CN112572065B - 一种高操控性非对称花纹轮胎 - Google Patents

一种高操控性非对称花纹轮胎 Download PDF

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    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Abstract

本发明公开了一种高操控性非对称花纹轮胎，包括胎面，胎面上依次设有内侧肩部花纹块、冠部花纹块、中间花纹块和宽度最大的外侧肩部花纹块；外侧肩部花纹块上偏内侧设有纵向辅助花纹沟；第一外侧肩部花纹块靠近胎肩一侧开设数个第一横向沟槽，第一横向沟槽左端沿周向间隔设有第一横向细小刀槽；第二外侧肩部花纹块上周向间隔开设第二横向沟槽与第三横向沟槽，第二横向沟槽横向贯穿第二外侧肩部花纹块，第三横向沟槽左端封闭。花纹非对称设计，内侧沟槽占比大，提升湿地性能；外侧花纹块大，提升干地制动及操控性；3D倒角沟壁提升行驶稳定性，增大接地面积，降低花纹噪音；中部三条花纹块宽度相近，刚性均衡，提高操控性能和转向响应性能。

Description

一种高操控性非对称花纹轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎结构技术领域，具体地说是一种滑片泵的泵轴连接装置。
背景技术
随着汽车市场的蓬勃发展，以及人们对汽车的要求越来越多样化，各种细分车型不断出现，喜欢驾控的消费者自然会选择一款操控性好的车型。汽车的操控性能不仅影响到驾驶的灵敏准确程度，而且也决定了高速行驶的安全性。而作为汽车唯一与地面接触的轮胎，在操控方面起到至关重要的作用。因此，一款操控性优异的轮胎才能满足人们的驾乘体验。
相关技术中，轮胎的操控性能主要通过胎面配方和胎面花纹来提升，花纹整体走势，花纹块的大小，花纹沟的位置、宽度、角度等等这些因素都会不同程度的影响轮胎的操控性能，相关技术中的花纹设计往往顾此失彼，不能使各个因素有机结合充分发挥其优势。因此，通过对轮胎花纹的设计来提升轮胎的操控性，使各个因素有机的结合，形成一款操控性优异的轮胎，是亟待解决的问题也是轮胎设计师们在不懈追求的目标。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种高操控性非对称花纹轮胎，胎面花纹采用非对称设计，轮胎外侧花纹块较大，提升干地制动性能；轮胎外侧沟槽占比大，提供轮胎的排水性，从而提高轮胎的湿地能；通过轮胎花纹的设计，使胎面上影响轮胎操控性能的各个因素有机结合，有效地提高轮胎的整体操控性能。
本发明采用的技术方案是：
一种高操控性非对称花纹轮胎，包括胎面，所述胎面上依次设有内侧肩部花纹块、冠部花纹块、中间花纹块和外侧肩部花纹块；所述外侧肩部花纹块的宽度均大于内侧肩部花纹块、冠部花纹块和中间花纹块，所述外侧肩部花纹块上偏内侧设有纵向辅助花纹沟，所述纵向辅助花纹沟左侧为第一外侧肩部花纹块、右侧为第二外侧肩部花纹块；所述第一外侧肩部花纹块靠近胎肩一侧开设数个第一横向沟槽，所述第一横向沟槽左端沿周向间隔设有贯穿第一外侧肩部花纹块的第一横向细小刀槽；所述第二外侧肩部花纹块上周向间隔开设第二横向沟槽与第三横向沟槽，所述第二横向沟槽横向贯穿第二外侧肩部花纹块，第三横向沟槽左端封闭。所述第一横向沟槽的长度为第一外侧肩部花纹块宽度的一半；所述第二横向沟槽与第三横向沟槽与水平方向之间的夹角为0-10°。
胎面花纹采用非对称设计，当轮胎安装在车辆上时，外侧肩部花纹块位于轮胎胎面的外侧，内侧肩部花纹块位于轮胎胎面的内侧，外侧肩部花纹块宽度明显大于内侧肩部花纹块，轮胎的外侧花纹块较大、沟槽占比较小，提高轮胎的干地制动性和操控性；内侧沟槽占比较大，可有效提升轮胎的排水性，从而提升其湿地性能；纵向辅助花纹沟的设计在保证轮胎刚性的基础上提高了外侧肩部花纹块的排水性能，使轮胎同时兼顾湿地与干地性能，同时保证轮胎直线行驶稳定性；第一横向沟槽、第一横向细小刀槽、第二横向沟槽与第三横向沟槽的设计保证了花纹块的整体刚性，提高了轮胎的操控性，特别是转弯性能。
