CN110588248B - 一种耐沟底裂的载重用轮胎 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种载重轮胎，尤其涉及一种耐沟底裂的载重用轮胎。一种耐沟底裂的载重用轮胎，该轮胎的胎冠部位包括胎面、1号带束层、2号带束层、3号带束层、两层0度带束层、胎体和胶胎肩垫，胎面表面至少设置有3条花纹沟，所述的胎肩垫胶设置于带束层与胎体间，胎冠部位还包括胎体胶片，胎体胶片设置于胎体与胎肩垫胶间，1号带束端点与胎肩垫胶内端点距离b为5～10mm，胎肩垫胶内端点与胎体胶片端点距离c为5～10mm，1#带束层包边胶宽为24~28mm，厚为0.5~0.8mm，胎体胶片宽为100~110mm，厚为0.5~0.8mm。本申请从轮胎结构设计的角度提高轮胎沟底抗撕裂能力，延长轮胎使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及一种载重轮胎，尤其涉及一种耐沟底裂的载重用轮胎。
背景技术
花纹沟底裂是载重用轮胎市场抱怨大的使用损坏问题之一，尤其是使用初期就发生的沟裂现象更是高投诉率。载重用轮胎沟底裂产生的原因很多，主要有曲挠变形、应力龟裂、外伤引起裂纹生长等，并且随着汽车技术的发展及使用条件的复杂性，引起轮胎的沟底裂的原因也开始呈现出多样性的特点。
例如，近年来公交车大致经历了柴油车、混合动力车、纯电动车三个不同的发展阶段，尤其是混合公交车切换成纯电动后，汽车的扭矩增加，驱动力也随之增加，相应地给轮胎的市场使用也带来一些变化。因为轮胎胎冠本身是弧形设计，胎冠中心与肩部位置存在直径差，轮胎在周向滚动时，虽然胎面上各点的旋转角速度是一样的，但接地点的切线速度是不一样的，也就是说，相邻花纹条间尤其是肩部花纹条间存在周向剪切力。另外，随着纯电动车型扭矩的加大，花纹条间周向剪切力随之加大，花纹沟底剪切应力应变加剧，轮胎沟裂风险增加。
因此，传统的沟裂改进方法已经无法适应载重汽车技术的发展及市场形势的变化，开发一种新型的载重用耐沟裂设计方法已是迫在眉睫。
申请人申请的中国发明专利申请(公开号：CN107379895A，公开日2017.11.24)公开了一种锦纶冠带条加强全钢子午线轮胎，该轮胎的冠部结构为零度带束层结构，包括1#带束层、2#带束层、3#带束层、零度带束层、内衬层、胎体、垫胶和胎面；该轮胎的冠部结构还包括锦纶冠带条，锦纶冠带条采用窄条锦纶浸胶帘子布，所述的锦纶冠带条位于轮胎1#带束层或2#带束层上方，或同时位于3#带束层与零度带束层的上方；锦纶冠带条通过螺旋缠绕形成单层通过螺旋缠绕形成单层或多层周向增强层。该专利利用锦纶冠带层高断裂强度、高定负荷伸长率、低蠕变率等特点，同时结合传统零度带束层的优势，保证零度带束层在高速运转状态下的紧箍性，避免带束层因应力应变作用产生疲劳破坏和生热破坏，有效解决花纹沟底裂、带束层脱层、撕裂等问题。该专利采用了锦纶冠带条通过螺旋缠绕形成单层通过螺旋缠绕形成单层或多层周向增强层，结构较为复杂，不利于生产。
发明内容
为解决上述花纹沟底裂的技术问题，本申请的目的是从结构设计的角度出发提供一种耐沟底裂的载重用轮胎，用以解决轮胎在使用过程中可能出现的沟裂问题，以保证轮胎的使用寿命与性能。
为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
