CN113895182A - 一种低滚动阻力轮胎、车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种低滚动阻力轮胎、车辆，涉及轮胎技术领域。低滚动阻力轮胎的扁平率为0.70，低滚动阻力轮胎的上胎侧由第一圆弧段组成，低滚动阻力轮胎的下胎侧由第二圆弧段和第三圆弧段组成，且第二圆弧段靠近第一圆弧段。本申请的低滚动阻力轮胎的上胎侧以半径为R1的第一圆弧段组成，下胎侧以半径为R2的第二圆弧段和半径为R3的第三圆弧段组成，有利于提高胎侧的侧向刚性和弹性，从而降低滚动阻力。同时，本申请的低滚动阻力轮胎的行驶面宽度增加，有利于提高轮胎的操纵稳定性。

Description

一种低滚动阻力轮胎、车辆
技术领域
本申请涉及轮胎技术领域，具体而言，涉及一种低滚动阻力轮胎、车辆。
背景技术
气候变化、能源和环境问题是人类社会共同面对的长期问题。电动汽车具有良好的节能减排特性，经过十年一剑的历程，电动汽车行业已经开始从研究开发的阶段进入了产业化的阶段，冉冉升起的电动汽车产业正在呈现出蓬勃的生机。
电动汽车的发展和应用受制于电池偏低的能量密度，因此降低整车能耗和提升续驶里程成为研究热点，而采用低滚动阻力轮胎是提升电动汽车续驶里程的一个快捷有效的方法，电动汽车轮胎设计和匹配应与整车性能的研究相结合。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种低滚动阻力轮胎、车辆，其在保证操纵稳定性的前提下，具有较低的滚动阻力。
第一方面，本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎，低滚动阻力轮胎的扁平率为0.70，低滚动阻力轮胎的上胎侧由第一圆弧段组成，低滚动阻力轮胎的下胎侧由第二圆弧段和第三圆弧段组成，且第二圆弧段靠近第一圆弧段。
第一圆弧段的半径为R1，第二圆弧段的半径为R2，第三圆弧段的半径为R3。
轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.71～0.80。
在上述实现过程中，本申请的低滚动阻力轮胎的上胎侧以半径为R1的第一圆弧段组成，下胎侧以半径为R2的第二圆弧段和半径为R3的第三圆弧段组成，有利于提高胎侧的侧向刚性和弹性，从而降低滚动阻力。同时，本申请的低滚动阻力轮胎的行驶面宽度增加，有利于提高轮胎的操纵稳定性。
在一种可能的实施方案中，轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73～0.78。
在上述实现过程中，当轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73～0.78时，胎侧的侧向刚性和弹性更好，轮胎的滚动阻力更低。
在一种可能的实施方案中，轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73。
在一种可能的实施方案中，低滚动阻力轮胎的断面宽度为标准值～标准值+4。
在上述实现过程中，本申请的低滚动阻力轮胎的断面宽度增加，有利于提高轮胎的纵向刚性，从而降低滚动阻力。
在一种可能的实施方案中，低滚动阻力轮胎的上胎侧高度和下胎侧高度的比值为0.8～0.99。
在上述实现过程中，本申请的低滚动阻力轮胎的上胎侧高度和下胎侧高度的比值减小，有利于增大上胎侧的弹性，而轮胎变形减小，从而降低滚动阻力。
在一种可能的实施方案中，低滚动阻力轮胎的上胎侧高度和下胎侧高度的比值为0.85～0.95。
在一种可能的实施方案中，低滚动阻力轮胎的胎肩连接弧的半径为30～40mm。
在上述实现过程中，本申请的低滚动阻力轮胎的胎肩连接弧的半径增大，使轮胎的圆度增加，其翻转的力臂减小，从而降低滚动阻力。
在一种可能的实施方案中，低滚动阻力轮胎的带束层的角度为26～30°。
在上述实现过程中，本申请的低滚动阻力轮胎的带束层的角度增大，有利于提高轮胎的纵向刚性，从而降低滚动阻力。
在一种可能的实施方案中，低滚动阻力轮胎的带束层的角度为30°。
第二方面，本申请实施例提供一种车辆，其包括上述的低滚动阻力轮胎。
在上述实现过程中，本申请的车辆采用前述的低滚动阻力轮胎，其具有较低的能耗，较好的操纵稳定性能和较高的安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请的低滚动阻力轮胎的局部示意图；
图2为现有轮胎的局部示意图；
图3为计算本申请的低滚动阻力轮胎的R1的位置关系图。
图标：100-低滚动阻力轮胎；110-上胎侧；111-第一圆弧段；120-下胎侧；121-第二圆弧段；122-第三圆弧段；200-现有轮胎；211-第四圆弧段；212-切线段；221-第五圆弧段；222-第六圆弧段；223-第七圆弧段。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
轮胎对于电动汽车的整车能耗与操纵稳定性能意义重大，是电动汽车动力性以及制动性能的保障。轮胎的滚动阻力降低，有利于降低汽车的能耗，轮胎的操纵稳定性能提高，有利于提升汽车的安全性。
现有降低轮胎滚动阻力的技术路线包括：
(1)采用轻质材料减小轮胎质量。
(2)减小轮胎材料的滞后损失；从配方材料和配方组分(配比)实现降低胶料的滞后损失，主要通过改进胎面胶来降低能耗。现如今，减小轮胎材料的滞后损失来降低轮胎滚动阻力系数的手段是增加轮胎中的有机硅能，向橡胶中添加白炭黑；带束层选用高强度的钢丝，胎体层选用新型高性能纤维材料。
(3)轮胎结构；带束层宽度大于行驶面宽度。
(4)胎面花纹；花纹为纵向花纹沟。
以下针对本申请实施例的一种低滚动阻力轮胎、车辆进行具体说明：
本申请提供一种低滚动阻力轮胎100，低滚动阻力轮胎100的扁平率为0.70，即70系列半钢子午线轮胎，适配车辆轮毂为10～19寸，轮胎的名义断面宽度为115～165mm，适配车型包括微型电动汽车。
请参阅图1和2，图1为本申请的低滚动阻力轮胎的局部示意图，图2为现有轮胎的局部示意图。
本申请的低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由第一圆弧段111组成，下胎侧120由第二圆弧段121和第三圆弧段122组成，且第二圆弧段121靠近第一圆弧段111。第一圆弧段111的半径为R1，第二圆弧段121的半径为R2，第三圆弧段122的半径为R3。