优选地，所述第一横向沟槽的宽度和深度由左到右均逐渐增大，第一横向沟槽的上侧壁长度大于下侧壁，所述第一横向沟槽的下侧壁上设有第一3D倒角沟壁；所述第三横向沟槽的上侧壁长度大于下侧壁，所述第二横向沟槽与第三横向沟槽的上侧壁上分别设有第二3D倒角沟壁与第三3D倒角沟壁。3D倒角沟壁的设计有利于提升轮胎高速行驶时的稳定性，增大接地面积，减少制动距离，同时减少花纹块边部振动，降低花纹噪音，提升驾乘舒适性；第一3D倒角沟壁设于第一横向沟槽的下侧壁，第二、第三3D倒角沟壁分别设于第二、第三横向沟槽的上侧壁，3D倒角沟壁不同位置的设计，防止花纹块同一侧同时出现过度磨损。
优选地，所述内侧肩部花纹块与冠部花纹块之间、冠部花纹块与中间花纹块之间、中间花纹块与外侧肩部花纹块之间分别通过纵向主花纹沟分隔开，所述冠部花纹块、中间花纹块与第一外侧肩部花纹块的宽度相近或相等；所述纵向辅助花纹沟的宽度为纵向主花纹沟宽度的1/3。三条纵向主花纹沟加一条纵向辅助花纹沟的设计，通过对花纹沟位置的优化及直线型花纹沟设计，可同时兼顾轮胎的湿地与干地性能，同时保证其直线行驶稳定性；冠部花纹块、中间花纹块与第一外侧肩部花纹块的宽度比例接近1:1:1，使轮胎胎面中部的刚性均衡，接地压力分布更均匀，进一步提高轮胎的操控性能和转向响应性能。纵向主花纹沟沟壁所在平面与竖直面之间具有一定角度，保证了花纹块的稳固性，从而提升了轮胎的操控性。
优选地，所述中间花纹块的中心线位于胎面中心线右侧，所述中间花纹块右侧开设数个第四横向沟槽，所述第四横向沟槽倾斜向上且与胎面中心线的角度为45-60°，所述第四横向沟槽的宽度与深度由左到右逐渐增大。第四横向沟槽的长度为中间花纹块宽度的1/3-1/2；中间花纹块位于胎面中部偏胎面外侧的位置，增大外侧的接地面积，提高操控性；第四横向沟槽为半封闭式沟槽，且宽度与深度渐变，既保证了花纹块的刚性，提高操控性能，又提高了中间花纹块的排水性能，防止发生水滑。
优选地，相邻所述第四横向沟槽之间的中间花纹块侧壁上设有第四3D倒角沟壁，所述第四3D倒角沟壁的宽度由上到下逐渐减小。第四3D倒角沟壁，能减少花纹块边部振动，降低高速行驶过程中轮胎所产生的噪音，提升驾乘舒适性。
优选地，所述冠部花纹块上设有横向贯穿冠部花纹块的第二横向细小刀槽，所述横向细小刀槽上侧壁的右半部上设有第五3D倒角沟壁，所述横向细小刀槽下侧壁的左半部上设有第六3D倒角沟壁。第五3D倒角沟壁、第六3D倒角沟壁的设计有利于轮胎在湿地上行驶时刺破水膜，提高湿地性能、同时防止紧急制动时的异常磨损。
优选地，所述第二横向细小刀槽的宽度为0.8-1.5mm，且倾斜角度与第四横向沟槽的倾斜角度相同。
优选地，相邻所述内侧肩部花纹块之间设有宽度从左到右逐渐减小的第五横向沟槽，所述第五横向沟槽的上侧壁为光滑的弧线、下侧壁由圆弧与直线组成，且下侧壁上设有第七3D倒角沟壁，所述第七3D倒角沟壁的宽度从右到左逐渐减小且延伸到胎肩以下。内侧肩部花纹块明显小于外侧肩部花纹块，且第五横向沟槽的沟槽占比较大，且从右到左宽度逐渐增大，利于轮胎内侧的排水性能；第七3D倒角沟壁宽度从右到左逐渐减小，减少制动时花纹块边部的卷边或掉块。
优选地，所述第五横向沟槽与水平方向之间的夹角为0-10°，所述第五横向沟槽与纵向主花纹沟连通处的宽度为1-2mm，且连通处沟底设有加强筋。加强筋的设计提高了此处轮胎的刚性，提高操控性能。
优选地，所述轮胎胎面的花纹设有多种花纹节距，各花纹节距宽度不同，多种花纹节距沿轮胎周向无规则排列且宽度最大的花纹节距与宽度最小的花纹节距不相邻，有效降低由于节距共振引起的节距噪音，防止轮胎周向刚性变化过大。
与相关技术相比，本发明所提供的一种高操控性非对称花纹轮胎，
1、胎面花纹采用非对称设计，胎面内侧沟槽占比较大，有效提升轮胎的排水性，从而提升其湿地性能；外侧沟槽占比较小，花纹块较大，提升了花纹块整体刚性，从而提升轮胎的干地制动及操控性，特别是转弯性能；