一种耐沟底裂的载重用轮胎，该轮胎的胎冠部位包括胎面、1号带束层、2号带束层、3号带束层3、两层0度带束层0、胎体和胶胎肩垫，胎面表面至少设置有3条花纹沟，所述的胎肩垫胶设置于带束层与胎体间，其特征在于，胎冠部位还包括胎体胶片，胎体胶片设置于胎体与胎肩垫胶间，1号带束端点与胎肩垫胶内端点距离b为5～10mm，胎肩垫胶内端点与胎体胶片端点距离c为5～10mm，1#带束层包边胶宽为24～28mm，厚为0.5～0.8mm，胎体胶片宽为100～110mm，厚为0.5～0.8mm。
作为优选，以通过行驶面肩部顶点的胎体法线为基准线，最宽2号带束层宽度延伸至法线上。
作为优选，1号带束与2号带束差级a为12～15mm。
作为优选，花纹沟底与0度带束层0内端点距离d为≧5mm。
作为优选，1#带束层包边胶宽为25mm，厚为0.6mm，胎体胶片宽为105mm，厚为0.6mm。
作为优选，胎冠中间厚度e与胎冠边沟位置胎面厚度e’相等。
作为优选，胎肩厚度f与胎冠中间厚度e的比值为1.15～1.25。
与现有技术相比，本申请的有益效果：通过胎面部件的结构设计，保证胎面断面厚度均匀过渡及垫胶内端点与花纹沟底的差级，从而通过维持胎体轮廓的平衡，保证轮胎在充气前后冠部位置能够均匀膨胀，减小肩部花纹边沟的变形，降低沟底的应力应变，从轮胎结构设计的角度提高轮胎沟底抗撕裂能力，延长轮胎使用寿命。
附图说明
图1是本申请的轮胎结构示意图。
图2是花纹沟底裂纹生长图。
图3是胎体轮廓充气前后变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式进行一个说明。
图1是本申请的一个实施方式的轮胎结构示意图。本申请的载重用轮胎适合公交车的公交轮胎使用，但是本申请并不限定于这样的轮胎类型，对于长途大巴、标载型载重用轮胎等类型也同样适用。
胎冠部位主要有胎面5、1号带束层1、2号带束层2、3号带束层3、两层0度带束层0、胎体4、胎肩垫胶6、胎体胶片7，胎面5表面至少设置有3条花纹沟。其中，胎肩垫胶6设置于带束层与胎体4间，胎体胶片7设置于胎体4与胎肩垫胶6中间。
以通过行驶面肩部顶点的胎体4法线为基准线，最宽2号带束层2宽度延伸至法线上。
1号带束层1与2号带束层2差级a为12～15mm。
1号带束层1端点与胎肩垫胶6内端点距离b为5～10mm。
胎肩垫胶6内端点与胎体胶片7端点距离c为5～10mm。
1#带束层包边胶宽为25mm，厚为0.6mm。
胎体4上置胶片宽为105mm，厚为0.6mm。
花纹沟底与零度带束内端点距离d为≧5mm。
胎冠中间厚度e与胎冠边沟位置胎面5厚度e’相等。
胎肩厚度f与胎冠中间厚度e的比值为1.15～1.25。
对比案例1
将1#带束端点与胎肩垫胶6内端点距离b设为20mm，相应c值也调整为20mm。胎体胶片71#带束层包边胶设置为宽30mm，厚为1mm。胎体4上置胶片设置为宽105mm，厚1.0mm，其余皆于本申请例相同。
对比案例2
在胎肩垫胶6下、胎体胶片7上加贴45*2.0胶片，将胎肩厚度f与胎冠中间厚度值e的比值控制为1.3，加贴胶片与胎肩垫胶6内侧端点差级为5～10mm，其余皆于本申请例相同。
