CN111016549A - 一种抗刺扎自修复免修补静音轮胎及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗刺扎自修复免修补静音轮胎及加工方法，轮胎本体包括配置在胎面部的两侧的胎侧部和与轮胎周向延伸并形成环状的胎面部；胎侧部位于轮胎与轮辋安装的位置处设置有胎圈部；胎面部包括与地面接触的外表面和内部的与填充在轮胎内里的空气接触内表面，内外层表面之间从内到外依次形成胶料涂层、起密封作用的气密层、由多根钢丝组成的带束层及纤维帘布组成的冠带层；紧贴内表面的胎面部上设置有降噪件。轮胎胎面部内表面的环状自修补胶实现抗刺扎自修复免修补功能，同时再由装配在自修补胶内表面的带状吸音降噪件实现静音性能。

Description

一种抗刺扎自修复免修补静音轮胎及加工方法

技术领域

本发明属于汽车零部件生产领域，具体涉及一种抗刺扎自修复免修补静音轮胎及加工方法。

背景技术

在日常生活中都遇到过轮胎被扎，而对于汽车来说，扎胎之后只能原地等待救援或者换上备胎，而如果车辆装满货物时，或在人烟稀少的山区或大漠，更换轮胎等待救援将更加费时费力，平时也有很多女性司机都不会更换备胎，在深夜发生这些情况更对安全造成影响，在这种情况下，抗刺扎自修复免修补轮胎就可以解决以上顾虑。

汽车在高速运行过程中，如果轮胎被扎，会产生漏气甚至发生爆胎，给司机乘客甚至周边行人的安全都造成了影响，抗刺扎自修复功能的实现可以防止轮胎被扎后发生漏气，当轮胎被刺穿时，内部粘性材料会将扎入的物体紧紧包住防止漏气，当扎入物体拔出时胶料又会瞬间对形成的缺口进行填充，自动聚拢在穿孔处，从而实现自动修复的功能。

汽车在高速运行过程中，轮胎噪声是影响车辆舒适性能的一个重要因素，由于轮胎和路面接触造成轮胎表面随路面的凹凸不平而产生振动，该振动使轮胎内型腔里的空气振动产生共鸣音，当共鸣音达到特定的频率就会压迫耳膜，造成人体感知不舒服，尤其是经济型轿车，车里密封一般，对噪声听起来更明显。近来，新能源汽车对噪声特别敏感，由于新能源汽车没有了柴油或汽油发动机，本来没有了发动机的干扰影响，司乘人员坐在车里对轮胎造成的噪音影响敏感度更高，所以降低轮胎的噪音带来更好的舒适感也是新的人性化需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种抗刺扎自修复免修补静音轮胎及加工方法。涉及两种能获得由装配在轮胎胎面部内表面的环状自修补胶实现抗刺扎自修复免修补功能，同时再由装配在自修补胶内表面的带状吸音降噪件实现静音性能。具体地，一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎。其特征在于，

轮胎本体包括配置在胎面部的两侧的胎侧部和与轮胎周向延伸并形成环状的胎面部；

所述胎侧部位于轮胎与轮辋安装的位置处设置有胎圈部；

所述胎面部包括与地面接触的外表面和内部的与填充在轮胎内里的空气接触内表面，内外层表面之间从内到外依次形成胶料涂层、起密封作用的气密层、由多根钢丝组成的带束层及纤维帘布组成的冠带层；

紧贴内表面的胎面部上设置有降噪件。

进一步地，胎圈部由一股或多股基本不伸张的钢丝组成芯体，并用多层胶布层环绕芯体而成的钢丝圈结构。

进一步地，胶料涂层沿着胎面部内表面中心沿圆周方向呈环状设置，胶料涂层宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，厚度为2~10mm。

