CN1313202A - 汽车轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种汽车轮胎包括一个中央外胎区,由贯穿其间的中央斜向沟槽(g)将其分割成中央隔块B0;一个边侧外胎区,由从周向沟槽(G)延伸到外胎边缘的第一和第二斜向沟槽(ga和gb)和在第一斜向沟槽(ga1)之间延伸的同时穿过第二斜向沟槽(gb)的交叉斜向沟槽(gc)将其分隔成四种隔块B1、B2、B3和B4;中央斜向沟槽(g)和交叉斜向沟槽(gc)与第一和第二斜向沟槽(ga和gb)的斜度方向相反;在每个边侧着地区中,第一到第四边侧隔块B1到B4每一种的数量和中央隔块B0的数量相等;两个交叉斜向沟槽(gc)和每个第一斜向沟槽(ga)在轴向不同的位置(P1和P2)处交汇。

Description

汽车轮胎
本发明关于充气的轮胎，特别是关于具有特殊沟槽设计的、块状花纹的轮胎。这种沟槽设计能够改善公路行驶时的噪音，同时在越野行驶时能维持很好的路面抗滑性能。
通常，包括休闲车在内的4WD的汽车都设有能在野外，例如天然土路、泥泞道路、积雪的路等等使用的径向轮胎。然而，4WD的汽车特别是休闲汽车也有许多机会行驶在铺设很好的公路上，例如高速公路、快车道等等。
另一方面，主要用在越野轮胎上的外胎花纹是一种由比较宽的沟槽划分的隔块所形成的块状花纹。在这种块状花纹的轮胎中，由于隔块之间的空间比较宽，在公路上的驾驶稳定性和乘坐舒适度特别是噪音性能不太好。
如果将外胎上的沟槽面积减小，也许可以改善公路性能，但将损坏越野性能例如抗滑性能，如牵引、刹车、拐弯防滑及排出陷入沟槽中的沙子和雪等等。
因此本发明的目的是提供一种汽车轮胎，其公路性能特别是噪音将会得到改善，而不会降低越野性能特别是抗滑性能，这样就能够在公路和越野两种条件下使用。
根据本发明，汽车轮胎包括设有周向沟槽(G)的外胎，该沟槽设在轮胎等分线两侧，将外胎分成位于两个周向沟槽之间的中央外胎区和沿轴向在每个周向沟槽外侧的边侧外胎区；由贯穿其间的中央斜向沟槽(g)分割成中央隔块B0的中央外胎区；及边侧外胎区，在边侧外胎区上设有第一斜向沟槽(ga)，它从周向沟槽(G)延伸到外胎边缘；第二斜向沟槽(gb)，它从周向沟槽(G)延伸到外胎边缘，不和第一斜向沟槽(ga)交接但是和第一斜向沟槽(ga)交替出现；交叉斜向沟槽(gc)，每个从一个第一斜向沟槽(ga1)延伸到下一个第一斜向沟槽(ga2)，同时穿过位于其间的第二斜向沟槽(gb)，中央斜向沟槽(g)和交叉斜向沟槽(gc)的斜度与第一斜向沟槽(ga)和第二斜向沟槽(gb)的斜度相对于轮胎等分线方向相反，
其中边侧外胎区被分成：
第一边侧隔块B1，它是由周向沟槽(G)、交叉斜向沟槽(gc)、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga1)包围形成；
第二边侧隔块B2，它是由周向沟槽(G)、交叉斜向沟槽(gc)、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga2)包围形成；
第三边侧隔块B3，它是由交叉斜向沟槽(gc)、外胎边缘、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga1)包围形成；及
第四边侧隔块B4，它是由交叉斜向沟槽(gc)、外胎边缘、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga2)包围形成。
在每个边侧外胎区中，第一边侧隔块B1的数量、第二边侧隔块B2的数量、第三边侧隔块B3的数量、第四边侧隔块B4的数量和中央隔块B0的数量相等，并且
两个交叉斜向沟槽(gc)和每个第一斜向沟槽(ga)在轴向不同的位置交汇。
参照附图，现在详细描述本发明的实施例。
图1是本发明的一种轮胎的展开后的平面视图，表示了一个外胎花纹的简化模型。
图2是一个放大的局部平面视图。
图3是用于解释隔块设计的原理图。
图4是本发明的一种轮胎的展开后的平面视图，表示了一种外胎花纹更实用的例子。
在图中，本发明的充气径向轮胎1包括一个外胎2，在轮胎等分线c两侧设有沿周向的沟槽(G)，将外胎和地面接触的部分分成位于两个周向沟槽(G)之间的中央外胎区2A和位于每个周向沟槽(G)外侧和附近的外胎边缘TE之间的两个边侧着地区2B。
