CN115302986B - 一种轮胎花纹及具有其的轿车子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎花纹及具有其的轿车子午线轮胎，包括中心花纹块以及设置于中心花纹块两侧的肩部花纹块，中心花纹块与肩部花纹块之间设有纵直沟，肩部花纹块包括第一花纹区域和第二花纹区域；肩部花纹块上设置有横向沟槽和肩部斜纵沟，横向沟槽一侧连通纵直沟，另一侧延伸至胎面边缘，肩部斜纵沟与横向沟槽呈X形连接，且其两端分别与横向沟槽相连接。该轮胎具有优异的操控及安全性能，通过优化内轮廓曲线、整个花纹的接地率、花纹块大小、行驶面宽度以及沟槽设计等，使胎面花纹配置更加合理，轮胎结构更加优异；从而满足人们对驾驶体验的需求，保障了人们的行车安全。

Description

一种轮胎花纹及具有其的轿车子午线轮胎

技术领域

本发明属于汽车轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎花纹及具有其的轿车子午线轮胎。

背景技术

随着经济的发展与人们生活水平的提高，汽车已经成为了人们主要的出行工具。提到汽车，人们首先想到的就是它的动力性能和舒适性，往往忽视了轮胎，然而轮胎也是汽车中的重要部件，它不仅关系到汽车的行驶与操控性能，还关系着车上人员的安全，因此轮胎在汽车中的重要性是不容忽视的。

对于轮胎来说，其花纹对轮胎的性能有至关重要的作用，轮胎通过其花纹块与路面产生摩擦力，肩负着承重、刹车及行车安全等重要职责。轮胎的各项性能不仅影响驾乘人的乘坐舒适性及安全性，而且影响人们的驾驶体验。如果轮胎花纹的设计致使车辆的操控效率较低，将无法满足驾驶员对操控性的驾乘体验；而如果轮胎花纹的设计致使轮胎排水不足、制动距离较长或直线行驶能力不足等，则会产生安全性能不稳定的问题，直接影响人们的生命安全。因此我们提出一种高操控性安全型的轿车子午线轮胎。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种轮胎花纹及具有其的轿车子午线轮胎，该轮胎产品具有优异的操控及安全性能，通过优化内轮廓曲线、整个花纹的接地率、花纹块大小、行驶面宽度以及沟槽设计等，使胎面花纹配置更加合理，轮胎结构更加优异。该轿车子午线轮胎满足了人们对驾驶体验的需求，保障了人们的行车安全。

本发明的技术方案是：

一种轮胎花纹，包括中心花纹块以及设置于中心花纹块两侧的肩部花纹块，所述中心花纹块与肩部花纹块之间设有纵直沟，所述肩部花纹块包括第一花纹区域和第二花纹区域；所述肩部花纹块上设置有横向沟槽和肩部斜纵沟，所述横向沟槽一侧连通纵直沟，另一侧延伸至胎面边缘，所述肩部斜纵沟与横向沟槽呈X形连接，且其两端分别与横向沟槽相连接。

进一步的，所述肩部斜纵沟从靠近胎面中心的一端往胎肩外侧倾斜延伸，其沟宽由窄渐宽设置；所述肩部斜纵沟的窄端连接一横向沟槽，另一端倾斜穿过另一横向沟槽并延伸至与又一横向沟槽相连通。

进一步的，所述肩部斜纵沟的两侧壁为弧形结构，所述肩部斜纵沟倾斜设置且与轮胎横向方向的倾斜角度为Z＝65°～75°。

进一步的，所述横向沟槽的两内侧壁为倾斜结构，倾斜角度均为9°，其沟底采用圆角设计；所述肩部斜纵沟的两内侧壁为倾斜结构，倾斜角度分别为3°和5°，其沟底为圆弧形设计。

