽度L并且由第一部分和在径向上位于第一部分外侧的第二部分的径向叠加构成，

-所述第一部分由N个层C_1i的径向叠加构成，i从1至N变化，

-每个层C_1i具有在轮胎的赤道平面中测量的径向厚度E_1i，其在胎面的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述每个层C_1i由具有动态剪切模量G_1i的聚合物材料M_1i制成，所述动态剪切模量G_1i在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量，

-所述第二部分由单个层C₂构成，

-所述单个层C₂具有在轮胎的赤道平面中测量的径向厚度E₂，其在胎面的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述层C₂由具有动态剪切模量G₂的聚合物材料M₂制成，所述动态剪切模量G₂在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量，

-同时满足以下关系式：

a.1/(E₁/G₁+E₂/G₂)>G₀/(E₁+E₂)，其中

其中E_1i、E₁、E₂以mm计，G_1i、G₁、G₂以MPa计，并且其中1MPa

≤G₀≤1.8MPa

b.G₁<G₀

c.E₁≥E₁min＝25mm

d.G₂>G₀>G₁

e.E₂≤E₂max＝70mm

f.其中1≤j≤N-1。

本发明的轮胎胎面是轮胎的磨损部分并且旨在与地面接触，在本发明的情况下，所述地面覆盖有凹陷体，所述凹陷体由最大尺寸至少等于1英寸且至多等于2.5英寸的石头构成。轮胎在这些凹陷体上通过会在胎面中产生显著的局部变形。

本发明的轮胎胎面具有轴向宽度L，所述轴向宽度L以平行于轮胎的旋转轴进行测量并且在胎面的轴向极端之间。

所述胎面由第一部分和在径向上位于第一部分外侧的第二部分的径向叠加构成。

胎面的第一部分由N个层C_1i的径向叠加构成，i从1至N变化：因此这是多层部分，其中N通常至多等于3。所述第一部分的第一径向最内层C_1l通过径向内表面或者与胎冠增强件直接接触或者与由聚合物材料制成的中间层接触，所述中间层本身与胎冠增强件接触。所述第一部分的径向最外第N层C_1N通过径向外表面与在径向上位于所述第一部分外侧的第二部分的层C₂的径向内表面接触。

每个层C_1i(对于i，其从1至N变化)具有在轮胎的赤道平面中测量的径向厚度E_1i，其在胎面的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述层C_1i由具有动态剪切模量G_1i的聚合物材料M_1i制成，所述动态剪切模量G_1i在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量。所述聚合物材料都彼此不同，因此具有不同的动态模量值G_1i。

第二胎面部分由单个层C₂构成：因此第二胎面部分是单层部分。所述层C₂通过径向内表面与所述第一部分的径向最外第N层C_1N的径向外表面接触并且旨在通过径向外表面与地面接触。

所述层C₂具有在轮胎的赤道平面中测量的径向厚度E₂，其在胎面的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述层C₂由具有动态剪切模量G₂的聚合物材料M₂制成，所述动态剪切模量G₂在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量。

层的径向厚度是分别在层的径向内表面和径向外表面之间，在径向方向上测量的距离。该厚度在轮胎的赤道平面中测量，所述赤道平面穿过胎面的中央并且垂直于轮胎的旋转轴。该厚度在新轮胎上进行测量，所述新轮胎意味着是没有行驶因此没有磨损的轮胎。基本上恒定的径向厚度意味着厚度在平均厚度的+5％或-5％的范围内并且在胎面的轴向宽度L的至少80％上。

动态剪切模量根据标准ASTM D 5992-96在Metravib VA4000的粘度分析仪上进行测量。记录硫化聚合物材料的样品(以厚度为4mm，横截面为400mm²的圆柱状测试试样的形式)在10Hz的频率和60℃的温度，由0.1％至45％(向外循环)，然后由45％至0.1％(返回循环)进行变形振幅扫描下，经受简单交替正弦剪切应力的响应。因此动态剪切模量在频率为10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％且温度等于60℃下测量。

