CN112124010A - 一种泄气保用轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泄气保用轮胎技术领域，公开了一种在漏气状态下仍能够行驶的泄气保用轮胎。该轮胎包括配置在胎壁部分的胎侧加强橡胶层，所述胎侧加强橡胶层在轮胎胎体的内表面沿轮胎径向延伸，所述胎侧加强橡胶层具有在轮胎径向上交叉复合排列的橡胶层A和橡胶层B，所述橡胶层A和橡胶层B的邵氏硬度不同。本发明提供的泄气保用轮胎可提升泄气保用轮胎在正常行驶条件下以及零气压下的安全性与耐久性，延长产品使用寿命。

Description

一种泄气保用轮胎

技术领域

本发明属于泄气保用轮胎技术领域，特别涉及一种在漏气状态下仍能够行驶的泄气保用轮胎。

背景技术

一般轮胎在行驶过程中胎面或胎侧受到重大的外伤或是因刺扎会发生急剧气压下降，从而无法行驶。轮胎因扎破、漏气，轻则耽误时间，为换胎、修胎，乃至由此引发交通堵塞令人烦恼；重则引发爆胎，乃至造成车毁人亡的交通事故。

"泄气保用轮胎"英文是"Run-Flat tire"，其意为轮胎在遭遇到外来物刺扎后，不会一时漏气或者漏气非常缓慢，能够保持一段时间的行驶。轮胎行业直译为"跑气保用轮胎"亦称"泄气保用轮胎"。

泄气保用轮胎一般会在胎侧用厚的支撑胶，零气压状态下轮胎可承受一定的车辆载荷维持行驶。但是Run Flat Tire拥有厚的胎侧支撑胶，在零气压状态下会生热到一定程度，材料的疲劳急剧增加，支撑胶丢失应有的支撑性能，造成轮胎破坏，故改善其零压状态下的耐久性能成为当务之急。

如图1所示，最传统的技术是在泄气保用轮胎的胎侧增加支撑胶结构，具体的是在轮胎胎侧部配置剖面呈月牙形状的一种支撑胶结构。该支撑胶结构拥有厚的胎侧支撑胶，在零气压状态下会生热到一定程度，材料的疲劳急剧增加，支撑胶丢失应有的支撑性能，造成轮胎破坏。

专利文献1 CN98807570.9提供了一种跑气保用充气式子午轮胎。如图2所示，该轮胎胎壁部包括第一和第二填充胶条。第一填充胶条可以在无充气压力下运转时有效地防止其胎壁塌缩；第二填充胶条有助于胎壁的支承结构，但是在零气压状态下，负荷达到一定程度后，随着行驶过程的增加，生热达到一定程度，且随着轮子的转动材料反复压缩、拉伸导致过度疲劳后，胶料与帘线层之间易发生粘合失效，丢失应有的支撑性能，造成轮胎破坏。

专利文献2 US6422279(B1)提供了一种泄气保用轮胎。如图3所示，其在每个侧壁中的多个径向定位的加强楔，每个所述加强楔具有不同的硬度并且在径向方向上部分地重叠至少一个相邻的楔。应变分布延长了轮胎的泄气保用寿命，并与其他轮胎性能参数保持了良好的平衡。该三层支撑胶的结构，在胶层的对接位置呈现出不规则的曲线，把单侧支撑胶割成了3块，在加载一定的负荷进行运转时，胎侧部位受到巨大的压缩和挤压。经有限元仿真分析，零内压和正常内压条件下，轮胎应力最集中位置基本处于胶层对接位置，当胶料急剧或过度疲劳时，胶层对接的部分容易造成粘合失效，造成轮胎破坏。此外，胶种间的对接面呈曲线，实现工艺上也较难操作，因此实际未广泛推广。

上述两层或三层支撑胶的结构，存在共同的缺陷，即当胶料急剧疲劳时，胶层对接的部分容易造成粘合失效或胶料与帘线层之间易发生粘合失效，从而造成轮胎破坏，并在工艺实现上也较难操作，因此实际也未广泛推广。

发明内容

为了解决现有技术中的泄气保用轮胎在零压状态下的驾驶安全性能、耐久性能差的问题，本发明提供了一种泄气保用轮胎。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种泄气保用轮胎，包括配置在胎壁部分的胎侧加强橡胶层，所述胎侧加强橡胶层在轮胎胎体的内表面沿轮胎径向延伸，所述胎侧加强橡胶层具有在轮胎径向上交叉复合排列的橡胶层A和橡胶层B，所述橡胶层A和橡胶层B的邵氏硬度不同。

作为优选，所述橡胶层A和橡胶层B的形状均为近似梯形结构，所述梯形的上底a和下底b之间的长度关系为b＝(1.0-2.0)xa或者a＝(1.0-2.0)xb。梯形结构通过上底a与下底b的不同设计，致使两个相邻梯形的公共斜边拥有一定的斜度与长度，可增加不同两种胶层间的粘合面积，提高粘合力，且接触面积增加，两胶层间的相互作用面积增加，从而相互作用力增加，更好的发挥对应力的抵消与分散作用。

