CN109835123A - 一种降低滚动阻力的充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低滚动阻力的充气轮胎，包括胎面、胎侧和胎圈，所述胎面包括依次布置的冠带层、带束层、帘布层和气密层，所述胎圈内布置有三角胶和钢丝圈，所述三角胶的高度H满足于：10mm≤H≤15mm，所述帘布层绕三角胶和钢丝圈的反包高度H1P满足于：25mm≤H1P≤35mm，采用低三角胶高度与低反包帘布高度设计，在降低三角胶及帘布层的使用量同时，降低轮胎自身的重量及滚动阻力，并且通过三角胶高度与帘布反包高度比值，以及帘布反包高度与轮胎断面高度比值，在降低了轮胎的滚动阻力的同时，还使轮胎的胎肩部与胎圈部的耐屈挠区域增大，提高了轮胎耐屈挠区域的散热性能与耐疲劳性，从而使轮胎的耐久性能提升，保证轮胎的安全经济性与舒适性。

Description

一种降低滚动阻力的充气轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种降低滚动阻力的充气轮胎。

背景技术

当车辆行驶时，施加在轮胎上的负载会导致轮胎变形，因为用于轮胎制做的橡胶配方是具有粘弹特性的，所以当轮胎变形时，这种类型的材料会损失部分能量，损失的这部分能量以热的形式转化，轮胎反复的变形不断造成能量损失，这是产生轮胎滚动阻力的主要原因，大约占轮胎全部滚动阻力的90％-95，对于一辆汽车来讲，能量是靠燃油供给的，因此轮胎滚动阻力直接影响燃油消耗，汽车行驶过程中，会产生各种各样的行驶阻力，其中近80％为空气阻力，其余20％为滚动阻力；

如果只是单纯降低滚阻并不难，但是降低滚阻的同时总会牺牲轮胎的某些性能，在轮胎的三大性能中：耐磨，滚阻，抗湿滑，往往改善其中1～2条性能，会引起第三条性能的损失，所以想要做到三全，在技术上是不易解决的难题，本发明的目的是在极小影响轮胎的耐磨性及抗湿滑性能的情况下，提供一种可以降低滚动阻力的充气轮胎。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低滚动阻力的充气轮胎，通过调整帘布和三角胶尺寸，并限定相关尺寸的比例来降低轮胎的滚阻性能，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：

一种降低滚动阻力的充气轮胎，包括胎面、胎侧和胎圈，所述胎面包括依次布置的冠带层、带束层、帘布层和气密层，所述胎圈内布置有三角胶和钢丝圈，所述三角胶的高度H满足于：10mm≤H≤15mm，所述帘布层绕三角胶和钢丝圈的反包高度H1P满足于：25mm≤H1P≤35mm，且帘布层的反包端点A点与三角胶上端点之间的距离L满足于：5mm≤L≤10mm，所述帘布层的反包高度H1P与轮胎断面高度SH的比值满足于：H1P/SH＝0.248±0.057，所述三角胶高度H与帘布层的反包高度H1P的比值满足于：H/H1P＝0.433±0.02。

作为本发明进一步的方案：所述带束层由第一带束层和第二带束层组成，且第一带束层的宽度小于第二带束层。

作为本发明进一步的方案：所述第一带束层的宽度小于第二带束层12mm，且第一带束层和第二带束层均的中心线与胎面中心线相同。

作为本发明进一步的方案：所述第一带束层和第二带束层内的带束丝均为3×0.27的钢丝，且第一带束层和第二带束层的带束丝方向相反，所述第一带束层和第二带束层的带束丝的角度为α均满足于：60°≤α≤69°。

作为本发明进一步的方案：所述冠带层张力σ满足于：16N≤σ≤20N。

作为本发明进一步的方案：所述钢丝圈为5×5根排结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构新颖，采用低三角胶高度与低反包帘布高度设计，在降低三角胶及帘布层的使用量同时，降低轮胎自身的重量及滚动阻力，并且通过三角胶高度与帘布反包高度比值，以及帘布反包高度与轮胎断面高度比值，在降低了轮胎的滚动阻力的同时，还使轮胎的胎肩部与胎圈部的耐屈挠区域增大，均衡该区域的应力分布，提高了轮胎耐屈挠区域的散热性能与耐疲劳性，从而使轮胎的耐久性能提升，保证了轮胎的安全经济性与舒适性。

