CN109532340A - 一种耐沟裂低滚阻轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐沟裂低滚阻轮胎，包括胎面、胎肩、胎侧和胎体，所述胎面包括胎冠、胎冠下依次布置的冠带层和带束层，所述胎体上布置有内衬层、胎圈和三角胶，沿所述胎冠宽度方向上由内至外布置有第一周向主槽、第二周向主槽、第三周向主槽和第四周向主槽，所述第一周向主槽和第四周向主槽底侧位于胎冠与冠带层之间布置有耐撕裂胶料，通过轮胎接地面宽与轮胎断面宽的比例控制肩部区域接地面积、通过带束层端点与接地端点的相对位置关系约束调整轮胎肩部区域带束层材料与胎体骨架材料的压力分担关系及带束层末端区域的剪切应变，同时使受压易变形的胎肩区域得以控制，在保证轮胎刚性的同时降低轮胎行驶滚阻、提高胎肩区域的耐撕裂性。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种耐沟裂低滚阻轮胎。
背景技术
随着汽车越来越广泛使用，汽车用户对轮胎的耐用性、经济性等提出了诸多需求。轮胎沟底裂纹从材料疲劳角度来说是一定会发生的，理论上其对轮胎的强度也不会造成决定性影响，但使用早期产生的沟底裂纹易导致用户对轮胎品质质疑，甚至能引起用户对产品的抱怨，另一方面轮胎作为影响整车油耗的一个主要部件，低滚动阻力已成为用户选择轮胎时考量的重要指标之一，因此降低轮胎滚动阻力成为轮胎设计持续的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐沟裂低滚阻轮胎，优化轮胎耐沟裂性能的同时，确保轮胎驾控操稳的安全性，同时可以实现降低轮胎滚动阻力的目标，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐沟裂低滚阻轮胎，包括胎面、胎肩、胎侧和胎体，所述胎面包括胎冠、胎冠下依次布置的冠带层和带束层，所述胎体上布置有内衬层、胎圈和三角胶，沿所述胎冠宽度方向上由内至外布置有第一周向主槽、第二周向主槽、第三周向主槽和第四周向主槽，所述第一周向主槽和第四周向主槽底侧位于胎冠与冠带层之间布置有耐撕裂胶料，所述第一周向主槽和第四周向主槽贯穿胎冠且向下延伸至耐撕裂胶料内部。
作为本发明进一步的方案：所述第一周向主槽和第四周向主槽的槽底圆弧中点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直高度H1满足于：2mm≤H1≤4mm。
作为本发明进一步的方案：所述第一周向主槽和第四周向主槽沿胎面宽度的横切面上包括第一线段L1、第二线段L2、第三线段L3、第四线段L4和第五线段L5，且1mm≤hi-di≤1.5mm，5mm≤Li≤10mm，45°≤γi≤60°；1mm≤ho-do≤1.5mm，5mm≤Lo≤10mm，45°≤γo≤60°，其中hi为内侧耐撕裂胶料的最大厚度，di为第二线段L2的中点Ci点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直厚度，Li为内侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的直线长度，γi为内侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的夹角角度，ho为外侧耐撕裂胶料的最大厚度，do为第四线段L4的中点Co点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直厚度，Lo为外侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的直线长度，γo为外侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的夹角角度。
作为本发明进一步的方案：所述第二线段L2的弧半径Ri和第二线段L4的弧半径Ro相同时，耐撕裂胶料沿槽底圆弧中点对称布置。
作为本发明进一步的方案：所述耐撕裂胶料为苯乙烯-丁二烯橡胶制作，且耐撕裂胶料的邵氏硬度A1与胎冠的邵氏硬度A2满足于：0≤A2-A1≤5。
作为本发明进一步的方案：所述耐撕裂胶料和胎冠的损耗角正切与复合弹性模量满足于：1.30≤(tanδb/E*b)/(tanδf/E*f)≤2.0，其中tanδb、tanδf分别为25℃时耐撕裂胶料、胎冠损耗角正切，E*b、E*f分别为25℃时耐撕裂胶料、胎冠复合弹性模量。
