CN112590462A - 一种充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充气轮胎，包括于轮胎胎面周向成形的中间花纹筋、次中间花纹筋和肩部花纹筋，包括中间周向主沟，该中间周向主沟形成于所述中间花纹筋与次中间花纹筋之间，所述中间周向主沟深度为DG1；次中间周向主沟，该次中间周向主沟形成于所述次中间花纹筋与肩部花纹筋之间，所述次中间周向主沟深度为DG2；斜沟槽，所述斜沟槽开设在相邻的次中间花纹块之间；所述中间周向主沟深度DG1大于次中间周向主沟深度DG2。本发明通过对横纵沟槽的优化设计，使得沟槽的边缘效应对轮胎制动力贡献，从而缩短干、湿地制动距离，同时避免轮胎花纹刚性过于降低造成对轮胎操稳性能的影响以及沟槽数量过多产生的噪音。

Description

一种充气轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体为一种充气轮胎。
背景技术
现有技术中采用的轮胎胎面设计中一般针对沟槽、花纹块样式等作出调整，例如，通过增加胎面周向的细沟数量，但该种设计会牺牲花纹的整体侧向刚度，造成车辆在较大角度侧偏时操稳的抓地力不足问题，同时轮胎的响应不佳，另一方面，轮胎在经过一段时间后，沟槽的边缘会不断的磨损，造成整体花纹块接触地面压缩时，沟槽两侧壁不能如初始设计的良好接触，从而在后期无法发挥良好的制动效果。综上，现有技术中缺乏一种可有效提高轮胎使用性能的轮胎。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充气轮胎，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：一种充气轮胎，包括于轮胎胎面周向成形的中间花纹筋、次中间花纹筋和肩部花纹筋，所述次中间花纹筋上形成有次中间花纹块，该次中间花纹块沿所述轮胎胎面的周向均布排列，包括中间周向主沟，该中间周向主沟形成于所述中间花纹筋与次中间花纹筋之间，并沿轮胎胎面周向布置，所述中间周向主沟深度为DG1；次中间周向主沟，该次中间周向主沟形成于所述次中间花纹筋与肩部花纹筋之间，并沿轮胎胎面周向布置，所述次中间周向主沟深度为DG2；斜沟槽，所述斜沟槽开设在相邻的次中间花纹块之间，该斜沟槽由连续的多段的圆弧槽构成；其中，所述中间周向主沟深度DG1大于次中间周向主沟深度DG2。
所述斜沟槽由三段相切的圆弧槽构成。
所述斜沟槽于轮胎胎面由内侧向外侧依次形成有一段圆弧槽、二段圆弧槽和三段圆弧槽，所述一段圆弧槽的半径为LR1，所述二段圆弧槽的半径为LR2，所述三段圆弧槽的半径为LR3，其中，三段相切圆弧槽的半径满足：LR2＜LR3＜LR1。
所述中间花纹筋沿轮胎胎面的横向宽度为R1W，所述次中间花纹筋沿轮胎胎面的横向宽度为R2W，所述肩部花纹筋沿轮胎胎面的横向宽度为R3W，其中，1.03≤R2W/R1W≤1.06；1.52≤R3W/R1W≤1.87。
所述中间周向主沟的宽度为G1W，所述次中间周向主沟的宽度为G2W，所述轮胎胎面的宽度为TW，其中，0.05≤G1W/TW≤0.07，1≤G1W/G2W≤1.2。
所述中间周向主沟深度和次中间周向主沟深度满足：0.3mm≤DG1-DG2≤0.6mm。
所述斜沟槽的两端分别连通至中间周向主沟和次中间周向主沟，且，靠近中间周向主沟一侧的斜沟槽端口处至靠近次中间周向主沟一侧的圆弧槽端口处形成有相对于轮胎胎面连续降低的坡面结构。
位于所述中间周向主沟一侧的圆弧槽端口的槽深为DR1，位于所述次中间周向主沟一侧的圆弧槽端口的槽深为DR2，其中，DR2＞DR1，并满足0.6≤DR2/DG2≤0.8，0.25≤DR1/DG1≤0.40。
由上述技术方案可知，本发明通过对横纵沟槽的优化设计，使得沟槽的边缘效应对轮胎制动力贡献，从而缩短干、湿地制动距离，同时避免轮胎花纹刚性过于降低造成对轮胎操稳性能的影响以及沟槽数量过多产生的噪音。
附图说明
图1为本发明轮胎胎面结构示意图；
图2为本发明轮胎胎面剖视图；