进一步地，降噪件为静音棉，静音棉宽度为最内侧带束层宽度的50%~80%，厚度为5~35 mm，密度为25~35kg/m³。

进一步地，带束层由多根钢丝组成，带束层由2~3层组成；

冠带层由纤维帘布组成，冠带层一般由1~2层组成。

一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎的加工方法，进行自修补胶料的工艺处理：

步骤1、首先对硫化后的轮胎胎面部内表面气密层进行打磨；

步骤2、清洗除尘：打磨后对胶屑进行清理清洗除尘，打磨的胶屑必须清除干净，才不会造成自修补胶料分离；

步骤3、热喷涂：除尘干净后再用热喷涂机进行高温加热喷涂工艺，从而将混合物由粘稠态变成液态；将自修补胶料均匀的喷涂在胎面部内表面中心沿圆周方向喷涂，喷涂自修补胶宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，

步骤4、冷却：喷涂完成后在线进行风冷冷却；

步骤5、外观检查：冷却后进行喷涂外观检查；

步骤6、贴合静音棉：在紧贴内表面的胎面部上贴合具有静音作用的降噪件；

步骤7、对轮胎进行动平衡检测。

进一步地，步骤1中打磨宽度为胎面部内表面最内侧带束层宽度的70%~95%，打磨深度为0.1~1mm，优选0.2~0.4mm。

步骤3中热喷涂温度控制在170~210℃，优选180~200℃，将自修补胶料均匀的喷涂在胎面部内表面中心沿圆周方向喷涂，喷涂厚度为2~10mm；优选喷涂自修补胶宽度为最内侧带束层宽度的80%~95%，当小于最内侧带束层宽度的70%时，容易造成胎面部内表面两边无修补胶而造成扎破漏气；喷涂厚度为2~10mm；

步骤4中风冷冷却温度控制在10~35℃。

有益效果：

1.相比传统的轮胎本申请在胎面部内表面中心周向方向设置了抗刺扎自修复免修补的自修补胶料，当轮胎被刺穿时，内部粘性材料会将扎入的物体紧紧包住防止漏气，当扎入物体拔出时胶料又会瞬间对形成的缺口进行填充，自动聚拢在穿孔处，从而实现自动修复的功能。确保了汽车的行驶安全性及节省了使用者的使用成本，也为社会节省了资源（修补不好而造成报废轮胎的数量），同时设置了带状吸音降噪件即静音棉实现静音性能，为驾乘人员提供了舒适的驾乘感受。

2.相比其他静音轮胎，其他静音轮胎胎面部内里内表面中心周向方向设置了静音棉，轮胎被扎后内里打磨进行修补会破坏掉静音棉，另外内里有静音棉也干扰了修补人员准确性的找到被刺扎点，因而市场上只能采用蘑菇钉修补的单一修补方式，而蘑菇钉修补价格贵，造成了使用者的使用成本。本申请增加自修补特殊胶料层，也解决了原来只带静音棉装置的轮胎刺扎后难修补的缺点，轮胎被扎后吸音棉依然保持原有的吸音降噪的特性，增加了产品的市场竞争率。

3.在基于传统静音棉技术基础上，本申请不局限于静音棉表面造型为可为凹凸纹或平纹，如图1所示，此为多种不同形式，相比传统轮胎静音棉单一贴敷使用，在改善噪声过程中，依据轮胎特定空腔噪声频段特点，进行贴敷使用本装置。本吸音降噪件可以通过静音棉中心开槽的静沟槽，一是通过干扰轮胎气压的内部变化，起到破坏轮胎空腔噪声的共振作用，二是，开槽的吸音降噪件可以凸显品牌的识别，把品牌Logo通过开槽的形式更好的融入到干扰轮胎内部空腔噪音的性能中。如图3。

4.本设计增加了特殊配方打造的抗刺扎自修复免修补胶料层，该配方由多种高分子化合物以及不同粒度橡胶等颗粒组成的粘稠状混合物，主要材料组成为丁基橡胶，确保了轮胎的气密性，不仅可以保证轮胎受到刺扎后不漏气免修补，而且还可以在轮胎运动过程中把静音棉牢牢粘在自修补胶料层上。

