CN113799549B - 一种耐磨轮胎花纹 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨轮胎花纹，属于轮胎制造技术领域。沿轮胎胎面周向设置三条沟槽，包括外侧主沟、中间主沟和内侧主沟；所述外侧主沟设置为锯齿型折沟槽，中间主沟设置为阶梯形渐变沟槽，内侧主沟设置为直线型沟槽；所述沟槽深度为d，宽度为w，d/w＝0.85。采用三条主沟，优化花纹沟宽度及深度，通过受力分析，使轮胎接触面受力均匀，提高轮胎的抓地耐磨性能。

Description

一种耐磨轮胎花纹
技术领域
本发明涉及轮胎制造技术领域，具体涉及一种耐磨轮胎花纹。
背景技术
随着汽车轮胎行业的快速发展，人们对汽车轮胎性能的要求也不断提高。随着人们需求的增加，轻型载重汽车轮胎不仅要耐载，耐磨性能，而且舒适、安全，省油等性能也是人们最关心的问题。轻型载重轮胎在行驶过程中，既要保证恶劣路况下优良的操控，耐磨性能，又要保证正常路面上省油，舒适的性能，为广大司机提供良好的驾乘体验。
现有技术中的轮胎胎面花纹无法实现耐磨和湿滑操控性能，并且行驶过程中轮胎以及排水性能差，雨天容易产生侧滑现象，使驾乘者驾乘体验差。
发明内容
本发明针对上述所述的现有技术的轮胎耐磨性能和湿滑操控性能不足的技术问题，提供了一种耐磨轮胎花纹，能够有效提高轮胎的耐磨性能和湿滑操控性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐磨轮胎花纹，沿轮胎胎面周向设置三条沟槽，包括外侧主沟、中间主沟和内侧主沟；
所述外侧主沟设置为锯齿型折沟槽，中间主沟设置为阶梯形渐变沟槽，内侧主沟设置为直线型沟槽；
所述沟槽深度为d，宽度为w，d/w＝0.85。
作为优化，还包括设置在外侧主沟和中间主沟之间的外侧中间块，所述外侧中间块上交替设置凹凸型花纹块和凹凸型沟槽。
作为优化，所述凹凸型沟槽上设置加强筋。
作为优化，还包括设置在中间主沟和内侧主沟之间的内侧中间块，所述内侧中间块上设置Z型沟槽和第一U型沟槽，所述第一U型沟槽通过钢片与内侧主沟连通。
作为优化，还包括设置在轮胎左侧胎肩的左侧胎肩块，左侧胎肩块上内侧设置胎肩凹槽，外侧设置弯刀型沟槽。
作为优化，还包括设置在轮胎右侧胎肩的右侧胎肩块，所述右侧胎肩块上设置第二U型沟槽，两条波浪形钢片连通第二U型沟槽，所述第二U型沟槽外侧设置横向沟槽。
作为优化，所述左侧胎肩块和外侧中间块的海陆比之和为S外，所述右侧胎肩块和内侧中间块的海陆比之和为S内，0.85<S内/S外<1。
本发明相较于现有技术取得了以下技术效果：
1.本花纹采用三条主沟，优化花纹沟宽度及深度，通过受力分析，使轮胎接触面受力均匀，提高轮胎的抓地耐磨性能。
2.外侧中间块采用花纹块互锁+花纹加强筋设计，提高花纹块稳定性及抓地耐磨性能。
3.花纹角度优化，耐磨性能提升。
4.内侧胎肩储水槽通过钢片连通主沟和胎肩横沟提高排水性能的同时保证良好的海陆比，提升轮胎抓地耐磨性能。
5、非对称大花纹块设计，内侧注重排水性能，右侧注重操控性能，内外侧海陆比均达到70％左右，充分保证轮胎与地面接触，优化内外侧海陆比，提高轮胎耐磨性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例轮胎花纹示意图；
图2为本发明中间主沟放大示意图；
其中 1-弯刀型沟槽；2-人字形钢片、3-人字形钢片底端；4-左侧胎肩块；5-胎肩凹槽；6-外侧主沟；7-加强筋；8-凹凸型沟槽；9-Z型钢片；10-凹凸型花纹块；11-中间主沟；12-外侧中间块；13-Z型沟槽；14-第一U型沟槽；15-内侧中间块；16-钢片；17-内侧主沟；18-第二U型沟槽；19-右侧胎肩块；20-波浪形钢片；21-横向沟槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种耐磨轮胎花纹，能够有效提高轮胎的耐磨性能和湿滑操控性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种耐磨轮胎花纹，沿轮胎胎面周向设置三条沟槽，包括外侧主沟6、中间主沟11和内侧主沟17；所述外侧主沟6设置为锯齿型折沟槽，可以提升轮胎行驶操控性能；中间主沟11设置为阶梯形渐变沟槽(如图2所示)，阶梯形渐变沟槽可以防止夹杂异物；内侧主沟17设置为直线型沟槽，提高了排水性能；
所述沟槽深度为d，宽度为w，d/w＝0.85。根据轮胎胎面与地面滚动摩擦力计算公式：
Figure BDA0003312582370000031
其中：
Figure BDA0003312582370000032
L＝c1×w+c2×d
ε为弹性滞后系数，a、b、c1、c2为常数；
Va，Vb分别为轮胎和路面的泊松比；
Ea，Eb分别为轮胎和路面的弹性模量；
R为轮胎接触面到车辆转轴的距离；
L为轮胎接触地面的宽度；
N为负载重量；
控制变量法，除花纹沟宽度w，深度d为变量外，其余均可用作定值计算。通过计算可得出不同w，d数值下F的变化，得出F的最优区间。
以上根据控制变量法，固定w得
d＜8mm 8mm＜d＜10mm d＞10mm
排水性差，耐磨性好 排水性好，耐磨性好 排水性好，耐磨性差
固定d
W<10mm 10mm<W<12mm W>12mm
排水性差，抓地性能好 排水性好，抓地性能好 排水性好，抓地性能差