根据本发明，需要满足将构成第一胎面部分和第二胎面部分的层的径向厚度和/或动态剪切模量值相结合的六个不等式。

第一不等式1/(E₁/G₁+E₂/G₂)>G₀/(E₁+E₂)，其中 其中E_1i、E₁、E₂以mm计，G_1i、G₁、G₂以MPa计，并且其中1MPa≤G₀≤1.8MPa，该第一不等式意味着根据本发明的胎面的刚度需要高于现有技术的胎面的刚度，所述根据本发明的胎面由第一部分和外部第二径向部分构成，所述第一部分本身由N个层C_1i的径向叠加构成，所述层C_1i分别具有径向厚度E_1i并且由分别具有剪切模量值G_1i的聚合物材料M_1i制成，所述外部径向第二部分由单个层C₂构成，所述层C₂具有径向厚度E₂并且由具有单独剪切模量G₂的聚合物材料M₂制成，所述现有技术的胎面由等效单个层构成，所述等效单个层具有的径向厚度等于第一部分和第二部分各自的所有构成层的径向厚度的总和，所述等效层由具有动态剪切模量G₀的聚合物材料制成。在用于土木工程类型的重型车辆的轮胎领域中，参照动态剪切模量G₀通常至少等于1MPa并且至多等于1.8MPa。

为了简化不等式的书写，引入了比作单个等效层C₁的第一部分的等效径向厚度E₁和等效动态剪切模量G₁。通过限定，第一部分的等效径向厚度E₁等于层C_1i的各自径向厚度E_1i的总和。还通过限定，作为等效刚度G₁/E₁的倒数的第一部分的等效柔韧性E₁/G₁等于层C_1i的各自柔韧性E_1i/G_1i的总和，这给出了第一部分的等效动态剪切模量G₁的表述。

该第一不等式表示了如下的事实：在新轮胎上(即意味着在其使用寿命开始时)，当其安装在车辆的前轴上时，根据本发明的轮胎的多层胎面需要比现有技术的轮胎的单层胎面更硬。这是因为新轮胎的胎面在前轴上其使用寿命开始时主要受到施加的力的磨损。现在，在局部，施加至胎面的力是胎面刚度与磨损成比例的局部滑动速率的乘积。因此，对于所施加的力，当胎面的刚度增加时，局部滑动速率以及因此的磨损降低。因此，在使用寿命开始时，本发明的多层胎面(其是更硬的)比现有技术的单层胎面磨损得慢些。

第二不等式G₁<G₀意味着第一部分的等效动态剪切模量G₁需要小于制造现有技术轮胎胎面的单一聚合物材料的动态剪切模量G₀，G₁和G₀在同样条件下测量。如果将胎面的残余径向厚度(在后轴上轮胎的使用寿命结束时并从胎冠增强件测量)称为Er，则第二不等式也可写为G₁/E_r<G₀/E_r。对于本发明的轮胎，E_r对应于部分磨损胎面在径向上位于内部的第一部分的残余径向厚度，在径向上位于最外部的层C_1i的部分已经被完全磨损。该新关系式表示了如下事实：本发明的多层胎面在使用寿命结束时的刚度G₁/E_r需要小于现有技术的胎面在使用寿命结束时的刚度G₀/E_r。磨损轮胎的胎面在后轴上使用寿命结束时主要在所施加的变形下磨损。现在，局部滑动速率是施加至胎面的局部力与胎面刚度之比。因此，当胎面的刚度减小时，局部力减小。由于磨损随着局部力增加，因此当胎面的刚度减小时，与局部力沿相同方向变化的磨损减小。因此，刚度较小的本发明的胎面将比现有技术的胎面磨损得慢些。

因此，前两个不等式表示了如下的事实：根据本发明的轮胎的胎面磨损在使用寿命开始和使用寿命结束时(即在轮胎的整个使用寿命)不像现有技术的轮胎那样快。

第三不等式E₁≥E₁min＝25mm意味着在径向上位于内部的第一部分的等效径向厚度E₁需要至少等于最小值E₁min(等于25mm)并且对应于通常覆盖在行驶轨道上的凹陷体的影响深度。换言之，在径向上位于内部的第一部分需要足够厚使得其具有充分的柔韧性以具有能够包围凹陷体的缓冲作用。

第四不等式G₂>G₀>G₁意味着第二部分的动态剪切模量G₂需要大于参照动态剪切模量G₀和第一部分的等效动态剪切模量G₁，即需要当从第二部分传递到第一部分时，动态剪切模量值的梯度递减。

第五不等式E₂≤E₂max＝70mm意味着在径向上位于外部的第二部分的单个层C₂的径向厚度E₂需要至多等于最大值E₂max(等于70mm并且对应于极限径向厚度)，超过最大值E₂max轮胎在凹陷体上的行驶不再对第一部分的径向内层的变形产生影响。换言之，为了允许在径向上位于内部的第一部分具有缓冲作用，并且为了保证旨在与凹陷体接触的在径向上位于外部的第二部分具有足够的刚度，该在径向上位于外部的第二部分不应该太厚。