附图说明

图1为一种降低滚动阻力的充气轮胎整体结构示意图；

图2为一种降低滚动阻力的充气轮胎的带束层示意图；

图中：1-胎面，2-胎侧，3-胎圈，4-冠带层，5-带束层，6-帘布层，7-气密层，8-三角胶，9-钢丝圈，10-第一带束层，11-第二带束层。

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，本发明实施例中，一种降低滚动阻力的充气轮胎，包括胎面1、胎侧2和胎圈3，所述胎面1包括依次布置的冠带层4、带束层5、帘布层6和气密层7，所述胎圈3内布置有三角胶8和钢丝圈9，采用TOS贴合形式，其成型工序先在一段处贴合气密层及帘布层，再贴合胎侧并打压，二段处依次将带束层、冠带层、胎面等复合部件完成，最后将二段复合部件覆盖在一段复合部件之上，TOS结构可以降低轮胎生产时复杂程度，从而提高生产效率，此结构可以很好的保护胎体，使轮胎与地面接触具有良好的驱动、制动、防滑、减震作用。

三角胶的高度H满足于：10mm≤H≤15mm，使用低三角胶高度设计，增大轮胎的耐屈挠区域面积，提高了轮胎的的耐久性，减少轮胎的径向刚性，提高了轮胎行驶时的舒适度，也降低了胎噪，同时较小高度的三角胶设计可以使得该高度设计区间能使胎圈处的应力过渡更加平滑，且此高度设计区间比一般规格三角胶设计高度值小，可以减少三角胶面积，从而降低轮胎重量，达到降低滚阻的效果，同时降低成本。

使用单层胎体帘线层6，两端分别绕过胎唇处胎圈内的三角胶和钢丝圈向上反包，其反包高度H1P满足于：25mm≤H1P≤35mm，且帘布层的反包端点A点与三角胶上端点之间的距离L满足于：5mm≤L≤10mm，此H1P设计高度范围值，使帘布反包端点在三角胶高点上方5至10mm处，由于三角胶上方附近为轮胎曲挠区，进而在保证胎体及轮辋处刚性的前提下，将帘布反包高点位置避开了轮胎的屈挠区，5至10mm的距离有效保证部件应力均匀分布，进而提高轮胎的使用效果；

同时胎体帘线层6采用聚酯材料，帘线角度垂直于轮胎周向为90°，聚酯纤维具有较高的强度与弹性恢复能力，因此坚牢耐用、抗皱免烫；采用一层帘布与帘布低反包高度设计，在可以保证轮胎的刚性的情况下，较大的降低了轮胎重量，从而降低了轮胎的滚动阻力；胎内帘布使用低反包设计，使轮胎的耐屈挠区域面积增大，可以更好的散热并提高轮胎的耐久性。

帘布层的反包高度H1P与轮胎断面高度SH的比值满足于：H1P/SH＝0.248±0.057，三角胶高度H与帘布层的反包高度H1P的比值满足于：H/H1P＝0.433±0.02，利用特殊的帘布层的反包高度结合三角胶高度，不仅可以降低轮胎的滚动阻力，还使轮胎的胎肩部与胎圈部的耐屈挠区域增大，使该区域的应力均衡分布，提高轮胎耐屈挠区域的散热性能与耐疲劳性，从而使轮胎的耐久性能提升，保证了轮胎的安全经济性与舒适性。

如图2所示，带束层5由第一带束层10和第二带束层11组成，且第一带束层10的宽度小于第二带束层11，第一带束层和第二带束层内的带束丝均为3×0.27的钢丝，且第一带束层和第二带束层的带束丝方向相反，第一带束层和第二带束层的带束丝的角度为α均满足于：60°≤α≤69°，在保证了轮胎刚性又兼顾了轮胎乘坐的舒适性、耐久性能和高速性能，第一带束层的宽度小于第二带束层12mm，且第一带束层和第二带束层均的中心线与胎面中心线相同，即防生热又保证了其轮胎刚性和高速性能，第二带束层的端部可以延伸至胎肩区域，进而保证胎肩区域的稳定性，采用两层带束层交叉贴合结构，并且利用相同带束丝布置角度、相反布置方向，以更好的固定胎体及增强胎面刚性。

