CN116472186A - 包括充气轮胎的安装组件 - Google Patents
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Abstract
安装组件(10)包括用于客运车辆的充气轮胎(11),轮胎包括轴向最窄的工作层(26),所述轴向最窄的工作层(26)具有以mm表示的轴向宽度T2。所述安装组件(10)包括安装支撑件(100),所述安装支撑件(100)包括轮辋(200),所述轮辋(200)具有根据ETRTO 2019标准手册以mm表示的轮辋宽度A。所述充气轮胎(11)具有的负荷指数LI满足LI≥LI’+1,其中LI’是根据ETRTO 2019标准手册具有相同尺寸的超负荷轮胎的负荷指数。比值T2/A满足T2/A≤1.00。
Description
技术领域
本发明涉及包括轮胎的安装组件以及包括这种类型的安装组件的客运车辆。“轮胎”意指一种被设计成通过与安装组件的支撑元件配合形成腔体的轮胎,该腔体能够被加压至大于大气压的压力。根据本发明的安装组件的结构具有围绕安装组件的主轴线(与轮胎的主轴线相匹配)呈基本上旋转环曲面的形状。
背景技术
电动或混合动力客运车辆的出现引起了车辆重量的增加,特别是由于电池,电池的重量相对较大并且与车辆的续航里程基本成正比。因此,例如,为了增加电动车辆的续航里程,有必要增加电池的尺寸,并因此增加了车辆的重量。
简单地说,目前估计电动机的一公里续航里程会导致车辆的重量增加一公斤。因此,为了实现500km的续航里程,需要将热机动化的车辆的重量增加约500kg。为了装备这种车辆,需要使用能够承受非常重的负荷的轮胎。
现有技术中已知一种用于客运车辆的轮胎,这种轮胎能够承受相对较重的负荷。这种轮胎以MICHELINTM品牌的Pilot Sport 4系列出售,尺寸为255/35R18。根据ETRTO 2019标准手册,这种轮胎具有超负荷型号(缩写为XL),在该超负荷型号下,它的负荷指数等于94。这意味着,在290kPa的压力下,轮胎能够承受670kg的负荷。与具有相同尺寸并归类为标准负荷(缩写为SL)的轮胎(具有的负荷指数等于90,并且在250kPa的压力下能够承受600kg的负荷)相比,该载荷能力相对较高。
为了能够投入市场,这种类型的轮胎必须满足规定的测试。例如在欧洲,轮胎必须满足EEC-UNO第30号条例附件VII中描述的负荷/速度性能测试。
然而,无论是超负荷型号,还是甚至标准负荷型号,这种类型的轮胎都无法承受与实现所需续航里程需要的电池相对应的额外负荷。因此,轮胎制造商不得不提出新的解决方案,以应对这一新需求。
对于指定的车辆,轮胎制造商设想的解决方案是使用具有更大尺寸的轮胎,这将使其能够承受更重的负荷。因此,指定的车辆可以配备具有更大负荷指数的轮胎。例如,配备上述超负荷型号轮胎的车辆可以配备尺寸为275/35R19的超负荷型号的轮胎(负荷指数等于100,并且在290kPa的压力下,能够承受800kg的负荷,远远大于670kg的负荷)。
首先,轮胎尺寸的这种增加必然会导致车辆内部空间的减小,或车辆外部尺寸的扩大,由于车辆的适居性和紧凑性的原因,这两种情况都是不可取的。
此外,轮胎尺寸的这种增加会引起车辆底盘的新设计,由于成本的明显原因,这也是不可取的。
最后,轮胎尺寸的这种增加,特别是标称截面宽度的增加,会导致轮胎产生的外部噪音增加,以及滚动阻力的增加,如果希望减少噪音干扰以及车辆的能源消耗,这也是不可取的。
因此,轮胎制造商设想的另一个解决方案是,对于指定尺寸和指定型号的轮胎,增加其推荐的充气压力。事实上,压力越大,轮胎就越能够承受重负荷。
然而,使用相对较高的推荐压力会使轮胎变硬,导致车辆乘客的舒适性下降,在乘客舒适性优先于所能承受负荷的情况下,这对于某些机动车辆制造商来说显然是不可取的。
制造商在开发轮胎时遇到的另一个问题是能量耗散和结构中的温度,这在EEC-UNO第30号条例附件VII中描述的测试中可以得到特别体现。事实上,通过增加施加至轮胎的负荷,模拟获得所需续航里程需要的对应于电池的质量增加,已经观察到轮胎胎圈和胎肩中能量耗散的显著增加以及温度的增加。
本发明的目的是提供一种轮胎,该轮胎能够承受比现有轮胎更重的负荷,而无需增加轮胎的推荐压力,同时控制轮胎结构中的能量耗散和温度增加,而不影响车辆的适居性、紧凑性和舒适性。
发明内容
因此,本发明的主题为一种安装组件,其包括:
-用于客运车辆的轮胎,所述轮胎包括胎冠、两个胎圈、两个胎侧和胎体增强件,每个胎侧将每个胎圈连接至胎冠,所述胎体增强件锚固在每个胎圈中,所述胎冠包括胎冠增强件和胎面,所述胎体增强件在每个胎侧中以及在胎冠中沿径向在胎冠增强件的内侧延伸,所述胎冠增强件沿径向布置在胎面和胎体增强件之间并且包括工作增强件,所述工作增强件包括至少一个轴向宽度最小的工作层,所述轴向宽度最小的工作层具有以mm表示的轴向宽度T2;和
-安装支撑件,所述安装支撑件包括轮辋,所述轮辋具有根据ETRTO 2019标准手册以mm表示的轮辋宽度A;
所述轮胎具有的负荷指数LI满足LI≥LI’+1,LI’是根据ETRTO 2019标准手册具有相同尺寸的超负荷轮胎的负荷指数,并且比值T2/A满足T2/A≤1.00。
根据本发明,安装组件的轮胎是一种用于客运车辆的轮胎。例如,ETRTO 2019(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准手册中定义了这种类型的轮胎。这种类型的轮胎通常在其至少一个胎侧上具有与ETRTO 2019标准手册的标记相符的标记,以X/YαV Uβ的形式表示轮胎的尺寸,其中X表示标称截面宽度,Y表示标称高宽比,α表示结构,可以是R或ZR,V表示标称轮辋直径,U表示负荷指数,β表示速度符号。
负荷指数LI’是具有相同尺寸(即相同的标称截面宽度、相同的标称高宽比、相同的结构(R和ZR被认为是相同的)和相同的标称轮辋直径)的轮胎的负荷指数。负荷指数LI’由ETRTO 2019标准手册提供,特别是在题为Passenger Car Tyres–Tyres with MetricDesignation的部分(第20至41页)中提供。
轴向宽度最小的工作层的轴向宽度在轮胎的子午截面上测量,对应于工作层的两个轴向端部之间轴向方向上的宽度。
与具有相同尺寸的超负荷型号轮胎的负荷指数相比,通过增加根据本发明的轮胎的负荷指数,本发明使得能够增加安装组件的载荷能力,而不改变使用该安装组件的车辆的适居性、紧凑性和舒适性。事实上,由于根据本发明的轮胎的尺寸与超负荷型号的轮胎的尺寸相同,因此安装组件不比超负荷型号的轮胎占用更多的空间。根据本发明的轮胎能够带有独特的标记,使其能够与标准负荷型号和超负荷型号区分开来,例如HL(代表高负荷)或XL+(代表超负荷+)类型的标记。在ETRTO 2021标准手册中的General Notes–PassengerCar Tyres一节的第3页特别公开了这种类型的标记,用于标示高负荷能力类型的轮胎。ETRTO 2021标准手册第44页Passenger Car Tyres–Tyres with metric designation一节中的第9.1段也公开了尺寸的例子。