第六不等式其中1≤j≤N-1，意味着在第一部分内，由径向最内j层C_1j构成的组件的刚度需要小于由径向最外(N-j-1)层构成的组件的刚度。因此，对于第一部分的层，当从径向最外层到径向最内层时，存在刚度减小的梯度。因此，刚度最小并因此最柔韧的径向最内层充当朝向径向最外层的缓冲垫。

轮胎在车辆上的使用寿命期间，本发明允许同时在胎面上以局部水平施加应力负荷和以全部水平在轮胎的操作区域上施加应力负荷时起作用，为了提高轮胎的磨损性能，将轮胎依次安装在前轴上然后安装在后轴上。

有利地，满足关系式G₁>0.5*G₀。因此在径向上位于内部的第一部分的等效动态剪切模量G₁需要大于制造现有技术的轮胎胎面的单一聚合物材料的动态剪切模量G₀的0.5倍，G₁和G₀在同样条件下测量。这种关系式表明，为了确保满足上述限定的第一不等式并且胎面具有足够的整体刚度，则等效动态剪切模量G₁不能太小。

也有利地，满足关系式G₂<3*G₁。第二部分的动态剪切模量G₂与第一部分的等效动态剪切模量G₁之间的比例不能太高，并且实际上必须小于3，从而保证第一部分的径向内部层具有显著的缓冲作用。

还有利地，满足关系式E₂≥E₂min＝25mm。换言之，在径向上位于外部的第二部分需要足够厚，实际上具有至少等于25mm的径向厚度E₂，以当轮胎安装在车辆的前轴上，在轮胎的使用寿命开始时保证该在径向上位于外部的第二部分具有足够的刚度。

根据本发明的另一有利的实施方案，满足关系式0.3<E₁/(E₁+E₂)<0.7。该关系式表征了在径向上位于内部的第一部分和在径向上位于外部的第二部分之间的接触几何界面的位置具有一定范围内的值，使得轮胎在车辆上的使用寿命期间轮胎胎面的整体刚度可以具有期望的变化，所述轮胎在前轴上和后轴上连续安装。该条件保证了在安装在前轴上的轮胎的使用寿命的三分之一时相对较硬的胎面和在安装在后轴上的轮胎的使用寿命的最后三分之二时相对柔韧的胎面。

根据一个特别的实施方案，满足关系式G₀＝1.3MPa。现有技术的轮胎胎面的单一聚合物材料的动态剪切模量G₀(在本发明中认为是参照)等于1.3MPa。该值是现有技术的单层胎面的弹性体配混物的典型动态剪切值。

根据本发明的一个优选的实施方案，制造第一部分的每个层C_1i的每种聚合物材料M_1i是弹性体配混物，这意味着通过配混各种材料组分而获得的包含天然或合成橡胶类型的二烯弹性体的聚合物材料。这是轮胎领域中最常使用的材料类型。

还优选地，制造第二部分的层C₂的聚合物材料M₂是弹性体配混物。

通常地，制成胎面(即第一部分和第二部分)的各种层的各种聚合物材料均为弹性体混配物。

通常地，第一部分由N个层C_1i的径向叠加构成，其中N至多等于3，优选至多等于2。换言之，优选地，胎面由至多3层的径向叠加构成。

还更优选地，第一部分由单个层C₁₁构成。换言之，胎面由2层的径向叠加构成，这是现有技术最通常的构造。

附图说明

本发明的特征由未按比例绘制的示意图1、图2、图3A、图3B、图4A、图4B、图5和图6示出。

图1描绘了通过根据本发明的土木工程类型的重型车辆的轮胎1的胎冠的子午截面，所述轮胎1包括旨在与地面接触的胎面2。方向XX'、YY'和ZZ'分别是轮胎的周向方向，轴向方向和径向方向。平面XZ是轮胎的赤道平面。所述胎面具有轴向宽度L，由第一部分21和在径向上位于第一部分21外侧的第二部分22的径向叠加构成。

第一部分21由N个层C_1i的径向叠加构成，i从1至N变化，每个层C_1i具有在轮胎的赤道平面XZ中测量的径向厚度E_1i，其在胎面2的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述层C_1i由具有动态剪切模量G_1i的聚合物材料M_1i制成，所述动态剪切模量G_1i在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量。可以将多层第一部分21比作单层部分，其等效径向厚度E₁等于层C_1i的各自径向厚度E_1i的总和，并且其第一部分的等效柔韧性E₁/G₁等于层C_1i的各自柔韧性的E_1i/G_1i的总和。