进一步的，所述第一花纹区域与第二花纹区域呈镜像设置且左右交错分布，错位距离为30mm。

进一步的，所述中心花纹块为沿胎面中间位置周向设置的纵向一体式条状块，所述中心花纹块设置于两条所述纵直沟之间，两条所述纵直沟以胎面中心线为基准对称设置。

进一步的，所述纵直沟的沟宽为11.0mm，沟深为7mm，纵直沟的两内侧壁均为倾斜结构，倾斜角度分别为12°和15°，沟底为圆弧形设计，圆弧形的半径为2.5mm。

进一步的，所述轮胎花纹包括三种尺寸大小不同的节距，分别为第一节距L1、第二节距L2和第三节距L3，所述第一节距L1、第二节距L2和第三节距L3沿轮胎周向排列，三种节距的宽度比例为L1：L2：L3＝1.00：(1.10～1.20)：(1.35～1.45)。

本发明还包括一种轿车子午线轮胎，所述轮胎具有权利要求1～8任一项所述的轮胎花纹。

进一步的，所述轮胎肩部位置的内轮廓进行上抬设计。

本发明的有益效果：

本发明所提供的轿车子午线轮胎花纹，胎面花纹配置合理，通过较大的花纹接地率及肩部花纹块，提升了轮胎的操控稳定性，通过对行驶面宽的加宽设计，配合加大的花纹接地率与花纹块，进一步增加了轮胎与路面接触的面积及接地区域的整体刚性，提高操控及过弯稳定性，使得轮胎产品具有优异的操控及安全性能；通过花纹节距宽度比例的设计，降低了共振产生的几率，从而降低噪声，得到一款低噪音舒适型轿车子午线轮胎，该轿车子午线轮胎满足了人们对驾驶体验的需求，并且保障了人们的行车安全。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的轿车子午线轮胎胎面部展开花纹结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的单个花纹节距解析结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的轮胎花纹的部分结构示意图；

图4为纵直沟、横向沟槽及肩部斜纵沟的剖视设计示意图；

图5为肩部斜纵沟底部结构的两种剖视图；

图6为花纹具体实施设计示意图；

图7为本发明实施例所提供的轮廓肩部结构设计示意图；

以上各图中，1、中心花纹块；2、纵直沟；3、第一花纹区域；4、第二花纹区域；5、横向沟槽；6、肩部斜纵沟。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，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。

如图1所示，本发明提供了一种轮胎花纹，包括胎面，胎面花纹包括中心花纹块1以及设置于中心花纹块1两侧的肩部花纹块，中心花纹块1与肩部花纹块之间设有纵直沟2，肩部花纹块包括第一花纹区域3和第二花纹区域4；即两条纵直沟2将胎面花纹从左到右依次划分为第一花纹区域3、中心花纹块1、第二花纹区域4。在本具体实施例中，花纹肩部采用较大的花纹块设计，如第一花纹区域3和第二花纹区域4，增强转弯时抵抗路面激励的花纹刚性，进一步提升操控稳定性。

如图3所示，第一花纹区域3和第二花纹区域4均设置有横向沟槽5和肩部斜纵沟6，肩部斜纵沟6的沟宽为渐宽式设置，其靠近胎面中心一侧宽度最小，向胎面外侧延伸时沟宽逐渐增大。横向沟槽5连通纵直沟2以及胎面边缘，肩部斜纵沟6的较窄一端与其中一个横向沟槽5倾斜连接，倾斜角度为Z，具体的，肩部斜纵沟6倾斜设置且与轮胎横向方向呈Z＝65°～75°的倾斜角度。肩部斜纵沟6与横向沟槽5交叉呈X状连接，其两端还分别连接一横向沟槽5，具体的，肩部斜纵沟6从靠近胎面中心的一端往胎肩外侧倾斜延伸，其花纹沟宽由窄渐宽设置，肩部斜纵沟6沟宽窄的一端连接一横向沟槽5，另一端倾斜穿过另一横向沟槽5并延伸至与又一横向沟槽5相连通。

本具体实施例所提供的轮胎整个花纹为单导向花纹，该花纹设计的两条纵直沟2，配合较宽的横向沟槽5以及肩部斜纵沟6，有助于轮胎的排水性能；且单导向的花纹走势有利于车辆行驶到水面时高速排水，驾驶安全性更有保障。