2、冠部花纹块、中间花纹块与第一外侧肩部花纹块的宽度比例接近1:1:1，使轮胎胎面中部的刚性均衡，接地压力分布更均匀，进一步提高轮胎的操控性能和转向响应性能；
3、各处的3D倒角沟壁设计，有利提升高速行驶稳定性，增大胎面接地面积，减少制动距离，同时减少花纹块边部振动，降低花纹噪音，提升驾乘舒适性；
4、三条纵向主花纹沟加一条纵向辅助花纹沟的设计，通过对花纹沟位置的优化及直线型花纹沟设计，可同时兼顾轮胎的湿地与干地性能，同时保证其直线行驶稳定性。
5、冠部花纹块上开设大角度倾斜的第二横向细小刀槽，且第二横向细小刀槽两侧壁上约一半的宽度处分别做3D倒角沟壁处理，有利于刺破水膜，提高湿地性能、同时防止紧急制动时轮胎异常磨损；
6、胎面花纹设有多种花纹节距，各花纹节距宽度按一定的比例设置；各花纹节距沿轮胎周向无规则排列有效降低由于节距共振引起的节距噪音；避免最大与最小花纹节距相邻，防止轮胎周向刚性变化过大，保证轮胎的行驶稳定性，提高操控性能；
7、纵向主花纹沟沟壁所在平面与竖直面之间具有一定角度，保证了花纹块的稳固性，从而提升了轮胎的操控性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中G框中的放大结构示意图；
图3为图1中A-A方向的截面结构示意图；
图4为图1中B-B、B’-B’方向的截面结构示意图；
图5为图1中C-C、D-D、E-E、F-F方向的截面结构示意图。
附图标记：1、内侧肩部花纹块；2、冠部花纹块；3、中间花纹块；31、第四3D倒角沟壁；4、外侧肩部花纹块；41、第一外侧肩部花纹块；42、第二外侧肩部花纹块；5、纵向辅助花纹沟；6、胎肩；7、第一横向沟槽；71、第一3D倒角沟壁；8、第一横向细小刀槽；9、第二横向沟槽；91、第二3D倒角沟壁；10、第三横向沟槽；101、第三3D倒角沟壁；11、纵向主花纹沟；12、胎面中心线；13、第四横向沟槽；14、第二横向细小刀槽；141、第五3D倒角沟壁；142、第六3D倒角沟壁；15、第五横向沟槽；151、第七3D倒角沟壁；16、加强筋。
具体实施方式
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对本发明作进一步的详细说明。
一种高操控性非对称花纹轮胎，包括胎面，如图1所示，所述胎面上依次设有内侧肩部花纹块1、冠部花纹块2、中间花纹块3和外侧肩部花纹块4；所述外侧肩部花纹块4的宽度均大于内侧肩部花纹块1、冠部花纹块2和中间花纹块3，所述外侧肩部花纹块4上偏内侧设有纵向辅助花纹沟5，所述纵向辅助花纹沟5左侧为第一外侧肩部花纹块41、右侧为第二外侧肩部花纹块42；所述第一外侧肩部花纹块41靠近胎肩6一侧开设数个第一横向沟槽7，所述第一横向沟槽7左端沿周向间隔设有贯穿第一外侧肩部花纹块41的第一横向细小刀槽8；所述第二外侧肩部花纹块42上周向间隔开设第二横向沟槽9与第三横向沟槽10，所述第二横向沟槽9横向贯穿第二外侧肩部花纹块42，第三横向沟槽10左端封闭。所述第一横向沟槽7的倾斜角度较小且长度为第一外侧肩部花纹块41宽度的一半；如图2所示，所述第二横向沟槽9与第三横向沟槽10与水平方向之间的夹角为α，α取值为0-10°。
如图1所示，所述第一横向沟槽7的宽度和深度由左到右均逐渐增大，第一横向沟槽7的上侧壁长度大于下侧壁，所述第一横向沟槽7的下侧壁上设有第一3D倒角沟壁71；所述第一3D倒角沟壁71宽度由右到左逐渐减小；所述第三横向沟槽10的上侧壁长度大于下侧壁，所述第二横向沟槽9与第三横向沟槽10的上侧壁上分别设有第二3D倒角沟壁91与第三3D倒角沟壁101；第二3D倒角沟壁91与第三3D倒角沟壁101的宽度从左到右逐渐减小；第一横向沟槽7、第二横向沟槽9与第三横向沟槽10的截面结构示意图均如图5所示，图中X5为各个3D倒角沟壁在胎面平面内的宽度，其值为相应变化值，由1.2mm逐渐减小至0；X6为各个3D倒角沟壁在垂直方向的深度，其值为定值。