5.本申请改变轮胎空腔体积，在轮胎行驶过程中，吸收轮胎空腔体积的变化，增加轮胎气流在轮胎噪声装置内的流动性，从而依靠吸音降噪件即静音棉的多孔特性吸收轮胎与路面的振动，并打破轮胎空腔噪声频率，削弱轮胎的空腔噪声和车辆“嗡嗡”声，尤其是轮胎和车辆在200Hz-250Hz发生共振造成车辆在车内发生共振噪声。

下面通过附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

附图说明

图1为本方案的表面凹凸纹路设计的断面图。

图2为本方案的表面平纹设计的断面图。

图3为本方案的带开槽字体的图。

图4为现有技术中自修补胶料完成后轮胎的断面示意图。

图5为本方案的轮胎的断面示意图。

图6为本方案的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1-6所示，传统的喷涂工艺喷涂不均匀，而且容易发生脱离分层，因为轮胎内里气密层上经硫化后含有硅油，而硅油是无法通过化学助剂进行清洗，即使暂时清洗干净了，但是随着时间的推移，气密层里的硅油还是会渗出到表面，当自修补胶料遇到硅油就会发生脱离分层，一旦脱离分层将造成轮胎平衡性迅速变差，还会发生高速抖动，而且被扎后的安全性也无法保证。

本申请所用的自修补胶料需要通过特殊工艺处理：首先对硫化后的轮胎胎面部内表面气密层进行打磨，打磨宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，打磨深度为0.1~1mm，打磨后对胶屑进行清理清洗除尘，除尘干净后再用热喷涂机进行高温加热喷涂工艺，将自修补胶料均匀的喷涂在胎面部内表面中心沿圆周方向喷涂，喷涂完成后在线进行风冷冷却，冷却后进行喷涂外观检查及动平衡检测，工艺流程图见最后页。采用如上所述工艺才能确保自修补胶料在轮胎高速运动过程中不脱离轮胎本体，并保持足够的粘性，始终牢固的粘着在胎面部内表面中心，保持在原位置不会发生变化。

图5中，本发明实施例的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎，轮胎本体包括配置在胎面部的两侧的胎侧部8和与轮胎周向延伸并形成环状的胎面部7；胎侧部8一对配合使用，配置在胎面部的两侧；

所述胎侧部8位于轮胎与轮辋安装的位置处设置有胎圈部6；

所述胎面部7包括与地面接触的外表面7.1和内部的与填充在轮胎内里的空气接触内表面7.2，内外层表面之间从内到外依次形成胶料涂层2、起密封作用的气密层3、由多根钢丝组成的带束层1及纤维帘布组成的冠带层5；

紧贴内表面7.2的胎面部上设置有降噪件4。

进一步地，胎圈部6由一股或多股基本不伸张的钢丝组成芯体，并用多层胶布层环绕芯体而成的钢丝圈结构。

胶料涂层2沿着胎面部内表面中心沿圆周方向呈环状设置，胶料涂层2自修补胶实现抗刺扎自修复免修补功能，同时再由装配在自修补胶内表面的带状吸音降噪件实现静音性能。胶料涂层2宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，厚度为2~10mm。

降噪件4为静音棉，静音棉宽度为最内侧带束层宽度的50%~80%，厚度为5~35 mm，密度为25~35kg/m³。

带束层1由多根钢丝组成，带束层由2~3层组成；

冠带层5由纤维帘布组成，冠带层一般由1~2层组成。

本设计增加的抗刺扎自修复免修补胶料层，是由特殊配方调制而成，该配方由多种高分子化合物以及不同粒度橡胶等颗粒组成的粘稠状混合物，主要材料构成为丁基橡胶，丁基橡胶配比含量为总份数的30%~80%，以确保轮胎的气密性，当比例大于80%时自补性能会下降。当轮胎被刺时，混合物内部粘性材料会将扎入的物体紧紧包住防止漏气，当扎入物体拔出时胶料又会瞬间对形成的缺口进行填充，自动聚拢在穿孔处，不仅可以保证轮胎受到刺扎后不漏气免修补，而且还可以在轮胎运动过程中把静音棉牢牢粘在自修补胶料层上，并始终保持位置不会发生变化。