上述轮胎花纹中，花纹接地面宽度T范围内，排除两条纵直沟2及各个花纹区域中的横向沟槽5和肩部斜纵沟6后，剩余各个花纹区域的面积总和为实际花纹接地面积。花纹接地率为实际花纹接地面积占花纹接地宽度T范围内总面积的比例，本实施例中花纹控制接地率为70％左右，较大的花纹接地率可促使各个花纹块与地面充分接触，花纹利用率较高，提升了轮胎产品的操控性与使用耐久性。图1中的轮胎花纹范围T为行驶面宽，相较于普通产品，对此花纹的行驶面宽进行加宽设计，配合加大的花纹接地率与花纹块，进一步增加了轮胎与路面接触的面积及接地区域的整体刚性，提高操控及转弯稳定性。

进一步的，肩部斜纵沟6的两侧壁为弧形结构，具体的，肩部斜纵沟6两壁由半径相同的圆弧构成，圆弧半径400mm左右，此设计使得肩部斜纵沟6呈放射状，美观实用。本花纹设计的肩部斜纵沟6均匀切割花纹刚性，避免单一大花纹块产生局部应力集中造成的驾乘体验不佳，且，高速旋转的轮胎与路面接触时产生一定的形变，分布于花纹块中间的细沟可以给花纹块提供一定的分散应力的空间，有利于提升操控性能。

需要说明的是，肩部斜纵沟6沟底设置有不同深度的胎坝，如图5所示，提供了两种不同结构的胎坝，图上所标示的h1、h2、h3、h4处均为高度不等的胎坝。位于肩部斜纵沟6沟槽中的胎坝设计，可一定程度提升胎面的刚性，从而提升操控性。

横向沟槽5两壁由多条线段或弧拼接而成，弧半径为200mm左右，多条线段分别与周向水平线形成30°、20°、40°、15°、50°夹角，共同构成不规则横向沟槽5；肩部斜纵沟6两壁由半径相同的圆弧构成，圆弧半径在400mm左右，肩部斜纵沟6倾斜设置并被横向沟槽5截断，与之交叉，形成X状。

如图4所示，横向沟槽5的两内侧壁为倾斜结构，倾斜角度均为9°，其沟底采用圆角设计；肩部斜纵沟6的两内侧壁为倾斜结构，倾斜角度分别为3°和5°，其沟底为圆弧形设计。横向沟槽5和肩部斜纵沟6中，沟两壁不同程度的倾斜设计，且沟底采用圆角设计，可有效降低轮胎行驶时夹石子等杂物的几率，保证车辆的行驶安全。

在本具体实施例中，轮胎胎面以中心线(赤道)为基准，两侧形状相同，即中心花纹块1沿中心线两侧对称，花纹整体排布应用错频技术，即两侧花纹块交错分布，如图2所示，第一花纹区域3与第二花纹区域4错位镜像，第一花纹区域3与第二花纹区域4错开距离为30mm，使得两个花纹区域中的横向沟槽5与肩部斜纵沟6分别相互错开。

进一步的，中心花纹块1无任何沟槽，是沿胎面中间位置规则绕轮胎一周的纵向一体式的条状块，中心花纹块1设置于两条纵直沟2之间，两条纵直沟2以胎面中心线为基准对称设置。在一定程度上，中心花纹块1越宽(本具体实施例中的宽度为C)，直线行驶能力越优越，因此此设计可提升直线行驶稳定性，增加安全性能。

该轮胎花纹中的两条纵直沟2的宽度相同，均为11.0mm左右，沟深为7mm，纵直沟2的两内侧壁均为倾斜结构，如图4所示，倾斜角度分别为12°和15°，沟底为圆弧形设计，圆弧形的半径R2为2.5mm。

如图3所示的E、F、G、H均为切角，分布于沟两壁；如图4所示的每个沟的上方两侧均为切角的剖视，切掉三角形部分后剩余部分即为切角，其中切角F、G、H中切掉部分的宽度及厚度均为1mm，沟壁的切角设计可以增加花纹块与地面的咬合，既有利于轮胎制动又有利于轮胎抓地，提升操控性能；另外，切角设计使轮胎经过湿滑路面时增大对水的包络面积，利于行驶安全性；切角设计使花纹块边缘不过与尖锐，减少与路面接触时造成花纹块边缘损伤；还可以使花纹块边缘与沟边圆滑过渡，更加美观。