所述内侧肩部花纹块1与冠部花纹块2之间、冠部花纹块2与中间花纹块3之间、中间花纹块3与外侧肩部花纹块4之间分别通过纵向主花纹沟11分隔开，所述冠部花纹块2、中间花纹块3与第一外侧肩部花纹块41的宽度相近或相等；所述纵向辅助花纹沟5的宽度为纵向主花纹沟11宽度的1/3。
如图1-2所示，所述中间花纹块3的中心线位于胎面中心线12右侧，所述中间花纹块3右侧开设数个第四横向沟槽13，所述第四横向沟槽13倾斜向上且与胎面中心线12的角度为β，β取值为45-60°，所述第四横向沟槽13的宽度与深度由左到右逐渐增大。第四横向沟槽13的长度为中间花纹块3宽度的1/3-1/2。
相邻所述第四横向沟槽13之间的中间花纹块3侧壁上设有第四3D倒角沟壁31，所述第四3D倒角沟壁31的宽度由上到下逐渐减小；如图3所示为中间花纹块右侧的纵向主花纹沟11的截面结构示意图，图中X1为第四3D倒角沟壁31的横向宽度，其值沿中间花纹块3从上到下由3mm逐渐减小至0；X2为第四3D倒角沟壁31在垂直方向的深度，其值为定值。
所述冠部花纹块2上设有横向贯穿冠部花纹块2的第二横向细小刀槽14，所述横向细小刀槽14上侧壁的右半部上设有第五3D倒角沟壁141，所述横向细小刀槽14下侧壁的左半部上设有第六3D倒角沟壁142；如图4所示为第二横向细小刀槽14在其右半部或左半部的截面结构示意图，图中X3为第五3D倒角沟壁141或第六3D倒角沟壁142在胎面平面内的宽度，其值为定值；X4为第五3D倒角沟壁141或第六3D倒角沟壁142在垂直方向的深度，其值为定值。
如图1-2所示，所述第二横向细小刀槽14的宽度为L1，L1取值为0.8-1.5mm，且倾斜角度为γ，γ与第四横向沟槽的倾斜角度β相同。
相邻所述内侧肩部花纹块1之间设有宽度从左到右逐渐减小的第五横向沟槽15，所述第五横向沟槽15的上侧壁为光滑的弧线、下侧壁由圆弧与直线组成，且所述第五横向沟槽15的下侧壁上设有第七3D倒角沟壁151，所述第七3D倒角沟壁151的宽度从右到左逐渐减小且延伸到胎肩6以下；第五横向沟槽15的截面结构示意图如图5所示，图中X5为第七3D倒角沟壁151在胎面平面内的宽度，其值沿第五横向沟槽15下侧壁从右到左由1.2mm逐渐减小至0；X6为第七3D倒角沟壁151在垂直方向的深度，其值为定值。
所述第五横向沟槽15与水平方向之间的夹角为θ，θ取值为0-10°，所述第五横向沟槽15与纵向主花纹沟11连通处的宽度为L2，L2取值为1-2mm，且连通处沟底设有加强筋16。
所述轮胎胎面的花纹设有多种花纹节距，各花纹节距宽度不同，多种花纹节距沿轮胎周向无规则排列且宽度最大的花纹节距与宽度最小的花纹节距不相邻。在本实施例中，轮胎花纹设有五种花纹节距。纵向主花纹沟11沟壁所在平面与竖直面之间具有一定角度，保证了花纹块的稳固性，从而提升了轮胎的操控性。
将本发明的一种高操控性非对称花纹轮胎的胎面花纹进行分区，如图1所示，内侧肩部花纹块1为a区域、冠部花纹块2为b区域、中间花纹块3为c区域、外侧肩部花纹块4为d区域，对本发明提供的一种高操控性非对称花纹轮胎与相关技术中具有四区域花纹块的轮胎的花纹块的刚性，包括横向刚性、纵向刚性、扭转刚性，进行计算机仿真分析，仿真结果见表1、表2。
表1胎面花纹各区域的花纹刚性对比表
Figure BDA0002874182740000061
花纹块刚性的大小与轮胎的操控性成正相关，特别是横向刚性和扭转刚性。因此，花纹块刚性越大，表明其操控性越好。从表1可看出，在不考虑实际接地形状时，理论上本发明实施例的轮胎花纹横向刚性、纵向刚性在a、b、c、d四个区域均大于相关技术中具有此四个区域的轮胎，尤其是中心区域c区域及外侧肩部区域d区域。
表2接地面积内的花纹刚性对比表
Figure BDA0002874182740000062
从表2可看出，本发明的一种高操控性非对称花纹轮胎的胎面花纹在轮胎接地面积内，花纹块的横向刚性、纵向刚性、扭转刚性较相关技术的轮胎均有明显提升，特别是表征转向性能的扭转刚性，提升明显。
以上仿真结果表明，本发明提供的一种高操控性非对称花纹轮胎的操控性能与相关技术相比具有明显的提升。