第二部分22由单个层C₂构成，所述层C₂具有在轮胎的赤道平面XZ中测量的径向厚度E₂，其在胎面2的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述层C₂由具有动态剪切模量G₂的聚合物材料M₂制成，所述动态剪切模量G₂在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形幅度的50％和等于60℃的温度下测量。

在径向上位于内部的第一部分21的径向内侧上示出了胎冠增强件3，所述胎冠增强件3包括含有金属增强件的两个胎冠层。在胎冠增强件3的径向内侧上描绘的是胎体增强件4，所述胎体增强件4包括含有金属增强件的胎体层。

图2描绘了通过根据本发明的优选实施方案的土木工程类型的重型车辆的轮胎1的胎冠的子午截面，所述轮胎1包括旨在与地面接触的胎面2。根据该优选的实施方案，第一部分21由单层C₁构成。在该特别的情况下，胎面由两层的径向叠加构成，第一部分和第二部分为单层：所述胎面称为双层。

图3A和图3B分别描绘了具有单层胎面的现有技术的轮胎和包括双层胎面的根据本发明的轮胎在经过凹陷体时胎面的局部变形。对于现有技术的轮胎，单层胎面由具有动态剪切模量G₀的弹性体配混物制成，所述动态剪切模量G₀在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下并且其局部变形在地面上的投影长度等于A₀下测量。对于根据本发明的轮胎，双层胎面由在径向上位于内部的第一层和在径向上位于外部的第二层构成，所述第一层由具有动态剪切模量G₁的第一弹性体配混物制成，所述动态剪切模量G₁在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量，所述第二层由具有动态剪切模量G₂的第二弹性体配混物制成，所述动态剪切模量G₂在相同条件下测量。在这种情况下，胎面的局部变形在地面上的投影长度A大于A₀。由于在径向上位于内部的第一层(不像在径向上位于外部的第二层那么硬)的缓冲作用，本发明的双层胎面比单层胎面包围凹陷体更多。

图4A和图4B分别描绘了翻斗车的装载上坡出站循环和空载下坡返回循环，以及由翻斗车进行半圆转弯的操纵。

对于上坡和下坡的操作，如图4A所示，作为示例，坡度在8.5％和10％之间。对于400吨的翻斗车，上坡装载和行驶时，施加至安装在前面或后面的轮胎的负荷等于67t，施加至安装在后面的轮胎的力F_x等于10,000daN。对于400吨的翻斗车，下坡空载和行驶时，施加至安装在前面的轮胎的负荷等于60t，施加至安装在后面的轮胎的负荷等于30t。在上坡和下坡的这种使用中，轮胎的胎面具有施加力的机械操作。

当在弯道上操作时，在装载/卸载操纵期间，如图4B所示，在操纵期间的转弯半径例如在7m和12m之间。在弯道的这种使用中，轮胎的胎面具有施加变形的机械操作。

图5示出在现有技术的轮胎R和根据本发明的轮胎I之间的胎面的相对刚度K(以％计)的对比变化的实施例，其根据所覆盖的距离d(以km计)而变化，首先在处于“前面”位置(F)的前轴上，然后在处于“驱动”位置(D)的后轴上。胎面相对刚度的基数100是现有技术的轮胎R是新的(即已经覆盖0km)时的胎面刚度。在给出的实施例中，对于在“前面”位置中的使用，达到约35,000km的距离，根据本发明的轮胎I的胎面的相对刚度K保持高于现有技术的轮胎R的胎面的相对刚度。由于轮胎优选地在这种低距离区域中以施加的力进行操作，因此在使用寿命开始时，增加胎面的相对刚度K使得可以限制滑动速率和侧滑量，并且因此限制通过磨损的胎面质量的损失。然后，对于在“驱动”位置中的使用，相对位置进行切换：根据本发明的轮胎I的胎面的相对刚度K变得小于现有技术的轮胎R的胎面的相对刚度K。在使用寿命结束时，由于在转弯半径较小的操纵过程中所承受的非常高的应力负荷，因此轮胎基本上以具有施加的变形进行操作，并且胎面的较小的相对刚度K使得能够降低施加至与地面接触的弹性体配混物的应力并因此减小通过磨损的胎面质量的损失。