然而,为了控制根据本发明的轮胎在使用过程中结构中的能量耗散和温度,有必要使轴向宽度最小的工作层的轴向宽度相对于轮辋宽度具有合适的尺寸。事实上,本发明的原发明人已经发现,在大于现有技术中已知负荷的重负荷情况下,轮胎的拱曲度(即在没有负荷的情况下安装组件的半径与在此负荷下安装组件的半径之间的差异)大幅增加。这种拱曲度的增加引起了轮胎结构中(特别是胎圈中)相对较大的能量耗散和温度的增加。
为了控制这种情况,本发明提出对轮胎的胎侧进行矫直(即,使胎侧在径向方向上更直),以增加轮胎的径向刚度,以避免轮胎过度弯曲以及轮胎结构中的能量耗散和温度的增加。本发明主张将比值T2/A降低至1.00或更小的值,以:
-对于给定宽度A的轮辋,减小轴向宽度最小的工作层的轴向宽度T2,这导致接触区域的宽度减小,从而引起轮胎胎侧的径向矫直;
-对于给定轴向宽度T2的轴向宽度最小的工作层,增加轮辋的宽度A,这也引起轮胎胎侧的径向矫直。
在本领域技术人员改变轴向宽度最小的工作层的轴向宽度T2的情况下,他们将根据他们确定的轴向宽度T2来调整轮胎胎冠的特征,特别是包括工作增强件和任选的环箍增强件的胎冠增强件的特征,以及胎面的特征。
在这两种情况下,轮胎的径向刚度增加,因此在给定的负荷下,轮胎的拱曲度减小,这使得可以至少部分地弥补负荷增加的影响,因此减小施加在轮胎结构上的应力,从而减少轮胎使用时的能量耗散和温度的增加。
为了限制车辆旋转质量的增加,同时也为了减小安装组件的尺寸,以有助于车辆的适居性和紧凑性,将优先考虑减小轴向宽度最小的工作层的轴向宽度T2,而不是增加轮辋的宽度A。
根据本发明的轮胎具有围绕旋转轴线(与轮胎的转动轴线基本匹配)呈基本上环曲面的形状。该转动轴线限定了本领域技术人员通常使用的三个方向,即轴向方向、周向方向和径向方向。
“轴向方向”意指基本上平行于轮胎或安装组件的旋转轴线(即轮胎或安装组件的转动轴线)的方向。
“周向方向”意指基本上垂直于轴向方向并垂直于轮胎或安装组件的半径的方向(换言之,与圆心在轮胎或安装组件的转动轴线上的圆相切)。
“径向方向”意指根据轮胎或安装组件的半径的方向,即与轮胎或安装组件的转动轴线相交并基本上垂直于该轴线的任何方向。
“轮胎的正中平面”(表示为M)意指垂直于轮胎的转动轴线的平面,该平面沿轴向位于两个胎圈之间的中间,并穿过胎冠增强件的轴向中间。
“轮胎的赤道周向平面”意指在子午截面上,穿过轮胎的赤道并垂直于正中平面和径向方向的平面。在子午截面上(垂直于周向方向并平行于径向方向和轴向方向的平面),轮胎的赤道是平行于轮胎的转动轴线并等距地位于胎面被设计成与地面接触的径向最外点与轮胎被设计成与支撑件(例如轮辋)接触的径向最内点之间的轴线。
“子午平面”意指平行于并包含轮胎或安装组件的转动轴线并垂直于周向方向的平面。
“径向内侧”和“径向外侧”分别意指“更接近轮胎的转动轴线”和“更远离轮胎的转动轴线”。“轴向内侧”和“轴向外侧”分别意指“更接近轮胎的正中平面”和“更远离轮胎的正中平面”。
“胎圈”意指轮胎被设计成允许轮胎联接至安装支撑件(例如包括轮辋的车轮)的部分。因此,每个胎圈特别地设计成与轮辋的凸缘接触,从而允许它们联接。
由表述“在a至b之间”指定的任何数值范围表示从大于a至小于b的数值范围(即不包括极限a和b),而由表述“从a至b”指定的任何数值范围意指从a直至b的数值范围(即包括严格的极限a和b)。
根据有利的实施方案,LI’+1≤LI≤LI’+4,优选LI’+2≤LI≤LI’+4。因此,轮胎的载荷能力得到进一步提高。
根据同样有利的实施方案,0.85≤T2/A,优选0.90≤T2/A,更优选0.93≤T2/A≤0.97。
优选地,比值T2/A不是太小。事实上,对于给定的轮辋宽度A,优选不要过度减小轴向宽度最小的工作层的轴向宽度T2的值,因为具有降低边缘的抗弯刚度并因此降低强漂移的漂移刚度的风险。此外,如果过度减小轴向宽度最小的工作层的轴向宽度T2的值,则接触区域的宽度就会减小,这就增加了施加在胎面上的压力,从而增加了磨损,这种磨损由于根据本发明的轮胎被设计成承受相对较重的负荷而被放大,必然会导致较高的磨损水平,在所有情况下都高于具有相同尺寸的超负荷型号轮胎需要承受的较小负荷。对于轴向宽度最小的工作层的轴向宽度T2,也优选不过度增加轮辋宽度A的值,以便如上所述,限制车辆旋转质量的增加,但也是为了减小安装组件的尺寸,从而有助于车辆的适居性和紧凑性。
根据优选的实施方案,轮胎具有的标称截面宽度SW满足T2≥SW-75,优选T2≥SW-70。对于给定的标称截面宽度,不过度减小轴向宽度最小的工作层(主要限定接触区域的宽度)。事实上,如上所述,这使得能够在轮胎的磨损方面保持良好的性能,尽管轮胎被设计成承受相对较重的负荷,必然会导致相对较高的磨损水平。
根据优选的实施方案,轮胎具有的标称截面宽度SW满足T2≤SW-27,优选T2≤SW-30。
在这些实施方案中,如在本发明中,一般而言,标称截面宽度是指在轮胎胎侧上标示的尺寸标记的宽度。
将轮胎安装在轮辋上时,为了减少由于轮辋宽度太小使得轮胎产生相对较强弯曲的风险,因此优选限制与轮胎一起使用的轮辋。因此,轮辋选自:
-根据ETRTO 2019标准手册所限定的轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号的轮辋,
-轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号减去0.5的轮辋,以及
-轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号加上0.5的轮辋。
测量轮辋在ETRTO 2019标准手册的Passenger Car Tyres–Tyres with MetricDesignation部分的第20至41页有特别定义。
优选地,为了限制车辆旋转质量的增加,同时也为了减小安装组件的尺寸,以有助于车辆的适居性和紧凑性,轮辋具有的轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号减去0.5。
根据优选的实施方案,轮胎具有的标称截面宽度SW的范围为205至315,标称高宽比的范围为25至55,标称轮辋直径的范围为17至23,负荷指数LI的范围为98至116,优选地,标称截面宽度SW的范围为225至315,标称高宽比的范围为25至55,标称轮辋直径的范围为18至23,负荷指数LI的范围为98至116,更优选地,标称截面宽度SW的范围为245至315,标称高宽比的范围为30至45,标称轮辋直径的范围为18至23,负荷指数LI的范围为98至116。如前所述,与具有相同尺寸的超负荷型号轮胎相比,根据本发明的轮胎被设计为承受相对较重的负荷,必然会导致相对较高的磨损水平。因此,特别有利地是使用标称截面宽度相对较大的轮胎,以减少施加在胎面的压力,从而减少磨损。
有利地,0.82≤H/LI≤0.98。因此,本发明优选适用于可以相对大幅度弯曲的轮胎,因为它们对于给定的胎侧高度具有相对较高的负荷指数,即符合H/LI≤0.98。这通过比值T2/A而使之成为可能,尽管胎侧有明显的弯曲,但它允许减少能量的耗散。然而,如果胎侧相对于负荷指数来说太短,即符合H/LI<0.82,则胎侧的弯曲就会引起胎体增强件的相对大幅压缩,从而增加能量的耗散。