同时，冠带层张力σ满足于：16N≤σ≤20N，使用无接头覆盖结构，并采用韧性好、耐疲劳、耐热、耐磨、耐腐蚀的锦纶材料，可以有效的束缚和保护带束层，大大提升抗刺穿性能和高速稳定性能；如果张力过大，会使冠带层拉伸形变，从而增大磨损和降低带束层强度；张力过小，会使带束层与胎面的复合件过松产生间隙，导致冠带层脱落，影响轮胎高速性能，将张力设定为18N可以使冠带层有效束缚住带束层，不会过紧或过松，并可以提高轮胎的高速性能；由于冠带层高速缠绕过程中，供料压力、送料电机转速、带束鼓旋转线速度以及冠带储料阻力均存在不同程度的变化，这会使冠带张力发生较大波动，从而影响带束层宽度和端部应力，继而增大轮胎的滚动阻力和轮胎能量损失，影响轮胎的均匀性和动平衡性，因此将张力波动控制在2N以内，可以避免张力波动对轮胎产生以上不良影响。

如下表所示，对冠带层的张力进行试验，选择相同胎压、温度、湿度、测试时间，并以冠带层的形变、胎面的形变进行验证对比：

进而，在冠带层张力设置为18N时，冠带层的形变、胎面的形变和胎面的磨损状态为最佳。

同时钢丝圈为5×5根排结构，保证了钢丝圈的强度，有效降低脱圈的风险，保证行驶过程中的安全性。

本发明结构新颖，本发明在使用时，采用低三角胶高度与低反包帘布高度设计，在降低三角胶及帘布层的使用量同时，降低轮胎自身的重量及滚动阻力，并且通过三角胶高度与帘布反包高度比值，以及帘布反包高度与轮胎断面高度比值，在降低了轮胎的滚动阻力的同时，还使轮胎的胎肩部与胎圈部的耐屈挠区域增大，均衡该区域的应力分布，提高了轮胎耐屈挠区域的散热性能与耐疲劳性，从而使轮胎的耐久性能提升，保证了轮胎的安全经济性与舒适性。

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 (6)

1.一种降低滚动阻力的充气轮胎，包括胎面（1）、胎侧（2）和胎圈（3），所述胎面（1）包括依次布置的冠带层（4）、带束层（5）、帘布层（6）和气密层（7），所述胎圈（3）内布置有三角胶（8）和钢丝圈（9），其特征在于：所述三角胶的高度H满足于：10mm≤H≤15mm，所述帘布层绕三角胶和钢丝圈的反包高度H1P满足于：25mm≤H1P≤35mm，且帘布层的反包端点A点与三角胶上端点之间的距离L满足于：5mm≤L≤10mm，所述帘布层的反包高度H1P与轮胎断面高度SH的比值满足于：H1P/SH=0.248±0.057，所述三角胶高度H与帘布层的反包高度H1P的比值满足于：H/H1P=0.433±0.02。

2.根据权利要求1所述的一种降低滚动阻力的充气轮胎，其特征在于，所述带束层（5）由第一带束层（10）和第二带束层（11）组成，且第一带束层的宽度小于第二带束层。

3.根据权利要求2所述的一种降低滚动阻力的充气轮胎，其特征在于，所述第一带束层的宽度小于第二带束层12mm，且第一带束层和第二带束层均的中心线与胎面中心线相同。

4.根据权利要求3所述的一种降低滚动阻力的充气轮胎，其特征在于，所述第一带束层和第二带束层内的带束丝均为3×0.27的钢丝，且第一带束层和第二带束层的带束丝方向相反，所述第一带束层和第二带束层的带束丝的角度为α均满足于：60°≤α≤69°。

5.根据权利要求1所述的一种降低滚动阻力的充气轮胎，其特征在于，所述冠带层（4）的张力σ满足于：16N≤σ≤20N。

6.根据权利要求1所述的一种降低滚动阻力的充气轮胎，其特征在于，所述钢丝圈（9）为5×5根排结构。