图3为本发明斜沟槽结构示意图；
图4为本发明次中间花纹筋的坡面结构示意图；
图5为本发明肩部花纹筋的浅沟过渡段结构示意图；
图6为本发明中间花纹筋结构示意图；
图7为本发明中间花纹筋另一结构示意图。
图中，10中间周向主沟、12次中间周向主沟、14中间花纹筋、16次中间花纹筋、18肩部花纹筋、22斜沟槽、24肩部花纹筋横沟槽、24A沟槽一、24B沟槽二、26肩部钢片槽、26A钢片槽一、26B钢片槽二、30中间花纹块、32次中间花纹块、34肩部花纹块、40交错钢片槽。
具体实施方式
除非另外专门定义，本文使用的所有技术和科学术语都与相关领域普通技术人员的通常理解具有相同的含义。为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有更进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参阅图1和图2，图1为本发明一实施例的轮胎胎面结构示意图，图2为图1的中的胎面宽度方向的剖视图。根据本发明一实施例的充气轮胎，包括于轮胎胎面周向成形的中间花纹筋14、次中间花纹筋16和肩部花纹筋18，其中，于中间花纹筋14上形成有中间花纹块30，于次中间花纹筋16上形成有次中间花纹块32，于肩部花纹筋18上形成有肩部花纹块。
本案通过对轮胎胎面的花纹块、沟槽重新设计，以达到良好的轮胎使用性能，具体如下：
一、主沟的深度设计
请参阅图1和图2，图1为本发明一实施例的轮胎胎面结构示意图，图2为图1的中的胎面宽度方向的剖视图。
包括：
中间周向主沟10，该中间周向主沟10形成于所述中间花纹筋14与次中间花纹筋16之间，并沿轮胎胎面周向布置，所述中间周向主沟10深度为DG1；次中间周向主沟12，该次中间周向主沟12形成于所述次中间花纹筋16与肩部花纹筋18之间，并沿轮胎胎面周向布置，所述次中间周向主沟12深度为DG2；
于本实施例中，所述中间周向主沟10深度DG1大于次中间周向主沟12深度DG2。这里，通过限定中间周向主沟10的深度大于次中间周向主沟12的深度，即可有效的使轮胎胎面突出接地印痕中间花纹筋14的长度加长，本领域技术人员即可理解为，接地的中间花纹筋14长度加长便可有利于缩短制动距离，同时能确保肩部花纹块34的刚性，有效的防止肩部花纹块34的磨损，提高轮胎的使用效果。其进一步的优化方案在于，所述中间周向主沟10的深度和次中间周向主沟12的深度满足：0.3mm≤DG1-DG2≤0.6mm，应当理解为，该范围涵盖其中所有点值，例如但不限于0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm等。传统的设计方案中采用的设计方案为DG1＝DG2；于实作中，以轮胎型号225/50R17 94V为例，其DG1＝DG2，并在位于中间花纹筋14的接地长度为107.8mm，通过采用对其中间周向主沟10的深度和次中间周向主沟12的深度的优化，于实作中，当DG1-DG2＝0.4mm时，中间花纹筋14的接地长度达到了116.5mm，如下通过表格：
Figure BDA0002854618040000041
由上表格可知，当0.3mm≤DG1-DG2≤0.6mm时，其轮胎在100km/h-0干地制动距离和80km/h-0湿地制动距离均小于其它范围值意外的数值对比例，同时，由于中间周向主沟10深度DG1大于次中间周向主沟12深度DG2，使得肩部花纹块磨损指数均大于100，而对比例中的肩部花纹块磨损指数均小于100，这里，本领域技术人员可以理解为，所述的肩部花纹块磨损指数指数越大，意味着其耐磨性越高。
二、次中间花纹筋的沟槽设计
请参见图3，图3为本发明一实施例斜沟槽22的结构示意图，该示意图中示出了由多段的圆弧槽构成的具有连续性的斜沟槽22。
包括：
斜沟槽22，所述斜沟槽22开设在相邻的次中间花纹块32之间，该斜沟槽22由连续的多段的圆弧槽构成，这里，本领域技术人员即可理解为，传统的技术领域中，位于轮胎胎面上所形成的沟槽一般为单一的直线或圆弧构成，而本案采用连续的多段的圆弧槽即为具有不同变曲率的圆弧槽构成的斜沟槽22，该种设置有利于抑制制动时斜沟槽22边缘的卷曲及翘曲程度，有利于确保斜沟槽22的边缘效应，从而确保干、湿地路面良好的制动性能。