特别优选的实施方案是轮胎具有的尺寸和负荷指数LI选自以下尺寸和负荷指数:225/55R18 105、225/55ZR18 105、205/55R19 100、205/55ZR19 100、235/45R21 104、235/45ZR21 104、285/45R22 116、285/45ZR22 116、205/40R17 88、205/40ZR17 88、245/40R19101、245/40ZR19 101、255/40R20 104、255/40ZR20 104、245/40R21 103、245/40ZR21 103、255/40R21 105、255/40ZR21 105、265/40R21 108、265/40ZR21 108、255/40R22 106、255/40ZR22 106、255/35R18 98、255/35ZR18 98、245/35R20 98、245/35ZR20 98、265/35R20102、265/35ZR20 102、245/35R21 99、245/35ZR21 99、255/35R21 101、255/35ZR21 101、265/35R21 103、265/35ZR21 103、275/35R21 105、275/35ZR21 105、285/35R21 108、285/35ZR21 108、295/35R22 111、295/35ZR22 111、275/35R23 108、275/35ZR23 108、285/30R21 103、285/30ZR21 103、315/30R21 109、315/30ZR21 109、325/30R21 111、325/30ZR21 111、315/30R23 111、315/30ZR23 111。
有利地,轮胎充气压力的范围为200kPa至350kPa,优选为250kPa至350kPa。该压力是25℃下安装的组件在轮胎尚未行驶时的压力。它通常与车辆制造商推荐的充气压力相对应。
在使用过程中,如果希望优先考虑轮胎的载荷能力,将使用270kPa或更大的相对较高压力。
在使用过程中,如果希望优先考虑乘客的舒适性和车辆的性能(特别是在干燥地面上的抓地力),将使用270kPa或更小的相对较低压力。
根据一些实施方案,工作增强件包括径向内工作层和径向外工作层,所述径向外工作层沿径向布置在所述径向内工作层的外侧。
优选地,轴向宽度最小的工作层是工作增强件的径向外工作层。
根据一些实施方案,轴向宽度最小的工作层或每个工作层沿轴向由所述工作层的两个轴向边缘界定,并包括从所述工作层的一个轴向边缘延伸至另一个轴向边缘的工作丝状增强元件,这些元件基本上彼此平行。
任选地,每个工作丝状增强元件在主方向上延伸,所述主方向与轮胎的周向方向一起形成绝对值严格大于10°,优选范围为15°至50°,更优选范围为20°至35°的角度。
优选地,在工作增强件包括径向最内工作层和径向最外工作层(沿径向布置在径向最内层的外侧)的实施方案中,径向最内工作层的每个工作丝状增强元件延伸的主方向以及径向最外工作层的每个工作丝状增强元件延伸的主方向相对于轮胎的周向方向形成相反取向的角度。
在轮胎具有所谓的径向胎体的实施方案中,胎体增强件包括至少一个胎体层,胎体层或每个胎体层沿轴向由胎体层或每个胎体层的两个轴向边缘界定,胎体层或每个胎体层包括从胎体层或每个胎体层的一个轴向边缘沿轴向延伸至另一个轴向边缘的胎体丝状增强元件。
根据变体形式,胎体层或每个胎体层包括在主方向上从胎体层或每个胎体层的一个轴向边缘沿轴向延伸至另一个轴向边缘的胎体织物丝状增强元件,所述主方向与轮胎的周向方向形成绝对值范围为80°至90°的角度。
“丝状元件”意指长度至少为其截面最大尺寸的10倍的元件,无论该截面的形状如何,即圆形、椭圆形、长方形、多边形,特别是长方形或正方形或椭圆形。在长方形截面的情况下,丝状元件为条状。
“织物”意指包括一根或多根基本织物单丝的丝状元件,所述基本织物单丝任选地涂覆有一个或多个涂层,所述涂层基于粘合剂组合物。该基本织物单丝或这些基本织物单丝例如通过熔融纺丝、溶液纺丝或凝胶纺丝获得。每根基本织物单丝由有机材料(特别是聚合物)或无机材料(如例如玻璃或碳)制成。聚合物材料可以为热塑性类型,如例如脂族聚酰胺(特别是6-6聚酰胺)和聚酯(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯)。聚合物材料可以为非热塑性类型,如例如芳族聚酰胺(特别是芳纶)以及天然纤维素和人造纤维素(特别是人造纤维)。
根据第一实施方案,胎体增强件包括单个胎体层。
这种类型的胎体增强件可以使轮胎获得最佳的能量耗散和工作温度,特别是在重负荷并且压力低于或等于相同尺寸的标准负荷或超负荷型号轮胎的推荐压力的情况下。事实上,与包括两个胎体层的胎体增强件不同(其中每个胎侧的弯曲引起轴向最远离内侧的胎体层在轮胎胎侧和胎肩中相对较大的压缩以及能量耗散的增加),单个胎体层在胎侧和胎肩中具有较小的压缩,因此导致较低且更好的工作温度。
特别地,在经常且长期遇到的充气不足的情况下,控制该工作温度是有利的。事实上,在标准负荷或超负荷型号轮胎的情况下,已知充气不足会导致胎侧工作温度的增加。在高负荷能力类型轮胎的情况下,充气不足具有更多的问题,由于轮胎承受非常重的负荷,因此导致胎侧工作温度进一步增加。
“单个胎体层”意指除胎体层之外,胎体增强件不具有由丝状增强元件增强的任何层。从轮胎的胎体增强件中排除的这种增强层的丝状增强元件包括金属丝增强元件和织物丝状增强元件。高度优选地,胎体增强件由单个胎体层构成。
根据该第一实施方案,任选地,轮胎具有由H=SW x AR/100限定的胎侧高度H,其中SW是轮胎的标称截面宽度,AR是轮胎的标称高宽比,并且满足H<95。
具有相对降低的胎侧高度的轮胎,其胎体增强件的压缩相对较高,当所承受负荷较重时更是如此,根据本发明的具有负荷指数LI的轮胎就是这种情况。因此,使用单个胎体层与胎侧高度H<95相结合是非常有利的。
在某些任选但仍有利的实施方案中,90≤H<95。事实上,这些实施方案在第一实施方案所涵盖的胎侧高度范围内具有相对较高的胎侧,对于这些实施方案,使用单个胎体层是特别有利的,因为与包括两个胎体层的轮胎相比,它可以显著减小轮胎的质量和滚动阻力。
根据允许通过回转来锚固胎体增强件的第一变体形式,单个胎体层围绕每个胎圈的周向增强元件形成卷绕,使得单个胎体层的轴向内部分沿轴向布置在单个胎体层的轴向外部分的内侧,并且使得单个胎体层的每个轴向端部沿径向布置在每个周向增强元件的外侧。
根据允许在不回转的情况下锚固胎体增强件的第二变体形式,单个胎体层具有沿轴向布置在每个胎圈的两个周向增强元件之间的部分,并且单个胎体层的每个轴向端部沿径向布置在每个胎圈的每个周向增强元件的每个径向外端部的内侧。例如,在文献WO2005/113259或WO2021/123522中描述了胎体增强件的这种类型锚固的变体形式。
特别地根据胎侧高度H和指数LI来选择胎体增强件的锚固。事实上,胎侧高度H越低并且负荷指数越高,则越优选第二锚固变体形式。在胎侧高度H较高而负荷指数较低的情况下,可以无区别地选择第一锚固变体形式或第二锚固变体形式的实施方案。
在第一实施方案中,优选地,每个胎体织物丝状增强元件包括至少两根多丝线股的组件,并且具有475tex或更多的纱线支数。
事实上,为了使单个单体层具有足够的机械强度,将使用具有相对较高纱线支数的胎体织物丝状增强元件,对于给定的材料,这使得可以获得相对较高的机械强度。
任选地,在第一实施方案中,每个胎体织物丝状增强元件具有的平均直径D≥0.85mm,优选D≥0.90mm。还任选地,D≤1.10mm,优选D≤1.00mm。