现有轮胎200的上胎侧110由半径为R4的第四圆弧段211和切线段212组成，下胎侧120由半径为R5的第五圆弧段221、半径为R6的第六圆弧段222和半径为R7的第七圆弧段223组成，且第四圆弧段211靠近第五圆弧段221。
相较于现有轮胎200，本申请的低滚动阻力轮胎100将由一个圆弧段和一个切线段212组成的上胎侧110替换成由一个圆弧段组成的上胎侧110，并将由三个圆弧段组成的下胎侧120替换成由两个圆弧段组成的下胎侧120，有利于提高胎侧的侧向刚性和弹性，从而降低滚动阻力。
R1通过以下方法计算得到：
请参阅图3，先确认R1的圆心O，连接E点和F点，做EF的垂直平分线，并延长水平轴线，使水平轴线与EF的垂直平分线相交，交点即为圆心O；再过E点做OF的垂线交OF于G点。
R1＝OE＝OF；
FG2＝EF2-EG2；
即R1*R1＝EG*EG+(OF-FG)*(OF-FG)＝EG*EG+(R1-FG)*(R1-FG)；
R1＝(EG*EG+FG*FG)/(2*FG)；
其中，EF是已知的，EG＝上胎侧110高度(H1)-H3；
R3通过轮辋尺寸来获得，例如，145/70R12的标准轮辋为4.50B，在轮辋上对应尺寸，R3＝7.5mm。
R2通过以下公式计算得到：
请参阅图1，((断面宽度(B)-设计着合宽度(C))/2-R3)*((B-C)/2-R3)+(H2-H4)*(H2-H4)＝(R2+R4)*(R2+R4)。
本申请的低滚动阻力轮胎100的行驶面宽度(b)为名义断面宽度的0.71～0.80。
其中，名义断面宽度是指组成轮胎所需的各种胶部件在标准尺寸时组成轮胎后的理论断面宽度。
现有轮胎200的行驶面宽度(b)为名义断面宽度的0.65～0.70。
相较于现有轮胎200，本申请的低滚动阻力轮胎100的行驶面宽度增加，有利于提高轮胎的操纵稳定性。
在本申请的一种实施方式中，轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73。在本申请的其他一些实施方式中，轮胎的行驶面宽度还可以为名义断面宽度的0.71、0.72、0.73、0.74、0.76、0.78、0.79或0.80。
可选地，轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73～0.78。
本申请的低滚动阻力轮胎100的断面宽度为标准值～标准值+4。
其中，标准值即为GB/T2978-2014。
现有轮胎200的断面宽度(B)为标准值-4～标准值。
相较于现有轮胎200，本申请的低滚动阻力轮胎100的断面宽度增加，有利于提高轮胎的纵向刚性，从而降低滚动阻力。
在本申请的一种实施方式中，现有轮胎200的断面宽度为标准值+2。在本申请的其他一些实施方式中，现有轮胎200的断面宽度还可以为标准值+0.5、标准值+1、标准值+1.5、标准值+2.5、标准值+3、标准值+3.5或标准值+4。
本申请的低滚动阻力轮胎100的上胎侧110高度(H1)和下胎侧120高度(H2)的比值为0.8～0.99。
现有轮胎200的上胎侧110高度和下胎侧120高度(H2)的比值为1.0～1.12。
相较于现有轮胎200，本申请的低滚动阻力轮胎100的上胎侧110高度(H1)和下胎侧120高度(H2)的比值减小，有利于增大上胎侧110的弹性，而轮胎变形减小，从而降低滚动阻力。
在本申请的一种实施方式中，轮胎的上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9。在本申请的其他一些实施方式中，轮胎的上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值还可以为0.8、0.82、0.85、0.87、0.91、0.94、0.95、0.98或0.99。
可选地，轮胎的上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.85～0.95。
本申请的低滚动阻力轮胎100的胎肩连接弧(RN)的半径为30～40mm。
其中，胎肩连接弧是指轮胎的胎冠到胎侧之间的胎肩的外轮廓。
现有轮胎200的胎肩连接弧(RN)的半径为2～10mm。
相较于现有轮胎200，本申请的低滚动阻力轮胎100的胎肩连接弧的半径增大，使轮胎的圆度增加，其翻转的力臂减小，从而降低滚动阻力。
在本申请的一种实施方式中，轮胎的胎肩连接弧的半径为35mm。在本申请的其他一些实施方式中，轮胎的胎肩连接弧的半径还可以为30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、36mm、37mm、38mm、39mm或40mm。
本申请的低滚动阻力轮胎100的带束层的角度为26～30°。
现有轮胎200的带束层的角度为18～24°。
相较于现有轮胎200，本申请的低滚动阻力轮胎100的带束层的角度增大，有利于提高轮胎的纵向刚性，从而降低滚动阻力。
在本申请的一种实施方式中，轮胎的带束层的角度为30°。在本申请的其他一些实施方式中，轮胎的带束层的角度还可以为26°、27°、28°或29°。
本申请还提供一种车辆，本申请的车辆采用前述的低滚动阻力轮胎100，其具有较低的能耗，较好的操纵稳定性能和较高的安全性能。
以下结合实施例对本申请的一种低滚动阻力轮胎100作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎100，其规格为145/70R12 69S。
低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由半径为57.5mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为65.990mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为53.5mm，下胎侧120高度为48mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9；行驶面宽度为106mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.73；标准值为150mm，断面宽度为152mm(标准值+2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为30°。
实施例2