花纹沟深度对轮胎磨耗影响很大，一定范围内，花纹沟越深，耐磨性越好，但超过一定数值随着花纹沟加深，轮胎与地面接触弹性形变变大，滚阻随着增大耐磨性能变差。通过线性回归分析得知当d/w＝0.85是轮胎性能最优。同时结合本花纹外侧中间块和内侧中间块花纹沟宽度之和为w花纹，需保证w花纹/w>2，以此为条件优化花纹块及花纹沟宽度可提升10％以上的轮胎抓地力。
具体的，还包括设置在外侧主沟6和中间主沟11之间的外侧中间块12，所述外侧中间块12上交替设置凹凸型花纹块10和凹凸型沟槽8，凹凸型花纹块10互锁有效降低轮胎行驶下花纹形变减小花纹异常磨损；所述凹凸型沟槽8上设置加强筋7，进一步加强花纹块之间的强度，降低花纹形变磨损。通过降低花纹形变，滑移卷曲接触面积减小，因花纹块滑动扭曲引起的磨损进而减小，提高耐磨性能。所述凹凸型花纹块10上还设置Z型钢片9，Z型钢片9有利于降低花纹位移减轻花纹位移产生的磨耗，同时提高接地面积提升轮胎耐磨性能
具体的，还包括设置在中间主沟11和内侧主沟17之间的内侧中间块15，所述内侧中间块15上设置横向贯通的Z型沟槽13和第一U型沟槽14，所述第一U型沟槽14通过钢片16与内侧主沟17连通，U型沟槽通过钢片16连接主沟能够快速排出积水提升湿滑性能。
具体的，还包括设置在轮胎左侧胎肩的左侧胎肩块4，左侧胎肩块4上内侧设置打破气流降低花纹噪音的胎肩凹槽5，胎肩凹槽5一端设置人字形钢片2，人字形钢片底端3与胎肩凹槽5连通可以提高排水性能，外侧设置弯刀型沟槽1，同时有助于大花纹散热，防止行驶过程中因花纹块过大摩擦生热产生的热量无法有效的散发，引起花纹损坏提高轮胎使用寿命
具体的，还包括设置在轮胎右侧胎肩的右侧胎肩块19，所述右侧胎肩块19上设置第二U型沟槽18，两条波浪形钢片20连通第二U型沟槽18，所述第二U型沟槽18外侧设置横向沟槽21。通过钢片连接主沟，优化排水的同时，保证与外侧相同的海陆比，减小因左右海陆比差值过大引起的偏磨，提高轮胎耐磨性能。
具体的，所述左侧胎肩块4和外侧中间块12的海陆比之和为S外，所述右侧胎肩块19和内侧中间块15的海陆比之和为S内，0.85<S内/S外<1。采用非对称花纹大海陆比设计，内外两侧海陆比均达到70％左右，充分保证轮胎的接地面积，优化内外两侧海陆比，保证内外海陆比相近，使轮胎受力均，防止因轮胎受力不均匀造成异常磨损，提高轮胎的耐磨性能。
本发明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及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，沿轮胎胎面周向设置三条沟槽，包括外侧主沟(6)、中间主沟(11)和内侧主沟(17)；
所述外侧主沟(6)设置为锯齿型折沟槽，中间主沟(11)设置为阶梯形渐变沟槽，内侧主沟(17)设置为直线型沟槽；
沟槽深度为d，宽度为w，
d/w由以下公式确定：
Figure FDA0004183071670000011
其中，
Figure FDA0004183071670000012
L＝c1*w+c2*d；
ε为弹性滞后系数，a、b、c1、c2为常数；
Va，Vb分别为轮胎和路面的泊松比；
Ea，Eb分别为轮胎和路面的弹性模量；
R为轮胎接触面到车辆转轴的距离；
L为轮胎接触地面的宽度；
N为负载重量；
上述公式中，除d、w以外均为定值，根据控制变量法，计算得到F随d或者w变化的最优范围空间，再通过线性回归计算得到F的最优值，此时轮胎耐磨性能最好。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，d/w＝0.85。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，还包括设置在外侧主沟(6)和中间主沟(11)之间的外侧中间块(12)，所述外侧中间块(12)上交替设置凹凸型花纹块(10)和凹凸型沟槽(8)。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，所述凹凸型沟槽(8)上设置加强筋(7)。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，还包括设置在中间主沟(11)和内侧主沟(17)之间的内侧中间块(15)，所述内侧中间块(15)上设置Z型沟槽(13)和第一U型沟槽(14)，所述第一U型沟槽(14)通过钢片(16)与内侧主沟(17)连通。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，还包括设置在轮胎左侧胎肩的左侧胎肩块(4)，左侧胎肩块(4)上内侧设置胎肩凹槽(5)，外侧设置弯刀型沟槽(1)。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，还包括设置在轮胎右侧胎肩的右侧胎肩块(19)，所述右侧胎肩块(19)上设置第二U型沟槽(18)，两条波浪形钢片(20)连通第二U型沟槽(18)，所述第二U型沟槽(18)外侧设置横向沟槽(21)。
8.根据权利要求7所述的一种耐磨轮胎花纹，其特征在于，所述左侧胎肩块(4)和外侧中间块(12)的海陆比之和为S外，所述右侧胎肩块(19)和内侧中间块(15)的海陆比之和为S内，0.85<S内/S外<1。
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