作为优选，所述橡胶层A、橡胶层B的厚度h为7.0-13.0mm。对支撑胶层设置一定的厚度，控制下限可保证并增加零气压条件下行驶的安全支撑性能；控制支撑胶层的厚度上限，避免了过于厚重的胎侧支撑胶带来的正常气压行驶时的负担，如油耗增加、舒适性体验差等问题。

所述橡胶层A和橡胶层B的邵氏硬度不同。优选的，所述橡胶层A和橡胶层B的其中任一橡胶层的橡胶硬度SHORE A为65-75，另外一橡胶层的橡胶硬度SHORE A为75-85。设置不同性质的两种胶层交叉排列，不同胶层间可相互作用进行应力的抵消与分散，避免应力集中，可提升驾驶舒适性体验，且避免行驶过程中应力集中带来的质量问题。且，两种胶种都具备一定的硬度，可提升零气压状态下的安全支撑性能。

作为优选，所述橡胶层A和橡胶层B的其中任一橡胶层的橡胶参数为，拉伸强度≥9，拉断伸长率≥150％，E’(20℃)为3-10，E”(20℃)为0.1-0.3，60℃tanδ值为0.015-0.025；另外一橡胶层的橡胶参数为，拉伸强度≥9，拉断伸长率≥45％，E’(20℃)为11-20，E”(20℃)为0.3-0.6，60℃tanδ值为0.025-0.035。

由于不同尺寸的轮胎，胎侧的高度不同，为满足不同尺寸轮胎的设计与使用要求，本发明的提供的橡胶层A和/或橡胶层B的数量可以根据实际需要进行调整，橡胶层A和/或橡胶层B的优选数量为3-8个。

本发明通过内侧支撑胶用一连串的不同尺寸及性质的两种胶层交叉复合排列(比如邵氏硬度不同)，由于是两种性质的胶种交叉复合，在行驶过程中，当硬胶部位发生应力集中或受到外力作用时，两侧相邻部位的软胶可协助进行应力的分散；当软胶部位发生应力集中或受到外力作用时，相邻两侧的硬胶可辅助进行应力的抵消；从而达到两种胶种之间相互作用进行应力抵消与分散，避免应力集中；避免了某一部位材料的过度疲劳，从而避免材料疲劳失效后引发的支撑胶断裂以及脱层问题。

由于胎侧内部的支撑胶是两种性质的胶料交叉排列，相互作用进行应力抵消与分散，且在零内压状态下胎侧为主要的承重部位，此种结构可以分散反复压缩引起的胎侧部位的疲劳应力，从而改善胎侧重大变形后导致的内/外侧的扩张与压缩。由于内外侧的扩张与压缩得到控制，可进一步以抵抗零气压状态下发生的Tread Buckling(胎面屈曲)现象，避免应力集中、材料疲劳失效后引发的质量问题；且不同胶层交叉复合时，单个胶层形状类似梯形，生产工艺易于实现，利于技术推广。

由以上技术方案可知，本发明提供的泄气保用轮胎可提升泄气保用轮胎在正常行驶条件下以及零气压下的安全性与耐久性，延长产品使用寿命。

附图说明

图1为现有的一种传统支撑胶结构的轮胎断面剖视图；

图2为现有的一种两层支撑胶结构的轮胎断面剖视图；

图3为现有的一种三层支撑胶结构的轮胎断面剖视图；

图4为本发明所提供的泄气保用轮胎的断面剖视图；

图5为本发明所提供的不同支撑胶结构形变量及SENER数据对比图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种泄气保用轮胎，以解决现有技术中泄气保用轮胎在零压状态下的驾驶安全性能、耐久性能差的问题。

为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明。

图4为本发明的优选实施例，如图4所示，本实施例提供一种泄气保用轮胎，包括配置在胎壁部分的胎侧加强橡胶层1，所述胎侧加强橡胶层1在轮胎胎体2的内表面沿轮胎径向延伸，所述胎侧加强橡胶层1具有在轮胎径向上交叉复合排列的橡胶层A和橡胶层B，所述橡胶层A和橡胶层B的邵氏硬度不同。

本优选实施方式的橡胶层A和橡胶层B的形状均为近似梯形结构，所述梯形的上底a和下底b之间的长度关系为b＝(1.0-2.0)xa或者a＝(1.0-2.0)xb。

所述橡胶层A、橡胶层B的厚度h为7.0-13.0mm。

所述橡胶层A和橡胶层B的邵氏硬度不同，在一种优选的实施方式中，所述橡胶层A和橡胶层B的其中任一橡胶层的橡胶硬度SHORE A(邵氏硬度A)为65-75，另外一橡胶层的橡胶硬度SHORE A(邵氏硬度A)为75-85。所述橡胶层A和橡胶层B的其中任一橡胶层的橡胶参数为，拉伸强度≥9，拉断伸长率≥150％，E’(20℃)为3-10，E”(20℃)为0.1-0.3，60℃tanδ值为0.015-0.025；另外一橡胶层的橡胶参数为，拉伸强度≥9，拉断伸长率≥45％，E’(20℃)为11-20，E”(20℃)为0.3-0.6，60℃tanδ值为0.025-0.035。