在第一实施方案中,由于前面解释的原因,0.82≤H/LI≤0.92。
根据第二实施方案,胎体增强件包括第一胎体层和第二胎体层。
这种类型的胎体增强件使得可以获得特别是对捏合(“捏合冲击”)有相对抵抗力的增强件。
根据该第二实施方案,任选地,该轮胎具有由H=SW x AR/100限定的胎侧高度H,其中SW是轮胎的标称截面宽度,AR是轮胎的标称高宽比,并且满足H≥95,优选H≥100。
具有相对较高胎侧高度的轮胎会导致胎体增强件具有相对较大的张力,特别是胎体增强件锚固(例如通过围绕周向增强元件(例如杆)回转的方式)在胎圈中的部分具有相对较大的张力,因为与具有相对较短胎侧高度的轮胎相比,它们包含的充气气体体积相对较大。这种张力越大,承受的负荷越大,根据本发明的具有负荷指数LI的轮胎就是这种情况。因此,使用两个胎体层是非常有利的,这使得可以大大减少施加至每个胎体层的张力。
此外,与根据第一实施方案的轮胎相反,具有相对较高胎侧高度的轮胎的胎体增强件的压缩相对较小。因此,尽管存在两个胎体层,也避免了胎体增强件过早变差的风险,特别是在重负荷和相对较低的压力下。
优选地,第一胎体层和第二胎体层各自在每个胎侧中以及在胎冠中沿径向在胎冠增强件的内侧延伸。
根据优选的变体形式,第一胎体层和第二胎体层中的一者围绕每个胎圈的周向增强元件形成卷绕,使得所述胎体层的轴向内部分沿轴向布置在所述胎体层的轴向外部分的内侧,并且使得所述胎体层的每个轴向端部沿径向布置在每个周向增强元件的外侧。
根据与第一胎体层和第二胎体层的存在相容的第一优选的配置:
-第一胎体层围绕每个胎圈的周向增强元件形成卷绕,使得第一胎体层的轴向内部分沿轴向布置在第一胎体层的轴向外部分的内侧,并且使得第一胎体层的每个轴向端部沿径向布置在每个周向增强元件的外侧;并且
-第二胎体层的每个轴向端部沿径向布置在第一层的每个轴向端部的内侧,并且:
-沿轴向布置在第一胎体层的轴向内部分和外部分之间;或者
-沿轴向布置在第一胎体层的轴向内部分的内侧;
并且优选地,第二胎体层的每个轴向端部沿轴向布置在第一胎体层的轴向内部分和外部分之间。
第一胎体层和第二胎体层的这种类型的布置使得可以获得第一胎体层和第二胎体层之间的有效机械联接,因此使得可以减少第一胎体层和第二胎体层之间的剪切。因此,这减少了轮胎的能量耗散和温度的增加,由于在重负荷下剪切特别大,因此情况更是如此。
事实上,在95≤H≤155的情况下,胎体增强件的这种类型的布置是特别有利的。事实上,通过将轮胎胎侧高度限制为胎侧高度H满足95≤H≤155,气体的体积就会减少,从而使胎体增强件的张力降低至合理的水平。
此外,由于第一胎体层和第二胎体层的特别布置,出乎意料地,获得了胎侧中能量耗散和工作温度最佳的轮胎,特别是在重负荷并且压力低于或等于相同尺寸的标准负荷或超负荷型号轮胎中的推荐压力的情况下。这是更加出人意料的,因为第一胎体层和第二胎体层的特别布置位于轮胎的一个区域(在此情况下位于胎圈中或胎圈附近),而这样使得可以减少轮胎另一个区域(远离胎圈,在此情况下是胎侧)中的能量耗散。已经发现,胎体增强件的特别布置(即第二胎体层的每个轴向端部沿轴向布置在第一胎体层的轴向内部分和外部分之间,或者沿轴向布置在第一胎体层的轴向内部分的内侧)使得可以减少第一胎体层和第二胎体层之间的张力差异。因此,第一胎体层和第二胎体层之间的张力差异减少的越多,在这些第一胎体层和第二胎体层之间产生的剪切就越小,耗散的能量就越少。
根据与第一胎体层和第二胎体层的存在相容的第二配置,第一胎体层围绕每个胎圈的周向增强元件形成卷绕,使得第一胎体层的轴向内部分沿轴向布置在第一胎体层的轴向外部分的内侧,并且使得第一胎体层的每个轴向端部沿径向布置在每个周向增强元件的外侧,第二胎体层的每个轴向端部沿径向布置在第一层的每个轴向端部的内侧并且沿轴向布置在第一胎体层的每个轴向外部分的外侧。
该第二配置在H>155的情况下特别有利。事实上,对于具有非常大胎侧高度(满足H>155)的高负荷能力类型的轮胎,第一胎体层的端部的张力变得非常大,应该设想这样的胎体增强件:与第一配置中描述的布置不同,第二胎体层的每个轴向端部沿轴向布置在第一胎体层的每个轴向外部分的外侧。通过胎体增强件的这种类型的布置,第一胎体层的端部的张力降低至合理的水平。
对于具有非常大胎侧高度(即H>155)的高负荷能力类型的轮胎,即使第一胎体层和第二胎体层之间的张力差异仍然很大,但胎侧高度使得可以获得相对较大的剪切面积,从而有效地耗散能量,对于这些轮胎,优选不具有第一配置中描述的第一胎体层和第二胎体层的布置。
在第二实施方案中,优选地,每个胎体织物丝状增强元件包括至少两根多丝线股的组件,并且具有475tex或更少的总纱线支数。
事实上,两个胎体层的存在使得可以减少每个层的每个胎体织物丝状增强元件的总纱线支数,同时具有足够的胎体增强件的机械强度。
任选地,在第二实施方案中,第一胎体层和第二胎体层各自的每个胎体织物丝状增强元件分别具有的平均直径D1、D2满足D1≤0.90mm并且D2≤0.90mm,优选D1≤0.85mm并且D2≤0.85mm,更优选D1≤0.75mm并且D2≤0.75mm。
这种类型相对较小的直径D1和D2使得可以限制在第一胎体层和第二胎体层各自端部的附近产生裂纹。事实上,每个胎体织物丝状增强元件的端部构成了产生裂纹的优先起点,特别是由于它没有任何粘合剂组合物,因此与嵌入其中的相邻基质的粘附性较差。通过减小每个直径D1、D2,端部的表面积就会减小,从而减少了产生裂纹的风险。还任选地,D1和D2满足D1≥0.55mm并且D2≥0.55mm,优选D1≥0.60mm并且D2≥0.60mm。
在第二实施方案中,由于前面解释的原因,0.88≤H/LI≤0.98。
不管是第一实施方案还是第二实施方案,标称截面宽度SW和标称高宽比AR都是那些写在轮胎胎侧上的尺寸标记,并且符合ETRTO2019标准手册。线股和丝状增强元件各自的纱线支数(或线密度)根据2014年的标准ASTM D 885/D 885M–10a确定。纱线支数以tex计(1000m产品的克重-作为提醒:0.111tex等于1旦尼尔)。
在第一实施方案和第二实施方案中,每个胎体织物丝状增强元件的直径是该胎体织物丝状增强元件所外接的最小圆的直径。平均直径是指沿10cm长度的每个胎体层的胎体织物丝状增强元件的直径的平均值。
在第一实施方案和第二实施方案中,任选地,每根多丝线股选自由聚酯制成的多丝线股、由芳族聚酰胺制成的多丝线股和由脂族聚酰胺制成的多丝线股,每根多丝线股优选选自由聚酯制成的多丝线股和由芳族聚酰胺制成的多丝线股。
“由聚酯制成的多丝线股”意指由通过酯键相互结合的基团形成的线性大分子的单丝所构成的多丝线股。聚酯通过由二羧酸或其衍生物之一与二醇之间的酯化反应所进行的缩聚制得。例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯可以通过对苯二甲酸和乙二醇的缩聚制得。在已知的聚酯中,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)或聚萘二甲酸丙二醇酯(PPN)。