图2是花纹沟底裂纹生长图。轮胎花纹沟底裂的发生形态主要是受到这三个方向的应力应变，其中，由横方向扩张力引起的沟裂(通常发生在边沟)可以通过测量轮胎充气后的沟宽变化值来进行预评估。而由周向剪切力及径向应力引起的龟裂一般需要通过观察实际使用后的沟裂形态来判断。因此，通过减小充气后沟宽变化也就是降低花纹沟的变形在一定程度上可以提高轮胎耐沟裂性能或者从结构设计的角度降低轮胎沟裂的风险。另外，花纹沟底与零度带束内端点距离d也是为了避免带束端点落于沟底，使沟底应力集中，增加沟裂风险。
图3是为了补充说明轮胎在充气后胎体4内轮廓会受内压张力变形，进而影响轮胎外轮廓的变形，若充气膨胀不均匀则说明肩部变形太大进而直接影响边沟的变形程度，增加沟底的应力应变。
本申请为了评价轮胎是否存在沟裂风险，通过测量发明例与对比案例的轮胎在标准压力充气后与模具的设计沟宽变化值来进行预评估，数值越小越好。
表1为本申请例测试数据：
表2为对比案例1数据：
表3对比案例2数据：
对比上表1与2，本申请对于花纹沟宽变化的改善起到了良好的效果，而对比1与3可以发现，轮胎肩部设计加厚可以对花纹沟宽变化起到一定的效果，但是轮胎肩部越厚、生热越高，这会降低轮胎使用寿命并且成本也会直接增加。
为了进一步验证评价本申请预防沟裂的效果，对本申请例轮胎及对比案例轮胎进行实际装车路试，三个实施方案分别安装于三辆同型号、同行驶路线的纯电动公交车(前2后4)上，并且通过定期检查轮胎花纹沟底是否有裂纹及裂缝大小来进行实际评价耐沟裂性能，评判等级定义如下：
A级：沟底无裂纹。
B级：存在宽度≤1mm，长度≤5mm的细裂纹，轻微沟裂。
C级：存在1mm＜宽度≤5mm，5mm＜长度≤10mm的裂缝，中度沟裂。
D级：存在宽度＞5mm，长度＞10mm的裂缝，重度沟裂。
为保证安全，裂纹发展为中度沟裂缝以后，轮胎从公交车上拆卸下来停止评价试验。
表4为路试评价结果：
以上为对本申请实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种耐沟底裂的载重用轮胎，该轮胎的胎冠部位包括胎面（5）、1号带束层（1）、2号带束层（2）、3号带束层（3）、两层0度带束层（0）、胎体（4）和胎肩垫胶（6），胎面（5）表面至少设置有3条花纹沟，所述的胎肩垫胶（6）设置于带束层与胎体（4）间，其特征在于，胎冠部位还包括胎体胶片（7），胎体胶片（7）设置于胎体（4）与胎肩垫胶（6）间， 1号带束层（1）端点与胎肩垫胶（6）内端点距离b为5～10mm，胎肩垫胶（6）内端点与胎体胶片（7）端点距离c为5～10mm，1号带束层（1）包边胶宽为24~28mm，厚为0.5~0.8mm，胎体胶片（7）宽为100~110mm，厚为0.5~0.8mm；
胎冠中间厚度e与胎冠边沟位置胎面厚度e’相等；胎肩厚度f与胎冠中间厚度e的比值为1.15～1.25。
2.根据权利要求1所述的一种耐沟底裂的载重用轮胎，其特征在于，以通过行驶面肩部顶点的胎体（4）法线为基准线，最宽2号带束层（2）宽度延伸至法线上。
3.根据权利要求1所述的一种耐沟底裂的载重用轮胎，其特征在于，1号带束层（1）与2号带束层（2）差级a为12～15mm。
4.根据权利要求1所述的一种耐沟底裂的载重用轮胎，其特征在于，花纹沟底与0度带束层（0）内端点距离d为≧5mm。
5.根据权利要求1所述的一种耐沟底裂的载重用轮胎，其特征在于，1号带束层（1）包边胶宽为25mm，厚为0.6mm，胎体胶片（7）宽为105mm，厚为0.6mm。
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