作为本发明进一步的方案：所述轮胎接地面宽度TDW与轮胎截面横向最宽点间距离SW满足于：0.80≤TDW/SW≤0.85，所述轮胎截面横向最宽点与轮胎轮辋着合点间径向距离SDH与轮胎断面径向高度SH满足于：0.49≤SDH/SH≤0.52。
作为本发明进一步的方案：所述带束层至少布置为两层，所述帘布层至少布置为两层，所述径向内侧带束层端点B至轮胎截面横向中心线和胎面最外侧轮廓交点J之间的径向距离BH与胎冠中心处轮胎截面总厚度TH满足于：1.1≤BH/TH≤1.3，所述内外侧带束层端点间横向距离BC满足于：5mm≤BC≤10mm。
作为本发明进一步的方案：线段EB与线段ET形成的夹角α满足于：20°≤α≤30°，其中线段EB为轮胎接地面端点E和径向内侧带束层端点B之间的连线，线段ET为轮胎接地面端点E和外轮廓肩部弧圆心点T之间的连线，所述EP线段与轮胎截面横向最宽点间距离SW所在直线间夹角β满足于：50°≤β≤70°，其中EP线段为轮胎接地面端点E和SW线与轴向外侧胎体帘布的交点P的连线。
作为本发明进一步的方案：所述轮胎内轮廓肩部弧曲率半径Rs满足于：20mm≤Rs≤40mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构新颖，靠外侧沟的沟底使用一定厚度分布的耐撕裂胶料，中间两沟沟底使用与胎面相同胶料，优化轮胎耐沟裂性能的同时，确保轮胎驾控操稳的安全性，对轮胎肩部其区域内外轮廓及骨架材料位置进行设计，通过轮胎接地面宽与轮胎断面宽的比例控制肩部区域接地面积、通过带束层端点与接地端点的相对位置关系约束调整轮胎肩部区域带束层材料与胎体骨架材料的压力分担关系及带束层末端区域的剪切应变，同时使受压易变形的胎肩区域得以控制，在保证轮胎刚性的同时降低轮胎行驶滚阻、提高胎肩区域的耐撕裂性。
附图说明
图1为一种耐沟裂低滚阻轮胎整体结构示意图；
图2为一种耐沟裂低滚阻轮胎的耐撕裂胶料示意图；
图3为第一周向主槽或第四周向主槽与耐撕裂胶料示意图；
图4为第一周向主槽或第四周向主槽的截面示意图；
图中：11、胎体帘布；11a、轴向内侧胎体帘布；11b、轴向外侧胎体帘布；12a、径向内侧带束层；12b、径向外侧带束层；3、冠带层；13、束带层；14、钢丝圈；10、内衬层；20、胎圈填胶；30、胎侧部；40a、胎冠胶；40b、耐撕裂胶料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明实施例中，一种耐沟裂低滚阻轮胎，包括胎面、胎肩、胎侧和胎体，胎面包括胎冠、胎冠下依次布置的冠带层和带束层，胎体上布置有内衬层、胎圈和三角胶，沿胎冠宽度方向上由内至外布置有第一周向主槽、第二周向主槽、第三周向主槽和第四周向主槽，第一周向主槽和第四周向主槽底侧位于胎冠与冠带层之间布置有耐撕裂胶料，第一周向主槽和第四周向主槽贯穿胎冠且向下延伸至耐撕裂胶料内部，使耐撕裂胶料与空气相接触，从而降低胎肩区域的硬度，提高对胎肩区域的保护，降低胎肩区域胶皮的撕裂；
上述胎冠胶及外侧主槽底部胶原材料可通过正常的密炼机、开炼机进行混炼，将得到的未硫化橡胶组合物，通过不同的喂料口进行塑化剪切再经特定的预口型及胎面口型最终挤压成如设计图形状及分布；
第一周向主槽和第四周向主槽的槽底圆弧中点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直高度H1满足于：2mm≤H1≤4mm，进一步的对主槽底部耐撕裂胶料的厚度进行限定，确保提升胎肩区域的耐撕裂性；
同时，耐撕裂胶料为苯乙烯-丁二烯制作，且耐撕裂胶料的邵氏硬度A1与胎冠的邵氏硬度A2满足于：15≤A2-A1≤30，进而对容易撕裂的胎面边缘进行保护，增加轮胎行驶面边缘的使用寿命，其硬度小于胎冠的硬度，在优化轮胎耐沟裂性能的同时，确保轮胎驾控的安全性及舒适性；