“由芳族聚酰胺制成的多丝线股”意指由通过酰胺键相互结合的芳族基团形成的线性大分子单丝所构成的多丝线股,其中至少85%的酰胺键直接与两个芳族核结合,更特别地是由聚对苯二甲酸对苯二酯(或PPTA)制成的纤维,长期以来,这些纤维是由光学各向异性纺纱的组合物生产的。在芳族聚酰胺中,可以举出聚芳基酰胺(或PAA,特别地以Solvay公司制造的商业名称lxef而已知)、聚(己二酰间苯二甲胺)、聚邻苯二甲酰胺(或PPA,特别地以Solvay公司制造的商业名称Amodel而已知)、无定形半芳族聚酰胺(或PA 6-3T,特别地以Evonik公司制造的商业名称Trogamid而已知)、对位芳纶(或聚对苯二甲酰对苯二胺或PAPPD-T,特别地以Du Pont of Nemours公司制造的商业名称Kevlar或Teijin公司制造的Twaron而已知)。
“由脂族聚酰胺制成的多丝线股”意指由含有酰胺官能团的聚合物或共聚物的线性大分子的单丝构成的多丝线股,所述酰胺官能团不具有芳环并且可以通过羧酸与胺之间的缩聚反应来合成。在脂族聚酰胺中,可以举出尼龙PA4.6、PA6、PA6.6或PA6.10,特别是DuPont公司制造的Zytel、Solvay公司制造的Technyl或Arkema公司制造的Rilsamid。
高度优选地,组件选自两根聚酯多丝线股的组件和一根聚酯多丝线股与一根芳族聚酰胺多丝线股的组件。
在第一实施方案和第二实施方案中,在某些优选的配置中,缠绕胎体层的每个轴向端部沿径向布置在轮胎赤道的内侧,更优选地,布置在距每个胎圈的每个周向增强元件的径向内部端部30mm或更小的径向距离处。
通过将缠绕胎体层的每个轴向端部布置在轮胎赤道的内侧,可以显著减少胎体增强件的质量。此外,目前用于客运车辆轮胎的绝大多数轮辋都具有“J”型凸缘,其高度在所有情况下都小于30mm。将每个轴向端部非常优选地布置在径向上基本与轮辋凸缘相对应的区域内,使得可以机械地保护每个轴向端部。事实上,如果每个轴向端部沿径向布置在每个胎圈的每个周向增强元件上方太远的地方(即,在距每个周向增强元件的径向内端部严格大于30mm的径向距离处),则每个轴向端部就会在轮胎的柔性区域受到过大的应力,在高负荷能力类型轮胎的情况下所述应力特别大。
任选地,胎冠增强件包括环箍增强件,所述环箍增强件沿轴向由环箍增强件的两个轴向边缘界定并包括至少一个环箍丝状增强元件,所述环箍丝状增强元件沿周向螺旋缠绕以便在环箍增强件的轴向边缘之间沿轴向延伸。
优选地,环箍增强件沿径向布置在工作增强件的外侧。
优选地,环箍丝状增强元件或每个环箍丝状增强元件在主方向上延伸,所述主方向与轮胎的周向方向一起形成绝对值为10°或更小,优选7°或更小,更优选5°或更小的角度。
本发明的主题还为包括上述安装组件的客运车辆。
附图说明
通过阅读以下说明将更好地理解本发明,所述说明仅以非限制性实施例的方式并且参考附图给出,在附图中:
-图1是根据本发明第一实施方案的安装组件在子午截面上的视图;
-图2是图1的安装组件的轮胎在子午截面上的视图;
-图3是根据图2的平面III-III’的截面图,示出了图1轮胎的胎体增强件;
-图4和图5分别是与图2和图3相似的根据本发明第二实施方案的安装组件的轮胎的视图;以及
-图6是与图1类似的视图,比较了根据现有技术的安装组件和图1的安装组件的拱曲度。
在图中,X、Y、Z表示对应于轮胎或安装组件的常用方向(分别为轴向方向(Y)、径向方向(Z)和周向方向(X))的参考系。
具体实施方式
在以下的描述中,所做的测量在无负荷且未充气的轮胎上进行,或者在轮胎子午平面的截面上进行。
根据第一实施方案的安装组件
图1表示根据本发明的由附图标记10标示的安装组件。安装组件10包括轮胎11和包括轮辋200的安装支撑件100。在此情况下,将轮胎11充气至范围为200kPa至350kPa,优选250kPa至330kPa的压力,在此情况下等于270kPa。
轮胎11具有围绕基本上平行于轴向方向Y的旋转轴线R呈基本上环曲面的形状。该轮胎是为客运车辆设计的。在不同的图中,轮胎11处于崭新的状态,即还没有行驶过。
轮胎11包括两个胎侧30,所述胎侧30带有标示轮胎11的尺寸,以及额定速度和速度代号的标记。在此情况下,轮胎11具有范围为205至315,优选为225至315,更优选为245至315的标称截面宽度SW,在此情况下等于255。轮胎11还具有范围为25至55,优选范围为30至45的标称高宽比AR,在此情况下等于35。轮胎11具有范围为17至23,优选范围为18至23的标称轮辋直径,在此情况下等于18。因此,轮胎11的胎侧高度H限定为SW x AR/100=89<95。
根据本发明,该标记还包括范围为98至116的负荷指数LI,满足LI≥LI’+1,其中LI’是根据ETRTO 2019标准手册具有相同尺寸的超负荷轮胎的负荷指数。优选地,LI’+1≤LI≤LI’+4,并且甚至LI’+2≤LI≤LI’+4。
尺寸为255/35R18的超负荷型号的轮胎具有等于94的负荷指数,如ETRTO 2019标准手册的Passenger Car Tyres–Tyres with Metric Designation部分的第36页所示。因此,轮胎11的负荷指数LI满足LI≥95,优选95≤LI≤98,甚至96≤LI≤98,在此情况下LI=98。该等于98的负荷指数与ETRTO 2021手册中标明的尺寸为255/35R18的高负荷能力轮胎的负荷指数很相符。因此,轮胎11是高负荷能力类型。
轮胎11满足0.82≤H/LI≤0.98,优选0.82≤H/LI≤0.92,在此情况下H/LI=0.91。
对于这种类型的尺寸,ETRTO 2019标准手册在Passenger Car Tyres–Tyres withMetric Designation部分的第36页指出,测量轮辋的轮辋宽度代号等于9。因此,安装组件10的轮辋200选自:
-根据ETRTO 2019标准手册所限定的轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号的轮辋,
-轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号减去0.5的轮辋,以及
-轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号加上0.5的轮辋。
在此情况下,安装组件10的轮辋200是轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号减去0.5(因此在此情况下等于8.5)的轮辋。根据ETRTO 2019标准手册,轮辋200具有“J”型轮廓,轮辋宽度为A。在此情况下,由于轮辋200的轮廓是8.5J型,因此其以mm表示的轮辋宽度A等于215.90mm。
参考图2,轮胎11包括胎冠12,所述胎冠12包括胎面14和胎冠增强件16,所述胎面14设计成在行驶过程中与地面接触,所述胎冠增强件16在周向方向X上在胎冠12中延伸。轮胎11还包括对充气气体密封的层18,该层被设计成一旦将轮胎11安装在安装支撑件100上,则与轮胎11的安装支撑件100一起界定封闭的内腔。
胎冠增强件16包括工作增强件20和环箍增强件22。工作增强件16包括至少一个工作层,在此情况下包括两个工作层,所述两个工作层包括沿径向布置在径向外工作层26内侧的径向内工作层24。从径向内层24和径向外层26两个层中,轴向宽度最小的层是径向外层26。
环箍增强件22包括至少一个环箍层,在此情况下包括一个环箍层28。