本申请所用的自修补胶料需要通过特殊工艺处理：首先对硫化后的轮胎胎面部内表面气密层进行打磨，打磨宽度为胎面部内表面最内侧带束层宽度的70%~95%，打磨深度为0.1~1mm，优选0.2~0.4mm,超过1mm将对胎体布造成损伤，小于0.1mm易发生表面硅油渗出造成自修补胶料分离。打磨后对胶屑进行清理清洗除尘，打磨的胶屑必须清除干净，才不会造成自修补胶料分离。除尘干净后再用热喷涂机进行高温加热喷涂工艺（将混合物由粘稠态变成液态），热喷涂温度控制在170~210℃，优选180~200℃，当温度超过210℃时会造成自修补胶料自修补性能下降，将自修补胶料均匀的喷涂在胎面部内表面中心沿圆周方向喷涂，喷涂自修补胶宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，优选80%~95%，当小于最内侧带束层宽度的70%时，容易造成胎面部内表面两边无修补胶而造成扎破漏气；喷涂厚度为2~10mm。喷涂完成后在线进行风冷冷却，风冷冷却温度控制在10~35℃，冷却后进行喷涂外观检查（检查喷涂厚度/重量及表面有无气泡等）。采用如上所述工艺才能确保自修补胶料在轮胎高速运动过程中不脱离轮胎本体，并保持足够的粘性，始终牢固的粘着在胎面部内表面中心，保持在原位置不会发生变化。其自修补胶料涂层具有耐高温、遇水不易脱落特性。

本设计增加的轮胎带状吸音降噪件即静音棉，带状吸音降噪件其材料为多孔聚氨酯泡棉，也可为多孔橡胶以及泡棉塑料。其开孔比例不限于固定比例，依据轮胎规格和仿真需要进行制定开孔率。本申请中例如多孔聚氨酯泡棉其表面含有凹凸纹或平纹，凹凸纹大小随汽车行驶过程中的变化可以起到扰乱轮胎内部型腔内的空气流动，其表面纹路设计如示意图1-2所示，凹凸纹表面为圆形成连续性排列，凹凸纹体积占静音棉体积的10%~50%，优选15%~30%，超过50%过大容易造成共鸣音降低效果不明显，难以达到预期的降噪效果。为了有效的发挥静音效果，凹凸纹凹凸高度落差A为8mm以下，静音棉宽度为最内侧带束层宽度的50%~80%，优选60%~80%，超过90%时共鸣音降低效果不明显，并无法与自修补胶料完全粘合，静音棉宽度必须小于自修补胶料层宽度；静音棉厚度为5~35 mm，优选12~25mm,超过35mm难以降低低频噪音；静音棉密度为25~35kg/m³，优选；该静音棉材料动态性能指标：断裂伸长率≥100%、拉伸强度≥80 KPa ，40%压缩强度在3~5 KPa，25%压陷硬度≥100N、40%压陷硬度≥150N、

60%压陷硬度≥260N；温度使用范围-55℃~+190℃。

本设计中静音棉表面组成的沟槽主要用于增大轮胎周向降噪接触表面积和干扰轮胎子午方向轮胎内部空腔气流。吸音降噪件其所设置不局限于一条静音棉整条贴附在轮胎内里，也可根据设计要求分2~4条等分贴合在轮胎内里。含有表面沟槽的轮胎吸音降噪件，其尺寸包含La、Lb、Lc、LA、LB， 其中La开槽字体宽度30~60mm 、Lb取值LA的一半（在降噪件的中心）、Lc取值200~500mm、 LA取值最内侧带束层宽度的50%~80%之间,LB取值轮胎内面周长长度的30%~100%，开槽字体为CELIMO或CHITUMA品牌Logo, 开槽深度为5~35 mm，优选开槽深度同静音棉厚度，如示意图3所示。