第一周向主槽和第四周向主槽沿胎面宽度的横切面上包括第一线段L1、第二线段L2、第三线段L3、第四线段L4和第五线段L5，且1mm≤hi-di≤1.5mm，5mm≤Li≤10mm，45°≤γi≤60°；1mm≤ho-do≤1.5mm，5mm≤Lo≤10mm，45°≤γo≤60°，其中hi为内侧耐撕裂胶料的最大厚度，di为第二线段L2的中点Ci点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直厚度，Li为内侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的直线长度，γi为内侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的夹角角度，ho为外侧耐撕裂胶料的最大厚度，do为第四线段L4的中点Co点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直厚度，Lo为外侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的直线长度，γo为外侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的夹角角度，其中内侧耐撕裂胶料和外侧耐撕裂胶料以轮胎胎面周向中心线为定义，靠近胎面周向中心线为内侧，反之为外侧；
通过1mm≤hi-di≤1.5mm对第二线段L2的位置和耐撕裂胶料的厚度进行限定，使第一周向主槽和第四周向主槽的槽底开设于耐撕裂胶料与胎冠接触面上，通过45°≤γi≤60°和45°≤γo≤60°，使得耐撕裂胶料呈梯形布置，可以有效的增加耐撕裂胶料与带束层接触面的贴合力，并且倾斜布置的两端面可以降低胎冠和耐撕裂胶料之间的压力，增加胎面的曲变能力，从而防止胎面开裂，同时提高轮胎行驶的舒适度，在第二线段L2和第四线段L4的弧半径相同时，耐撕裂胶料沿自身中心线对称布置，在确保耐撕裂胶料的使用效果下，可以根据轮胎的内侧和外侧进行适量的调整；
其耐撕裂胶料和胎冠的损耗角正切与复合弹性模量满足于：1.30≤(tanδb/E*b)/(tanδf/E*f)≤2.0，其中tanδb、tanδf分别为25℃时耐撕裂胶料、胎冠损耗角正切，E*b、E*f分别为25℃时耐撕裂胶料、胎冠复合弹性模量，损耗角正切、复合弹性模量均为评判胶料粘弹性性能的指标，损耗角正切大表示粘性强，小表示弹性强；
如图1所示，轮胎接地面宽度TDW与轮胎截面横向最宽点间距离SW满足于：0.80≤TDW/SW≤0.85，轮胎截面横向最宽点与轮胎轮辋着合点间径向距离SDH与轮胎断面径向高度SH满足于：0.49≤SDH/SH≤0.52，进一步的对轮胎的接地面宽度和截面横向最宽点进行限定，进而控制轮胎的接地面积，降低胎面滚阻；
在确保轮胎刚性和舒适度的前提，带束层至少布置为两层，帘布层至少布置为两层，径向内侧带束层端点B与轮胎截面横向中心线与胎面最外侧轮廓交点J之间径向距离BH与胎冠中心处轮胎截面总厚度TH满足于：1.1≤BH/TH≤1.3，内外侧带束层端点间横向距离BC满足于：5mm≤BC≤10mm，通过带束层端点与接地端点的相对位置关系约束调整轮胎肩部区域带束层材料与胎体的压力分担关系，及带束层末端区域的剪切应变；
线段EB与线段ET形成的夹角α满足于：20°≤α≤30°，其中线段EB为轮胎接地面端点E和径向内侧带束层端点B之间的连线，线段ET为轮胎接地面端点E和外轮廓肩部弧圆心点T之间的连线，EP线段与轮胎截面横向最宽点间距离SW所在直线间夹角β满足于：50°≤β≤70°，其中EP线段为轮胎接地面端点E和SW线与轴向外侧胎体帘布的交点P的连线，轮胎内轮廓肩部弧曲率半径Rs满足于：20mm≤Rs≤40mm，通过特定的弧面曲度调整胎体的压力分担关系，使受压易变形的胎肩区域得以控制，在保证轮胎刚性的同时降低轮胎行驶滚阻、提高胎肩区域的耐撕裂性，提高汽车的操控性。
本发明结构新颖，本发明在使用时，靠外侧沟的沟底使用一定厚度分布的耐撕裂胶料，中间两沟沟底使用与胎面相同胶料，优化轮胎耐沟裂性能的同时，确保轮胎驾控操稳的安全性，对轮胎肩部其区域内外轮廓及骨架材料位置进行设计，通过轮胎接地面宽与轮胎断面宽的比例控制肩部区域接地面积、通过带束层端点与接地端点的相对位置关系约束调整轮胎肩部区域带束层材料与胎体骨架材料的压力分担关系及带束层末端区域的剪切应变，同时使受压易变形的胎肩区域得以控制，在保证轮胎刚性的同时降低轮胎行驶滚阻、提高胎肩区域的耐撕裂性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种耐沟裂低滚阻轮胎，包括胎面、胎肩、胎侧和胎体，所述胎面包括胎冠、胎冠下依次布置的冠带层和带束层，所述胎体上布置有内衬层、胎圈和三角胶，沿所述胎冠宽度方向上由内至外布置有第一周向主槽、第二周向主槽、第三周向主槽和第四周向主槽，其特征在于：所述第一周向主槽和第四周向主槽底侧位于胎冠与冠带层之间布置有耐撕裂胶料，所述第一周向主槽和第四周向主槽贯穿胎冠且向下延伸至耐撕裂胶料内部。