本说明书中，邵氏硬度是表征材料(如硫化橡胶料)的硬度；

拉伸强度为表征材料(如硫化橡胶料)拉断时的最大强度，具体是指试样拉伸至断裂过程的最大拉伸应力；

拉断伸长率是表征材料(如硫化橡胶料)拉断时的最大伸长极限，用伸长增加量与原长之比的百分数表示；

E’是表征材料(如硫化橡胶料)刚度的粘弹性储能或弹性模量分量的系数；

E”是表征材料(如硫化橡胶料)的滞后性质的粘弹性的损耗或粘滞模量分量的系数。tanδ是表征材料(如硫化橡胶料)的滞后损耗因子，是损耗模量与储能模量的比值。

本发明的提供的橡胶层A和/或橡胶层B的数量可以根据实际需要进行调整，在一种具体的实施方式中，橡胶层A和/或橡胶层B的优选数量为3-8个。

如图1所示，传统支撑胶结构是在轮胎胎侧部配置剖面呈月牙形状的一层支撑胶101；如图2所示，该图为专利文献1 CN98807570.9所公开的支撑胶结构为两层支撑胶结构，是在胎侧部位的支撑胶为沿轮胎径向延伸两层支撑胶条102和103；如图3所示，该图为专利文献2 US6422279 B1所公开的支撑胶结构为三层支撑胶结构，该轮胎在每个侧壁中的多个径向定位的加强楔104、105、和106。

现将上述一层支撑胶、二层支撑胶和三层支撑胶以及本发明提供的支撑胶结构的产品进行有限元仿真分析，具体分析数据详见表1，不同支撑胶结构在不同条件下形变量及SENER应变能密度数据对比详见图5。

表1不同支撑胶结构轮胎在不同条件下的形变量及SENER应变能密度的对比数据

形变量越大、SENER越大，越容易发生损坏；SENER表示应变能密度，表征一定条件下的能量或发热量；形变量越大、生热越高越容易造成损坏。

表1数据及图5结果显示，本发明支撑胶结构相与传统支撑胶结构相比可有效减小应力集中产生的胎侧胶及支撑胶形变量，并降低生热，无论正常内压还是零气压状态下，都有效提升驾驶安全性能和耐久性能；特别是零内压状态下，最大屈挠出支撑胶的形变量及SENER应变能密度均减小百分之二十以上。

两层支撑胶结构以及三层支撑胶结构虽然某些条件下形变量下及SENER应变能密度降低，但是某些条件下形变量及SENER应变能密度急剧增加，不利于安全行驶。

因此，本发明提供的胎侧加强橡胶层1具有在轮胎径向上交叉复合排列的橡胶层A和橡胶层B，能够无论正常内压还是零气压状态下，都有效提升驾驶安全性能和耐久性能。

以上对本发明所提供的一种泄气保用轮胎进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和中心思想。应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种泄气保用轮胎，其特征在于：包括配置在胎壁部分的胎侧加强橡胶层，所述胎侧加强橡胶层在轮胎胎体的内表面沿轮胎径向延伸，所述胎侧加强橡胶层具有在轮胎径向上交叉复合排列的橡胶层A和橡胶层B，所述橡胶层A和橡胶层B的邵氏硬度不同。

2.如权利要求1所述的泄气保用轮胎，其特征在于：所述橡胶层A和橡胶层B的形状均为近似梯形结构，所述梯形的上底a和下底b之间的长度关系为b＝(1.0-2.0)xa或者a＝(1.0-2.0)xb。

3.如权利要求1所述的泄气保用轮胎，其特征在于：所述橡胶层A、橡胶层B的厚度h为7.0-13.0mm。

4.如权利要求1所述的泄气保用轮胎，其特征在于：所述橡胶层A和橡胶层B的其中任一橡胶层的橡胶硬度SHORE A为65-75，另外一橡胶层的橡胶硬度SHORE A为75-85。

5.权利要求1或4所述的泄气保用轮胎，其特征在于：所述橡胶层A和橡胶层B的其中任一橡胶层的橡胶参数为，拉伸强度≥9，拉断伸长率≥150％，E’(20℃)为3-10，E”(20℃)为0.1-0.3，60℃tanδ值为0.015-0.025；另外一橡胶层的橡胶参数为，拉伸强度≥9，拉断伸长率≥45％，E’(20℃)为11-20，E”(20℃)为0.3-0.6，60℃tanδ值为0.025-0.035。

6.权利要求1或4所述的泄气保用轮胎，其特征在于：所述橡胶层A和/或橡胶层B的数量为3-8个。

Images