另外，本实施例的进一步优化方案在于，所述斜沟槽22由三段相切的圆弧槽构成，本实施例通过进一步的优化为三段变曲率的圆弧槽，从而有效的提高了制动时斜沟槽22边缘的卷曲及翘曲程度，有利于确保横沟的边缘效应；所述斜沟槽22于轮胎胎面由内侧向外侧依次形成有一段圆弧槽、二段圆弧槽和三段圆弧槽，所述一段圆弧槽的半径为LR1，所述二段圆弧槽的半径为LR2，所述三段圆弧槽的半径为LR3，其中，三段相切圆弧槽的半径满足：LR2＜LR3＜LR1，通过该种变曲率的优化调整，可将位于次中间花纹筋16上的斜沟槽22达到最佳的使用状态，下面，结合实验作出详细说明，如下通过表格：
Figure BDA0002854618040000051
Figure BDA0002854618040000061
由上表可知，实施例1和实施例2在满足LR2＜LR3＜LR1时，其100km/h-0干地制动距离均优于对比例1、2和3的制动距离，同时，横沟边缘的翘曲程度也相对较小。
三、花纹筋的宽度设计
请回至图1，于本实施例中，所述中间花纹筋14沿轮胎胎面的横向宽度为R1W，所述次中间花纹筋16沿轮胎胎面的横向宽度为R2W，所述肩部花纹筋18沿轮胎胎面的横向宽度为R3W，其中，1.03≤R2W/R1W≤1.06；1.52≤R3W/R1W≤1.87，同时，轮胎花纹节的总数P_Num按66≤P_Num≤75范围内设计；
当R2W/R1W＞1.06，中间花纹筋刚性不足，不利车辆直线操稳性能；
当R3W/R1W＞1.87，肩部花纹块刚性过大，同样不利于于车辆直线操稳性能；
当P_Num＞75，则横沟槽过多，花纹刚性不足，不利于发挥横沟的边缘效应；
当P_Num＜66，则花纹块刚性过大，轮胎的花纹撞击噪音会过大。
四、主沟宽度设计
包括：
中间周向主沟10，所述中间周向主沟10的宽度为G1W；
次中间周向主沟12，所述次中间周向主沟12的宽度为G2W；
轮胎胎面，所述所述轮胎胎面的宽度为TW；
为了确保轮胎胎面具有良好的排水性能，0.05≤G1W/TW≤0.07，1≤G1W/G2W≤1.2，其中；。
当G1W/TW＜0.05时，中间沟太窄，不利于湿地排水；
当G1W/TW＞0.07中间沟太宽，牺牲海陆比，胎面花纹整体刚性无法保证，不利于操控性能；
当G1W/G2W＜1或G1W/G2W＞1.2，肩部花纹块34与中间花纹块30的刚性过渡不均匀，容易造成异常磨损。
五、斜沟槽22与主沟的协同设计
如图4所示，图4示出了本发明一实施例的次中间花纹块的坡面结构示意图，于本实施例中，为了保证次中间花纹块30的刚性均匀过渡、辅助中间花纹块30确保车辆操作稳定性以及确保湿地行驶时良好的排水性能和抓地力，所述的斜沟槽22的两端分别连通至中间周向主沟10和次中间周向主沟12，且，靠近中间周向主沟10一侧的斜沟槽22端口处至靠近次中间周向主沟12一侧的斜沟槽22端口处形成有相对于轮胎胎面连续降低的坡面结构。这里本领域技术人员即可理解为该坡面结构设置为具有预设倾斜角的平面破体结构，其进一步的方案在于，位于所述中间周向主沟10一侧的斜沟槽22端口的槽深为DR1，位于所述次中间周向主沟12一侧的斜沟槽22端口的槽深为DR2，其中，DR2＞DR1，并满足0.6≤DR2/DG2≤0.8，0.25≤DR1/DG1≤0.40。应当理解为，0.6≤DR2/DG2≤0.8的范围涵盖其中所有点值，例如但不限于0.6、0.7、0.8等，0.25≤DR1/DG1≤0.40的范围涵盖其中所有点值，例如但不限于0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40等；
当0.25≤DR1/DG1≤0.40时，可维持次中间花纹块的刚性均匀过渡，辅助中间花纹块确保车辆操稳性能；
当0.6≤DR2/DG2≤0.8，维持一定沟深度，确保湿地行驶时及时通畅排水确保湿地面抓地力，稳定操控。