在本具体实施例的轮胎胎面花纹中，第一花纹区域3和第二花纹区域4上相邻的两个横向沟槽5之间的间距称为花纹节距，单个花纹节距如图2所示。本轮胎花纹包括三种尺寸大小不同的节距，分别为第一节距L1、第二节距L2和第三节距L3，节距的宽度排序为L1<L2<L3，节距比例为L1：L2：L3＝1.00：(1.10～1.20)：(1.35～1.45)，花纹节距宽度比例为无理数比；从有限元仿真分析的角度来看，当节距宽度为无理数比时，有利于降低产生共振的几率，从而降低噪声。第一节距L1、第二节距L2和第三节距L3沿轮胎周向排列，如图1所示的一具体应用例中，花纹节距的排列顺序为L2、L1、L3，第一节距L1位于第二节距L2和第三节距L3之间。

本实施例还提供了一种轿车子午线轮胎，该轮胎具有上述轮胎花纹；如图6所示为花纹具体实施设计示意图。

该轮胎产品在轮廓设计时，对轮廓进行优化，如图7所示，在轮胎的内轮廓肩部位置进行上抬设计，有助于提升肩部刚性，进而提升操控性能。通过有限元仿真优化轮廓与材料分布设计，轮胎腔体内部应力分散更均匀，进一步提升操控与驾乘舒适性。

上述说明仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明的限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改型等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮胎花纹，其特征在于，包括中心花纹块以及设置于中心花纹块两侧的肩部花纹块，所述中心花纹块为沿胎面中间位置周向设置的纵向一体式条状块，所述中心花纹块与肩部花纹块之间设有纵直沟，所述肩部花纹块包括第一花纹区域和第二花纹区域；所述肩部花纹块上设置有横向沟槽和肩部斜纵沟，所述横向沟槽一侧连通纵直沟，另一侧延伸至胎面边缘，所述肩部斜纵沟与横向沟槽呈X形连接，所述肩部斜纵沟与横向方向的倾斜角度为65°～75°；所述肩部斜纵沟从靠近胎面中心的一端往胎肩外侧倾斜延伸，其沟宽由窄渐宽设置；所述肩部斜纵沟的窄端连接一横向沟槽，另一端倾斜穿过另一横向沟槽并延伸至与又一横向沟槽相连通；

所述第一花纹区域和第二花纹区域上相邻的两个横向沟槽之间的间距称为花纹节距，所述轮胎花纹包括三种尺寸大小不同的节距，分别为第一节距L1、第二节距L2和第三节距L3，所述第一节距L1、第二节距L2和第三节距L3沿轮胎周向排列，三种节距的宽度比例为L1：L2：L3＝1.00：(1.10～1.20)：(1.35～1.45)。

2.根据权利要求1所述的轮胎花纹，其特征在于，所述肩部斜纵沟的两侧壁为弧形结构。

3.根据权利要求1所述的轮胎花纹，其特征在于，所述横向沟槽的两内侧壁为倾斜结构，倾斜角度均为9°，其沟底采用圆角设计；所述肩部斜纵沟的两内侧壁为倾斜结构，倾斜角度分别为3°和5°，其沟底为圆弧形设计。

4.根据权利要求1所述的轮胎花纹，其特征在于，所述第一花纹区域与第二花纹区域呈镜像设置且左右交错分布，错位距离为30mm。

5.根据权利要求1所述的轮胎花纹，其特征在于，所述中心花纹块设置于两条所述纵直沟之间，两条所述纵直沟以胎面中心线为基准对称设置。

6.根据权利要求1所述的轮胎花纹，其特征在于，所述纵直沟的沟宽为11.0mm，沟深为7mm，纵直沟的两内侧壁均为倾斜结构，倾斜角度分别为12°和15°，沟底为圆弧形设计，圆弧形的半径为2.5mm。

7.一种轿车子午线轮胎，其特征在于，所述轮胎具有权利要求1～6任一项所述的轮胎花纹。

8.根据权利要求7所述的轿车子午线轮胎，其特征在于，所述轮胎肩部位置的内轮廓进行上抬设计。