以上对本发明所提供的一种高操控性非对称花纹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，所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。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 (8)

1.一种高操控性非对称花纹轮胎，包括胎面，其特征在于，所述胎面上依次设有内侧肩部花纹块、冠部花纹块、中间花纹块和外侧肩部花纹块；所述外侧肩部花纹块的宽度均大于内侧肩部花纹块、冠部花纹块和中间花纹块，所述外侧肩部花纹块上偏内侧设有纵向辅助花纹沟，所述纵向辅助花纹沟左侧为第一外侧肩部花纹块、右侧为第二外侧肩部花纹块；所述第一外侧肩部花纹块靠近胎肩一侧开设数个第一横向沟槽，所述第一横向沟槽左端沿周向间隔设有贯穿第一外侧肩部花纹块的第一横向细小刀槽；所述第二外侧肩部花纹块上周向间隔开设第二横向沟槽与第三横向沟槽，所述第二横向沟槽横向贯穿第二外侧肩部花纹块，第三横向沟槽左端封闭；
所述冠部花纹块上设有横向贯穿冠部花纹块的第二横向细小刀槽，所述横向细小刀槽上侧壁的右半部上设有第五3D倒角沟壁，所述横向细小刀槽下侧壁的左半部上设有第六3D倒角沟壁；
所述第一横向沟槽的宽度和深度由左到右均逐渐增大，第一横向沟槽的上侧壁长度大于下侧壁，所述第一横向沟槽的下侧壁上设有第一3D倒角沟壁；所述第三横向沟槽的上侧壁长度大于下侧壁，所述第二横向沟槽与第三横向沟槽的上侧壁上分别设有第二3D倒角沟壁与第三3D倒角沟壁。
2.根据权利要求1所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，所述内侧肩部花纹块与冠部花纹块之间、冠部花纹块与中间花纹块之间、中间花纹块与外侧肩部花纹块之间分别通过纵向主花纹沟分隔开，所述冠部花纹块、中间花纹块与第一外侧肩部花纹块的宽度相近或相等；所述纵向辅助花纹沟的宽度为纵向主花纹沟宽度的1/3。
3.根据权利要求1所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，所述中间花纹块的中心线位于胎面中心线右侧，所述中间花纹块右侧开设数个第四横向沟槽，所述第四横向沟槽倾斜向上且与胎面中心线的角度为45-60°，所述第四横向沟槽的宽度与深度由左到右逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，相邻所述第四横向沟槽之间的中间花纹块侧壁上设有第四3D倒角沟壁，所述第四3D倒角沟壁的宽度由上到下逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，所述第二横向细小刀槽的宽度为0.8-1.5mm，且倾斜角度与第四横向沟槽的倾斜角度相同。
6.根据权利要求1所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，相邻所述内侧肩部花纹块之间设有宽度从左到右逐渐减小的第五横向沟槽，所述第五横向沟槽的上侧壁为光滑的弧线、下侧壁由圆弧与直线组成，且下侧壁上设有第七3D倒角沟壁，所述第七3D倒角沟壁的宽度从右到左逐渐减小且延伸到胎肩以下。
7.根据权利要求6所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，所述第五横向沟槽与水平方向之间的夹角为0-10°，所述第五横向沟槽与纵向主花纹沟连通处的宽度为1-2mm，且连通处沟底设有加强筋。
8.根据权利要求1所述的一种高操控性非对称花纹轮胎，其特征在于，所述轮胎胎面的花纹设有多种花纹节距，各花纹节距宽度不同，多种花纹节距沿轮胎周向无规则排列且宽度最大的花纹节距与宽度最小的花纹节距不相邻。
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