下面，结合实验作出详细说明，如下通过表格：
Figure BDA0002854618040000081
由上表可知，当DR1、DG1的约束关系满足DR1/DG1＝0.25，且DR2、DG2的约束关系DR2/DG2＝0.65时，其关于100km/h-0干地制动距离、干地操稳性能和湿地操稳性能的综合性能最优。
六、浅沟过渡段设计
请参见图5，图5示出了本发明肩部花纹筋18的浅沟过渡段的结构示意图，在本案中，于肩部花纹筋18上开设有横向的肩部花纹筋横沟槽24，该肩部花纹筋横沟槽24在靠近次中间周向主沟12的一侧形成有一段浅沟过渡段，所述的浅沟过渡段的宽度表示为SBW，其表面为水平面，且该水平面距所述轮胎胎面的深度的DR3，于该肩部花纹筋横沟槽24的外侧段的深度为DR4，并满足DR3＜DR4；同时，满足0.2≤DR3/DG2≤0.6；
当DR3/DG2＞0.6时，不利肩部花纹块刚性加强，不利于制动且易加快肩部磨损；
当DR3/DG2＜0.2时，则由花纹横沟造成的花纹噪音中泵浦效应增强，轮胎噪音差。
如下通过表格：
Figure BDA0002854618040000091
由上表可知，当DR3、DG2的约束关系满足DR3/DG2＝0.4、DR3＝2.8mm、DR4＝5mm时，其关于干地制动距离、肩部花纹块磨损指数以及噪音值的综合性能最优。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种充气轮胎，包括于轮胎胎面周向成形的中间花纹筋、次中间花纹筋和肩部花纹筋，所述次中间花纹筋上形成有次中间花纹块，该次中间花纹块沿所述轮胎胎面的周向均布排列，其特征在于，包括：
中间周向主沟，该中间周向主沟形成于所述中间花纹筋与次中间花纹筋之间，并沿轮胎胎面周向布置，所述中间周向主沟深度为DG1；
次中间周向主沟，该次中间周向主沟形成于所述次中间花纹筋与肩部花纹筋之间，并沿轮胎胎面周向布置，所述次中间周向主沟深度为DG2；
斜沟槽，所述斜沟槽开设在相邻的次中间花纹块之间，该斜沟槽由连续的多段的圆弧槽构成；
其中，所述中间周向主沟深度DG1大于次中间周向主沟深度DG2。
2.根据权利要求1所述的一种充气轮胎，其特征在于：所述斜沟槽由三段相切的圆弧槽构成。
3.根据权利要求2所述的一种充气轮胎，其特征在于：所述斜沟槽于轮胎胎面由内侧向外侧依次形成有一段圆弧槽、二段圆弧槽和三段圆弧槽，所述一段圆弧槽的半径为LR1，所述二段圆弧槽的半径为LR2，所述三段圆弧槽的半径为LR3，其中，三段相切圆弧槽的半径满足：LR2＜LR3＜LR1。
4.根据权利要求1所述的一种充气轮胎，其特征在于：所述中间花纹筋沿轮胎胎面的横向宽度为R1W，所述次中间花纹筋沿轮胎胎面的横向宽度为R2W，所述肩部花纹筋沿轮胎胎面的横向宽度为R3W，其中，1.03≤R2W/R1W≤1.06；1.52≤R3W/R1W≤1.87。
5.根据权利要求1所述的一种充气轮胎，其特征在于：所述中间周向主沟的宽度为G1W，所述次中间周向主沟的宽度为G2W，所述轮胎胎面的宽度为TW，其中，0.05≤G1W/TW≤0.07，1≤G1W/G2W≤1.2。
6.根据权利要求1所述的一种充气轮胎，其特征在于：所述中间周向主沟深度和次中间周向主沟深度满足：0.3mm≤DG1-DG2≤0.6mm。
7.根据权利要求1所述的一种充气轮胎，其特征在于：所述斜沟槽的两端分别连通至中间周向主沟和次中间周向主沟，且，靠近中间周向主沟一侧的斜沟槽端口处至靠近次中间周向主沟一侧的圆弧槽端口处形成有相对于轮胎胎面连续降低的坡面结构。
8.根据权利要求7所述的一种充气轮胎，其特征在于：位于所述中间周向主沟一侧的圆弧槽端口的槽深为DR1，位于所述次中间周向主沟一侧的圆弧槽端口的槽深为DR2，其中，DR2＞DR1，并满足0.6≤DR2/DG2≤0.8，0.25≤DR1/DG1≤0.40。
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