本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎100，其规格为145/70R12 69S。
低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由半径为57.5mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为65.990mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为53.5mm，下胎侧120高度为48mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9；行驶面宽度为106mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.73；标准值为150mm，断面宽度为152mm(标准值+2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为28°。
实施例3
本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎100，其规格为145/70R12 69S。
低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由半径为57.5mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为65.990mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为53.5mm，下胎侧120高度为48mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9；行驶面宽度为106mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.73；标准值为150mm，断面宽度为152mm(标准值+2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为26°。
实施例4
本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎100，其规格为145/70R12 69S。
低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由半径为49.8478mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为79.75mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为49.5mm，下胎侧120高度为52mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为1.05；行驶面宽度为106mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.73；标准值为150mm，断面宽度为152mm(标准值+2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为30°。
实施例5
本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎100，其规格为145/70R12 69S。
低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由半径为60.881mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为77.7976mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为53.5mm，下胎侧120高度为48mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9；行驶面宽度为106mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.73；标准值为150mm，断面宽度为148mm(标准值-2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为30°。
实施例6
本申请实施例提供一种低滚动阻力轮胎100，其规格为155/70R12 73Q。
低滚动阻力轮胎100的上胎侧110由半径为63.0469mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为75.8496mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为57mm，下胎侧120高度为51.7mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.91；行驶面宽度为113mm，名义断面宽度为150mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.75；标准值为157mm，断面宽度为161mm(标准值+4)；胎肩连接弧的半径为30mm，带束层的角度为30°。
对比例1
本申请对比例提供一种轮胎，其规格为145/70R12 69S。
轮胎的上胎侧110由半径为50mm的第四圆弧段211和切线段212组成，下胎侧120由半径为125mm的第五圆弧段221、半径为37mm的第六圆弧段222和半径为7.5mm的第七圆弧段223组成；上胎侧110高度为50mm，下胎侧120高度为51.5mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为1.03；行驶面宽度为100mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.69；断面宽标准值为150mm，断面宽度为148mm(标准值-2)；胎肩连接弧的半径为5mm，带束层的角度为18°。
对比例2
本申请对比例提供一种轮胎，其规格为145/70R12 69S。