本申请中轮胎吸音降噪件即静音棉对中贴合在轮胎胎面部内面中心位置的抗刺扎自修复免修补胶料涂层上。静音棉与抗刺扎自修复免修补胶料涂层粘接完成后，如扯撕静音棉必须有破坏才视为贴合合格。

本申请中静音棉贴合完成后要进行动平衡检测（检测轮胎总重量及静不平衡/动不平衡量），以检测轮胎贴合自修补胶料及静音棉后对车辆跳动的影响，保持驾乘舒适性。采用如上所述工艺才能确保静音棉在轮胎高速运动过程中不脱离轮胎本体，保持在原位置不会发生变化，维持原有的静音性能。

本设计工艺流程图如图6所示。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎，其特征在于，

轮胎本体包括配置在胎面部的两侧的胎侧部（8）和与轮胎周向延伸并形成环状的胎面部（7）；

所述胎侧部（8）位于轮胎与轮辋安装的位置处设置有胎圈部（6）；

所述胎面部（7）包括与地面接触的外表面（7.1）和内部的与填充在轮胎内里的空气接触内表面（7.2），内外层表面之间从内到外依次形成胶料涂层（2）、起密封作用的气密层（3）、由多根钢丝组成的带束层（1）及纤维帘布组成的冠带层（5）；紧贴内表面（7.2）的胎面部上设置有降噪件（4）。

2.根据权利要求1所述的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎，其特征在于，

胎圈部（6）由一股或多股基本不伸张的钢丝组成芯体，并用多层胶布层环绕芯体而成的钢丝圈结构。

3.根据权利要求1所述的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎，其特征在于，胶料涂层（2）沿着胎面部内表面中心沿圆周方向呈环状设置，胶料涂层（2）宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，厚度为2~10mm。

4.根据权利要求1所述的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎，其特征在于，降噪件（4）为静音棉，静音棉宽度为最内侧带束层宽度的50%~80%，厚度为5~35 mm，密度为25~35kg/m³。

5.根据权利要求1所述的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎，其特征在于，带束层（1）由多根钢丝组成，带束层由2~3层组成；冠带层（5）由纤维帘布组成，冠带层一般由1~2层组成。

6.根据权利要求1所述的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎的加工方法，进行自修补胶料的工艺处理：

步骤1、首先对硫化后的轮胎胎面部内表面气密层进行打磨；

步骤2、清洗除尘：打磨后对胶屑进行清理清洗除尘，打磨的胶屑必须清除干净，才不会造成自修补胶料分离；

步骤3、热喷涂：除尘干净后再用热喷涂机进行高温加热喷涂工艺，从而将混合物由粘稠态变成液态；将自修补胶料均匀的喷涂在胎面部内表面中心沿圆周方向喷涂，喷涂自修补胶宽度为最内侧带束层宽度的70%~95%，

步骤4、冷却：喷涂完成后在线进行风冷冷却；

步骤5、外观检查：冷却后进行喷涂外观检查；

步骤6、贴合静音棉：在紧贴内表面（7.2）的胎面部上贴合具有静音作用的降噪件（4）；

步骤7、对轮胎进行动平衡检测。

7.根据权利要求6所述的一种抗刺扎自修复免修补且静音的轮胎的加工方法，

步骤1中打磨宽度为胎面部内表面最内侧带束层宽度的70%~95%，打磨深度为0.1~1mm，优选0.2~0.4mm,

步骤3中热喷涂温度控制在170~210℃，优选180~200℃，将自修补胶料均匀的喷涂在胎面部内表面中心沿圆周方向喷涂，喷涂厚度为2~10mm；优选喷涂自修补胶宽度为最内侧带束层宽度的80%~95%，当小于最内侧带束层宽度的70%时，容易造成胎面部内表面两边无修补胶而造成扎破漏气；喷涂厚度为2~10mm；

步骤4中风冷冷却温度控制在10~35℃。

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