胎冠增强件16在径向上由胎面14覆盖。在此情况下,环箍增强件22(在此情况下为环箍层28)沿径向布置在工作增强件20的外侧,因此沿径向插入在工作增强件20与胎面14之间。
两个胎侧30沿径向向内延长胎冠12。轮胎11还包括沿径向在胎侧30内侧的两个胎圈32。每个胎侧30将每个胎圈32连接至胎冠12。
轮胎11包括锚固在每个胎圈32中的胎体增强件34,在此情况下,所述胎体增强件34围绕周向增强元件33(在此情况下为杆)形成卷绕。胎体增强件34沿径向在每个胎侧30中以及沿轴向在胎冠12中沿径向在胎冠增强件16的内侧延伸。胎冠增强件16沿径向布置在胎面14和胎体增强件34之间。胎体增强件34包括至少一个胎体层36,在此情况下包括单个胎体层36。
环箍增强件22(在此情况下为环箍层28)沿轴向由两个轴向边缘281、282界定,并包括一个或多个环箍丝状增强元件,所述环箍丝状增强元件在主方向上在每个轴向边缘281、282之间沿周向螺旋缠绕,所述主方向与轮胎10的周向方向X一起形成绝对值为10°或更小,优选为7°或更小,更优选为5°或更小的角度AF。在此情况下,AF=-5°。
径向内工作层24和径向外工作层26各自沿轴向由每个工作层24、26的两个轴向边缘(分别为241、242、261、262)界定。径向内工作层24的轴向宽度T1=223.00mm,径向外工作层26的轴向宽度T2=209.00mm,从而使径向外工作层26成为轴向宽度最小的工作层。
注意到,SW=255和T2=209满足以下关系式:T2≥SW–75,优选T2≥SW–70并且T2≤SW–27,优选T2≤SW-30。
如图1所示,安装组件10满足轮胎11的胎侧沿径向矫直。事实上,比值T2/A满足0.85≤T2/A≤1.00,优选0.90≤T2/A≤1.00,更优选0.93≤T2/A≤0.97,在此情况下T2/A=0.97。
每个工作层24、26包括从每个工作层24、26的一个轴向边缘241、261沿轴向延伸至另一个轴向边缘242、262的工作丝状增强元件,所述工作丝状增强元件在主方向上基本上相互平行,所述主方向与轮胎10的周向方向X一起分别形成绝对值严格大于10°,优选范围为15°至50°,更优选范围为20°至35°的具有相反取向的角度AT1和AT2。在此情况下,AT1=-26°并且AT2=+26°。
单个胎体层36沿轴向由两个轴向边缘(分别为361、362)界定,并包括胎体织物丝状增强元件(分别为360),所述胎体织物丝状增强元件在主方向D3上从一个轴向边缘361沿轴向延伸至另一个轴向边缘362,所述主方向D3与轮胎10的周向方向X形成绝对值范围为80°至90°的角度AC,在此情况下AC=+90°。
单个胎体层36围绕每个胎圈32的每个周向增强元件33形成卷绕,使得第一胎体层36的轴向内部分3611、3621沿轴向布置在第一胎体层36的轴向外部分3612、3622的内侧,并且使得第一胎体层36的每个轴向端部361、362沿径向布置在每个周向增强元件33的外侧。
单个胎体层36的各个轴向端部361、362沿径向布置在轮胎的赤道E的内侧。更具体地,第一胎体层36的各个轴向端部361、362布置在距每个胎圈32的每个周向增强元件33的径向内端部331的30mm或更小的径向距离RNC处。在此情况下,RNC=23mm。
工作层24、26,环箍层28以及胎体层36各自包括用于压延相应层的丝状增强元件的基质。优选地,压延基质由聚合物(更优选弹性体)制成,例如那些在轮胎领域常规使用的聚合物。
每个环箍丝状增强元件通常包括两根多丝线股,每根多丝线股由纱线支数等于140tex的脂族聚酰胺(在此情况下为尼龙)单丝的丝状物构成,这两根多丝线股各自在一个方向上以250圈/米螺旋捻合,然后在相反方向上以250圈/米螺旋捻合在一起。这两根多丝线股围绕彼此螺旋缠绕。作为变体形式,可以使用以下环箍丝状增强元件:所述环箍丝状增强元件包括一根由纱线支数等于140tex的脂族聚酰胺(在此情况下为尼龙)单丝的丝状物构成的多丝线股和一根由纱线支数等于167tex的芳族聚酰胺(在此情况下为芳纶)单丝的丝状物构成的多丝线股,这两根多丝线股各自在一个方向上以290圈/米螺旋捻合,然后在相反方向上以290圈/米螺旋捻合在一起。这两根多丝线股围绕彼此螺旋缠绕。根据另一变体形式,可以使用以下环箍丝状增强元件:所述环箍丝状增强元件包括两根分别由纱线支数等于330tex的芳族聚酰胺(在此情况下为芳纶)单丝的丝状物构成的多丝线股和一根由纱线支数等于188tex的脂族聚酰胺(在此情况下为尼龙)单丝的丝状物构成的多丝线股,这些多丝线股各自在一个方向上以270圈/米螺旋捻合,然后在相反方向上以270圈/米螺旋捻合在一起。这三根多丝线股围绕彼此螺旋缠绕。
通常,使用重负荷会导致轮胎可接受的极限速度下降,以及其性能(例如,其漂移刚性)变差。因此,通过使用一个或多个具有高模量的包括一根或多根芳族聚酰胺线股的环箍丝状增强元件(例如,如上述两个最终变体形式中所描述的),可以增加轮胎的可接受的极限速度,并改善性能(特别是其漂移刚性)。
每个工作丝状增强元件是四根钢单丝的组件4.26,所述组件4.26包括两根单丝的内层和围绕内层以14.0mm的节距螺旋缠绕(例如,在方向S上)在一起的两根单丝的外层。这种类型的组件4.26的断裂力等于640N,直径等于0.7mm。每根钢单丝的直径等于0.26mm,机械阻力等于3250MPa。作为变体形式,也可以使用直径等于0.23mm的六根钢单丝的组件,所述组件包括在第一方向上(例如在方向Z上)以12.5mm的节距螺旋缠绕在一起的两根单丝的内层和围绕内层在第二方向上(与第一方向相反,例如在方向S上)以12.5mm的节距螺旋缠绕在一起的四根单丝的外层。
如图3所示,每个胎体织物丝状增强元件360包括至少两根多丝线股363、364的组件。每根多丝线股363、364选自聚酯多丝线股、芳族聚酰胺多丝线股和脂族聚酰胺多丝线股,优选选自聚酯多丝线股和芳族聚酰胺多丝线股。在此情况下,组件选自两根聚酯多丝线股的组件和一根聚酯多丝线股和一根芳族聚酰胺多丝线股的组件,并且在此情况下,所述组件由两根PET多丝线股构成,这两根多丝线股各自在一个方向上以270圈/米螺旋捻合,然后在相反方向上以270圈/米螺旋捻合在一起。这些多丝线股各自具有等于334tex的纱线支数,使得组件的总纱线支数为475tex或更大,在此情况下等于668tex。每个胎体织物丝状增强元件360具有的平均直径D(以mm表示)满足D≥0.85mm,优选D≥0.90mm并且满足D≤1.10mm,优选D≤1.00mm。在此情况下,D=0.95mm。
根据第二实施方案的安装组件
现在将参考图4和图5来描述根据第二实施方案的轮胎。与第一实施方案相似的元件以相同的附图标记来标示。
不同于第一实施方案,轮胎11的尺寸为225/55R18,即标称截面宽度SW=225,标称高宽比AR=55,并且在此情况下标称轮辋直径等于18。根据第二实施方案的轮胎11的胎侧高度H限定为SW x AR/100=124≥95,优选H≥100。
该标记还包括范围为98至116的负荷指数LI,满足LI≥LI’+1,其中LI’是根据ETRTO 2019标准手册具有相同尺寸的超负荷轮胎的负荷指数。优选地,LI’+1≤LI≤LI’+4,并且甚至LI’+2≤LI≤LI’+4。