轮胎的上胎侧110由半径为50mm的第四圆弧段211和切线段212组成，下胎侧120由半径为125mm的第五圆弧段221、半径为37mm的第六圆弧段222和半径为7.5mm的第七圆弧段223组成；上胎侧110高度为53.5mm，下胎侧120高度为48.5mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9；行驶面宽度为108mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.74；标准值为150mm，断面宽度为152mm(标准值+2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为28°。
对比例3
本申请对比例提供一种轮胎，其规格为145/70R12 69S。
轮胎的上胎侧110由半径为60.6931mm的第一圆弧段111组成，下胎侧120由半径为66.990mm的第二圆弧段121和半径为7.5mm的第三圆弧段122组成；上胎侧110高度为53.5mm，下胎侧120高度为48mm，上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值为0.9；行驶面宽度为100mm，名义断面宽度为145mm，行驶面宽度为名义断面宽度的0.69；标准值为150mm，断面宽度为152mm(标准值+2)；胎肩连接弧的半径为35mm，带束层的角度为28°。
试验例1
采用GB/T23663-2009方法测得实施例1～6和对比例1～3的轮胎的纵向刚性(纵刚)，结果如表1所示。
表1实施例1～6和对比例1～3的轮胎的纵刚
Figure BDA0003364454640000111
由实施例1和实施例2～3对比可知，当带束层的角度改变为28°和26°时，纵刚略有下降。
由实施例1和实施例4对比可知，当上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值提高为1.05后，纵刚略有下降。
由实施例1和实施例5对比可知，当断面宽度为标准值-2时，纵刚略有下降。
由实施例1和对比例1～3对比可知，当上胎侧110由第四圆弧段211和切线段212组成，和/或下胎侧120由第五圆弧段221、第六圆弧段222和第七圆弧段223组成，和/或行驶面宽度为名义断面宽度的0.69时，纵刚大幅度下降。
试验例2
采用ISO28580-2009方法测得实施例1～6和对比例1～3的轮胎的滚动阻力以及滚动阻力系数，结果如表2所示。
其中，每个实施例和对比例的滚动阻力和滚动阻力系数测量3次。
表2实施例1～6和对比例1～3的轮胎的滚动阻力以及滚动阻力系数
Figure BDA0003364454640000121
由实施例1和实施例2～3对比可知，当带束层的角度改变为28°和26°时，滚动阻力略有提高，滚动阻力系数略有提高。
由实施例1和实施例4对比可知，当上胎侧110高度和下胎侧120高度的比值提高为1.05后，滚动阻力略有提高，滚动阻力系数略有提高。
由实施例1和实施例5对比可知，当断面宽度为标准值-2时，滚动阻力略有提高，滚动阻力系数略有提高。
由实施例1和对比例1～3对比可知，当上胎侧110由第四圆弧段211和切线段212组成，和/或下胎侧120由第五圆弧段221、第六圆弧段222和第七圆弧段223组成，和/或行驶面宽度为名义断面宽度的0.69时，滚动阻力大幅度提高，滚动阻力系数大幅度提高。
综上所述，本申请实施例提供的低滚动阻力轮胎100的上胎侧110以半径为R1的第一圆弧段111组成，下胎侧120以半径为R2的第二圆弧段121和半径为R3的第三圆弧段122组成，有利于提高胎侧的侧向刚性和弹性，从而降低滚动阻力，相较于现有轮胎200，滚动阻力可降低10～25％。同时，本申请的低滚动阻力轮胎100的行驶面宽度增加，有利于提高轮胎的操纵稳定性；断面宽度增加，有利于提高轮胎的纵向刚性，从而降低滚动阻力；上胎侧110高度(H1)和下胎侧120高度(H2)的比值减小，有利于增大上胎侧110的弹性，而轮胎变形减小，从而降低滚动阻力；胎肩连接弧的半径增大，使轮胎的圆度增加，其翻转的力臂减小，从而降低滚动阻力；带束层的角度增大，有利于提高轮胎的纵向刚性，从而降低滚动阻力。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低滚动阻力轮胎，所述低滚动阻力轮胎的扁平率为0.70，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的上胎侧由第一圆弧段组成，所述低滚动阻力轮胎的下胎侧由第二圆弧段和第三圆弧段组成，且所述第二圆弧段靠近所述第一圆弧段；
所述第一圆弧段的半径为R1，所述第二圆弧段的半径为R2，所述第三圆弧段的半径为R3；
所述轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.71～0.80。
2.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73～0.78。
3.根据权利要求2所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述轮胎的行驶面宽度为名义断面宽度的0.73。
4.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的断面宽度为标准值～标准值+4。
5.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的上胎侧高度和下胎侧高度的比值为0.8～0.99。
6.根据权利要求5所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的上胎侧高度和下胎侧高度的比值为0.85～0.95。
7.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的胎肩连接弧的半径为30～40mm。
8.根据权利要求1所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的带束层的角度为26～30°。
9.根据权利要求8所述的低滚动阻力轮胎，其特征在于，所述低滚动阻力轮胎的带束层的角度为30°。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1～9任一项所述的低滚动阻力轮胎。
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