2.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于，所述第一周向主槽和第四周向主槽的槽底圆弧中点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直高度H1满足于：2mm≤H1≤4mm。
3.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于，所述第一周向主槽和第四周向主槽沿胎面宽度的横切面上包括第一线段L1、第二线段L2、第三线段L3、第四线段L4和第五线段L5，且1mm≤hi-di≤1.5mm，5mm≤Li≤10mm，45°≤γi≤60°；1mm≤ho-do≤1.5mm，5mm≤Lo≤10mm，45°≤γo≤60°，其中hi为内侧耐撕裂胶料的最大厚度，di为第二线段L2的中点Ci点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直厚度，Li为内侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的直线长度，γi为内侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的夹角角度，ho为外侧耐撕裂胶料的最大厚度，do为第四线段L4的中点Co点至耐撕裂胶料与带束层接触面的垂直厚度，Lo为外侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的直线长度，γo为外侧耐撕裂胶料与胎冠接触面的夹角角度。
4.根据权利要求3所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于，所述第二线段L2的弧半径Ri和第二线段L4的弧半径Ro相同时，耐撕裂胶料沿槽底圆弧中点对称布置。
5.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于，所述耐撕裂胶料为苯乙烯-丁二烯橡胶制作，且耐撕裂胶料的邵氏硬度A1与胎冠的邵氏硬度A2满足于：0≤A2-A1≤5。
6.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于，所述耐撕裂胶料和胎冠的损耗角正切与复合弹性模量满足于：1.30≤(tanδb/E*b)/(tanδf/E*f)≤2.0，其中tanδb、tanδf分别为25℃时耐撕裂胶料、胎冠损耗角正切，E*b、E*f分别为25℃时耐撕裂胶料、胎冠复合弹性模量。
7.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于：所述轮胎接地面宽度TDW与轮胎截面横向最宽点间距离SW满足于：0.80≤TDW/SW≤0.85，所述轮胎截面横向最宽点与轮胎轮辋着合点间径向距离SDH与轮胎断面径向高度SH满足于：0.49≤SDH/SH≤0.52。
8.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于：所述带束层至少布置为两层，所述帘布层至少布置为两层，所述径向内侧带束层端点B与轮胎截面横向中心线与胎面最外侧轮廓交点J之间径向距离BH与胎冠中心处轮胎截面总厚度TH满足于：1.1≤BH/TH≤1.3，所述内外侧带束层端点间横向距离BC满足于：5mm≤BC≤10mm。
9.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于：线段EB与线段ET形成的夹角α满足于：20°≤α≤30°，其中线段EB为轮胎接地面端点E和径向内侧带束层端点B之间的连线，线段ET为轮胎接地面端点E和外轮廓肩部弧圆心点T之间的连线，所述EP线段与轮胎截面横向最宽点间距离SW所在直线间夹角β满足于：50°≤β≤70°，其中EP线段为轮胎接地面端点E和SW线与轴向外侧胎体帘布的交点P的连线。
10.根据权利要求1所述的一种耐沟裂低滚阻轮胎，其特征在于：所述轮胎内轮廓肩部弧曲率半径Rs满足于：20mm≤Rs≤40mm。
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