尺寸为225/55R18的超负荷型号的轮胎具有等于102的负荷指数,如ETRTO 2019标准手册的Passenger Car Tyres–Tyres with Metric Designation部分的第28页所示。因此,轮胎11的负荷指数LI满足LI≥103,优选103≤LI≤106,甚至104≤LI≤106,在此情况下LI=105。该等于105的负荷指数与ETRTO 2021手册中标明的尺寸为225/55R18的高负荷能力轮胎的负荷指数很相符。因此,轮胎11是高负荷能力类型。
对于这种类型的尺寸,ETRTO 2019标准手册在Passenger Car Tyres–Tyres withMetric Designation部分的第28页指出,测量轮辋的轮辋宽度代号等于7。因此,带有轮胎的安装组件的轮辋200优选具有的轮辋宽度代号等于对于轮胎尺寸的测量轮辋的宽度代号减去0.5,在此情况下为6.5,即轮辋宽度A=165.10mm。
径向内工作层24和径向外工作层26各自分别具有T1=174mm和T2=160.00mm的轴向宽度。
注意到,正如第一实施方案,SW=225并且T2=160mm满足以下关系式:T2≥SW–75,优选T2≥SW–70并且T2≤SW–27,优选T2≤SW–30并且比值T2/A满足0.85≤T2/A≤1.00,优选0.90≤T2/A≤1.00,更优选0.93≤T2/A≤0.97,在此情况下T2/A=0.97。
不同于第一实施方案,第二实施方案的安装组件的轮胎11包括第一胎体层36和第二胎体层37,所述第一胎体层36和第二胎体层37沿轴向由两个轴向边缘(分别为361、362、371、372)界定并且包括胎体织物丝状增强元件(分别为360、370),所述胎体织物丝状增强元件360、370在主方向D3上从一个轴向边缘361、371沿轴向延伸至另一个轴向边缘362、372,所述主方向D3与轮胎10的周向方向X形成绝对值范围为80°至90°的角度AC,在此情况下AC=+90°。
第一胎体层36和第二胎体层37各自在每个胎侧30中以及在胎冠12中沿径向在胎冠增强件16的内侧延伸。
第一胎体层36围绕每个胎圈32的每个周向增强元件33形成卷绕,使得第一胎体层36的轴向内部分3611、3621沿轴向布置在第一胎体层36的轴向外部分3612、3622的内侧,并且使得第一胎体层36的每个轴向端部361、362沿径向布置在每个周向增强元件33的外侧。第二胎体层37的轴向端部371、372各自沿径向布置在第一层的各个轴向端部361、362的内侧,并且沿轴向布置在第一胎体层36的轴向内部分3611、3612和轴向外部分3621、3622之间。
第一胎体层36的各个轴向端部361、362沿径向布置在轮胎的赤道E的内侧。更具体地,第一胎体层36的各个轴向端部361、362布置在距每个胎圈32的每个周向增强元件33的径向外端部331的30mm或更小的径向距离RNC处。在此情况下RNC=23mm。
第一胎体层36和第二胎体层37各自的每根胎体织物丝状增强元件360、370包括至少两根多丝线股363、364、373、374的组件。在此情况下,每个组件由两根PET的多丝线股构成,这两根多丝线股各自在一个方向上以420圈/米螺旋捻合,然后在相反方向上以420圈/米螺旋捻合在一起。这些多丝线股各自具有等于144tex的纱线支数,使得组件的总纱线支数为475tex或更小,在此情况下等于288tex。
每根胎体织物丝状增强元件360、370分别具有的平均直径D1、D2(以mm表示)满足D1≤0.90mm并且D2≤0.90mm,优选D1≤0.85mm并且D2≤0.85mm,更优选D1≤0.75mm并且D2≤0.75mm,并且满足D1≥0.55mm并且D2≥0.55mm,优选D1≥0.60mm并且D2≥0.60mm。在此情况下,D1=D2=0.62mm。
对比测试
静态测试
图6示出了尺寸为255/35R18的轮胎的静态压缩测试结果,该轮胎与第一实施方案相同,但其中比值T2/A等于1.05(左边所示的轮胎),而根据第一实施方案的轮胎,其比值T2/A等于0.97(右边所示的轮胎)。在250kPa的压力下,施加至每个轮胎的负荷等于750kg。
注意到,左边轮胎的拱曲度明显大于右边轮胎的拱曲度。事实上,左边轮胎的转动轴线R与地面的距离DR1比右边轮胎的转动轴线R与地面的距离DR2短。
特别地注意到,右边轮胎的胎侧在径向上比左边轮胎的胎侧更直。这可以在每个胎侧的相同径向尺寸处,通过比较位于接触区域对面的胎侧外表面与平面SA之间的距离DF1和DF2来了解,所述平面SA垂直于轮胎的转动轴线R并穿过限定轮辋轴向宽度A的轮辋支撑面。这也可以在位于与接触区域垂直的每个胎侧的相同径向尺寸处,通过比较胎侧的外表面与垂直平面SA之间的距离DF1’和DF2’来了解。可以观察到,DF1>DF2并且DF1’>DF2’。
行驶测试模拟
为了证明本发明的优势,发明人模拟了由MICHELIN制造的尺寸为255/35R18的超负荷型号的Pilot Sport 4轮胎的行驶,该轮胎的负荷指数等于94,符合ETRTO 2019标准。该轮胎包括与之前描述的轮胎类似的胎冠增强件,不同的是T2的值等于226.00mm。
模拟了多个安装组件,这些安装组件包括安装在多个安装支撑件上的上述轮胎,所述安装支撑件包括具有三个不同轮辋宽度代号(即,8.5、9和10)的轮辋。对于每个安装组件,都进行了行驶测试的模拟,类似于EEC-UNO第30号条例附件VII中描述的负荷/速度性能测试,但在更高应力的两种不同条件下。
第一种条件再现了超负荷型号轮胎的使用,模拟了充气至等于250kPa压力且负荷等于670kg的轮胎。注意到,所施加的负荷对应于根据ETRTO 2019标准手册轮胎通常必须能够承受的负荷(但是在290KPa的压力下)。因此,这第一种条件再现了轮胎充气不足的使用,因此应力更高。
第二种条件再现更大负荷下的使用,模拟了充气至等于250kPa压力且负荷等于750kg的轮胎。注意到,所施加的负荷对应于根据ETRTO 2019标准手册负荷指数为98的轮胎在290kPa的压力下通常必须能够承受的负荷。因此,第二种条件再现了轮胎超载且充气不足的使用,因此比第一种条件应力更高。
在这些模拟过程中,对于胎体增强件(在此情况下为单个胎体层)的位于胎侧中的部分,测量了压延基质的最大体积能量耗散DNRJ,以daN/mm2表示。该值越大,轮胎结构的能量耗散就越大,温度的增加也就越大。这些值与相对值100有关,低于相对值100,能量耗散得到控制,高于相对值100,能量耗散就得不到充分的控制。这些值包括在下表1中。NT是指安装组件没有经过测试。
表1
这些测试表明,比值T2/A的降低使得能够控制胎体增强件(在此情况下为单个胎体层)的位于胎侧中的部分的能量耗散,即使负荷相对较重且压力低于承受相应负荷所推荐的压力。因此,根据本发明,可以改变T2和/或A以获得能够校直胎侧的比值T2/A,从而减少施加在胎体增强件上的应力。
本发明不限制于前述实施方案。
Claims (15)
1.安装组件(10),其包括:
-用于客运车辆的轮胎(11),所述轮胎(11)包括胎冠(12)、两个胎圈(32)、两个胎侧(30)和胎体增强件(34),每个胎侧(30)将每个胎圈(32)连接至胎冠(12),所述胎体增强件(34)锚固在每个胎圈(32)中,所述胎冠(12)包括胎冠增强件(16)和胎面(14),所述胎体增强件(34)在每个胎侧(30)中以及在胎冠(12)中沿径向在胎冠增强件(16)的内侧延伸,所述胎冠增强件(16)沿径向布置在胎面(14)和胎体增强件(34)之间并且包括工作增强件(20),所述工作增强件(20)包括至少一个轴向宽度最小的工作层(26),所述轴向宽度最小的工作层(26)具有以mm表示的轴向宽度T2;和