图6示出胎面花纹的高度H(以mm计)随覆盖的距离d(以km计)而变化的方式。胎面花纹由凸起的元件或块的集合构成，所述元件或块由空隙或凹槽隔开并构成胎面的磨损部分。表示胎面的磨损状态的高度H随着行进的距离d而减小。图6描绘了分别用于根据本发明的轮胎I和现有技术的轮胎R的典型磨损曲线。每个曲线包括两个基本上线性的部分。最小梯度的第一部分表示安装在车辆前面的轮胎在短距离覆盖时的磨损。较陡峭梯度的第二部分表示安装在车辆后面的轮胎在长距离覆盖时的磨损。每条曲线的斜率变化对应于轮胎在“前面”位置和“后面”或“驱动”位置之间切换的距离。因此，斜率改变的点的横坐标值的距离d_F(R)和d_F(I)分别表示现有技术的轮胎R和根据本发明的轮胎I在“前面”位置中的前轴上所覆盖的距离。类似地，对应于总轮胎磨损的距离d_D(R)和d_D(I)分别表示现有技术的轮胎R和根据本发明的轮胎I在“驱动”位置中的后轴上所覆盖的距离。应注意的是，根据本发明的轮胎I在“前面”位置和“驱动”位置中，胎面花纹的高度H减小的较慢，即磨损率较低。换言之，在根据本发明的轮胎I的情况下，分别在转换到后轴之前的前轴上，和在轮胎完全磨损被移除之前的后轴上所覆盖的距离更长。

具体实施方式

本发明在尺寸为40.00R57的轮胎的情况下进行更具体地研究，该轮胎安装在总负载重量为400吨的刚性翻斗车上。

由在径向上位于内部的单层第一部分21和在径向上位于外部的单层第二部分22构成的根据本发明的双层胎面在施加力的情况下在采矿类型的地面上评估磨损，并与由具有等于40mm的径向厚度E₀并且由弹性体材料M₂制成的单个层构成的单层胎面进行比较，所述第一部分21具有等于30mm的径向厚度E₁并且由动态剪切模量G₁等于1.16MPa的弹性体材料M₁制成，所述动态剪切模量G₁在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量，所述第二部分22具有等于10mm的径向厚度E₂并且由动态剪切模量G₂等于1.85MPa的弹性体材料M₂制成，所述动态剪切模量G₂在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形振幅的50％和等于60℃的温度下测量。

尽管双层胎面的刚度等于单层胎面的刚度的75％，这可能表明通过增加滑动速率在磨损性能方面急剧下降大约20％至30％，由于径向内部层21的缓冲作用，改变至径向外部表面层22的局部操作点最终使得可以获得与参照单层胎面相比等效或甚至更好的磨损性能。

然而，本发明并不限于上文描述的特征，并且可以延伸至其他类型的胎面，例如根据胎面的轴向部分具有不同的多层结构的胎面。

Claims (10)

1.用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其包括旨在与地面接触的胎面(2)，

-所述胎面具有轴向宽度L，并且由第一部分(21)和在径向上位于第一部分(21)外侧的第二部分(22)的径向叠加构成，

-所述第一部分(21)由N个层C_1i的径向叠加构成，i从1至N变化，

-每个层C_1i具有在轮胎的赤道平面(XZ)中测量的径向厚度E_1i，其在胎面(2)的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述每个层C_1i由具有动态剪切模量G_1i的聚合物材料M_1i制成，所述动态剪切模量G_1i在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形幅度的50％和等于60℃的温度下测量，

-所述第二部分(22)由单个层C₂构成，

-所述单个层C₂具有在轮胎的赤道平面(XZ)中测量的径向厚度E₂，其在胎面(2)的轴向宽度L的至少80％上基本上恒定，并且所述单个层C₂由具有动态剪切模量G₂的聚合物材料M₂制成，所述动态剪切模量G₂在频率等于10Hz，变形等于峰至峰变形幅度的50％和等于60℃的温度下测量，

其特征在于，同时满足以下关系式：

a.1/(E₁/G₁+E₂/G₂)>G₀/(E₁+E₂)，其中其中E_1i、E₁、E₂以mm计，G_1i、G₁、G₂以MPa计，并且其中1MPa≤G₀≤1.8MPa

b.G₁<G₀

c.E₁≥E₁min＝25mm

d.G₂>G₀>G₁

e.E₂≤E₂max＝70mm

f.其中1≤j≤N-1。

2.根据权利要求1所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中满足关系式G₁>0.5*G₀。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中满足关系式G₂<3*G₁。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中满足关系式E₂≥E₂min＝25mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中满足关系式0.3<E₁/(E₁+E₂)<0.7。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中G₀＝1.3MPa。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中制成所述第一部分(21)的每个层C_1i的每种聚合物材料M_1i是弹性体配混物。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中制成所述第二部分(22)的层C₂的聚合物材料M₂是弹性体配混物。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中所述第一部分(21)由N个层C_1i的径向叠加构成，其中N至多等于3，优选至多等于2。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎(1)，其中所述第一部分(21)由单个层C₁构成。