-安装支撑件(100),所述安装支撑件(100)包括轮辋(200),所述轮辋(200)具有根据ETRTO 2019标准手册以mm表示的轮辋宽度A;
其特征在于,所述轮胎(11)具有的负荷指数LI满足LI≥LI’+1,LI’是根据ETRTO 2019标准手册具有相同尺寸的超负荷轮胎的负荷指数,并且比值T2/A满足T2/A≤1.00。
2.根据前一权利要求所述的安装组件(10),其中,LI’+1≤LI≤LI’+4,优选LI’+2≤LI≤LI'+4。
3.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,0.85≤T2/A,优选0.90≤T2/A,更优选0.93≤T2/A≤0.97。
4.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述轮胎(11)具有的标称截面宽度SW满足T2≥SW–75,优选T2≥SW–70。
5.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述轮胎(11)具有的标称截面宽度SW满足T2≤SW–27,优选T2≤SW-30。
6.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述轮辋(200)选自:
-根据ETRTO 2019标准手册所限定的轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号的轮辋,
-轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号减去0.5的轮辋,以及
-轮辋宽度代号等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号加上0.5的轮辋,
所述轮辋(200)的轮辋宽度代号优选等于针对轮胎尺寸的测量轮辋宽度代号减去0.5。
7.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述轮胎(11)具有的标称截面宽度SW的范围为205至315,标称高宽比的范围为25至55,标称轮辋直径的范围为17至23,负荷指数LI的范围为98至116,优选地,标称截面宽度SW的范围为225至315,标称高宽比的范围为25至55,标称轮辋直径的范围为18至23,负荷指数LI的范围为98至116,更优选地,标称截面宽度SW的范围为245至315,标称高宽比的范围为30至45,标称轮辋直径的范围为18至23,负荷指数LI的范围为98至116。
8.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述轮胎(11)具有的尺寸和负荷指数LI选自以下尺寸和负荷指数:225/55R18 105、225/55ZR18 105、205/55R19100、205/55ZR19 100、235/45R21 104、235/45ZR21 104、285/45R22 116、285/45ZR22 116、205/40R17 88、205/40ZR17 88、245/40R19 101、245/40ZR19 101、255/40R20 104、255/40ZR20 104、245/40R21 103、245/40ZR21 103、255/40R21 105、255/40ZR21 105、265/40R21 108、265/40ZR21 108、255/40R22 106、255/40ZR22 106、255/35R18 98、255/35ZR1898、245/35R20 98、245/35ZR20 98、265/35R20 102、265/35ZR20 102、245/35R21 99、245/35ZR21 99、255/35R21 101、255/35ZR21 101、265/35R21 103、265/35ZR21 103、275/35R21105、275/35ZR21 105、285/35R21 108、285/35ZR21 108、295/35R22 111、295/35ZR22 111、275/35R23 108、275/35ZR23 108、285/30R21 103、285/30ZR21 103、315/30R21 109、315/30ZR21 109、325/30R21 111、325/30ZR21 111、315/30R23 111、315/30ZR23 111。
9.根据前一权利要求所述的安装组件(10),其中,所述轮胎(11)充气至范围为200kPa至350kPa,优选为250kPa至330kPa的压力。
10.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述工作增强件(20)包括径向内工作层(24)和径向外工作层(26),所述径向外工作层(26)沿径向布置在所述径向内工作层(24)的外侧。
11.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述轴向宽度最小的工作层(26)或每个工作层(24、26)沿轴向由所述工作层(24、26)的两个轴向边缘(241、242、261、262)界定并包括工作丝状增强元件,所述工作丝状增强元件基本上彼此平行地从所述工作层(24、26)的一个轴向边缘沿轴向延伸至另一个轴向边缘。
12.根据前一权利要求所述的安装组件(10),其中,每个工作丝状增强元件在主方向上延伸,所述主方向与所述轮胎(11)的周向方向(X)一起形成绝对值严格大于10°,优选范围为15°至50°,更优选范围为20°至35°的角度。
13.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述胎体增强件(34)包括至少一个胎体层(36、37),所述胎体层(36、37)或每个胎体层(36、37)沿轴向由胎体层(36、37)或每个胎体层(36、37)的两个轴向边缘(361、362、371、372)界定并包括胎体织物丝状增强元件(360、370),所述胎体织物丝状增强元件(360、370)在主方向上从胎体层(36、37)或每个胎体层(36、37)的一个轴向边缘沿轴向延伸至另一个轴向边缘,所述主方向与所述轮胎(11)的周向方向(X)形成绝对值范围为80°至90°的角度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10),其中,所述胎冠增强件(16)包括环箍增强件(22),所述环箍增强件(22)沿轴向由环箍增强件的两个轴向边缘(281、282)界定并包括至少一个环箍丝状增强元件,所述环箍丝状增强元件沿周向螺旋缠绕以便在环箍增强件(22)的轴向边缘(281、282)之间沿轴向延伸。
15.客运车辆,其包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的安装组件(10)。
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