这里，外胎边缘E是轮胎与地面接触的区域中轴向最外的边E，此时，轮胎安装在标准的轮圈上并充气到标准压力，然后装载标准的荷载。该标准轮圈是JATMA中指明的“标准轮圈”、ETRTO中的“度量轮圈”、T&RA中的“设计轮圈”等等。标准压力是JATMA中的“最大空气压力”、ETRTO中的“充气压力”、T&RA中的表“在各种冷充气压力下轮胎的装载极限”中给出的最大压力等等。标准载荷是JATMA中的“最大装载量”、ETRTO中的“装载量”和T&RA中上面提到的表中给出的最大值等等。然而，在客车轮胎中用180kPa作为标准压力，装载88％的最大载荷。
周向沟槽(G)位于轮胎等分线C附近，这样周向沟槽(G)的中心线与轮胎等分线C的轴向距离在不大于0.15倍的着地宽度W的范围内。
中央外胎区2A被中央斜向沟槽(g)贯穿，从一个周向沟槽(G)在相对于圆周方向的一个方向上倾斜穿到另一个周向沟槽。中央外胎区2A被分割成中央隔块B0，其周向长度大于轴向宽度WO。
边侧着地区2B上设有第一斜向沟槽(ga)、第二斜向沟槽(gb)和交叉斜向沟槽(gc)将其分成四种边侧隔块，即第一到第四边侧隔块B1到B4。第一到第四边侧隔块B1到B4有着不同的形状，每个隔块一般被看成是如图1中所示的不规则四边形。
第一斜向沟槽(ga)从周向沟槽(G)斜向延伸到外胎边缘TE，其相对于圆周方向的倾斜方向与中央斜向沟槽(g)的倾斜方向相反。
第二斜向沟槽(gb)从周向沟槽(G)斜向延伸到外胎边缘TE，其相对于圆周方向的倾斜方向与中央斜向沟槽(g)的倾斜方向相反。
第一斜向沟槽(ga)和第二斜向沟槽(gb)在圆周方向上交替出现但是互相不相交。
交叉斜向沟槽(gc)延伸在沿圆周方向相邻的第一斜向沟槽之间，起于其中之一(ga1)终于下一个(ga2)，因此穿过位于其间的一个第二斜向沟槽(gb)。交叉斜向沟槽(gc)相应地与第一和第二斜向沟槽反向倾斜。在图1中所有的交叉斜向沟槽(gc)朝同一个方向倾斜，每一个第一斜向沟槽(ga)在两个不同的点P1和P2与两个交叉斜向沟槽(gc)相连。
图1中交叉斜向(gc)和中央斜向沟槽(g)的倾斜方向是朝右上的，而第一和第二斜向沟槽(ga和gb)的倾斜方向是朝左上的，当然它们的倾斜方向也可以倒过来。
第一边侧隔块B1，它是由相邻的周向沟槽(G)、交叉斜向沟槽(gc)、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga1)包围形成。第二边侧隔块B2，它是由相邻的周向沟槽(G)、交叉斜向沟槽(gc)、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga2)包围形成。第三边侧隔块B3，它是由相邻的交叉斜向沟槽(gc)、外胎边缘TE、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga1)包围形成。第四边侧隔块B4，它是由相邻的交叉斜向沟槽(gc)、外胎边缘TE、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga2)包围形成。
在每个边侧着地区2B中，中央隔块B0的数量NB0和第一到第四边侧隔块B1、B2、B3和B4的数量NB1、NB2、NB3和NB4相等，因此下面的关系成立：NB0=NB1=NB2=NB3=NB4。
周向沟槽(G)、中央斜向沟槽(g)、第一、二斜向沟槽(ga、gb)和交叉斜向沟槽(gc)的宽度WG、Wg、W ga、Wgb、Wgc不小于0.02倍的着地宽度W。这些沟槽(G、g、ga、gb、gc)的宽度限制在这个范围内。
除这些沟槽(G、g、ga、gb、gc)外其他沟槽的宽度都不在这个范围内。这里是指有开口端部的沟槽。然而如图4中所示，即使沟槽宽度不小于0.02W，也可以设置至少一个端部终止于隔块中的盲端沟槽10。也可以设置宽度小于0.02W的窄沟槽11，它包括实际槽宽为0的细缝12。
就橡胶体积而言，第一到第四边侧隔块B1到B4的关系是B1＞B2和B3＜B4，因此隔块的刚度有同样的关系B1＞B2和B3＜B4。
因此，如图3所示在每个边侧外胎区上，体积大于B2和B3的隔块B1和B4交错排开。结果使外胎区的刚度总体上可以得到改进和均衡。
当测量周向沟槽(G)在交叉点QA处的角度时，第一和第二斜向沟槽(ga和gb)与轮胎的圆周方向的角度θa和θb最好在35～60°的范围内，即交叉角是35～60°。
当测量交叉斜向沟槽(gc)与第一和第二斜向沟槽(ga和gb)的交叉点QB处的角度时，交叉斜向沟槽(gc)与轮胎的圆周方向的角度θ2最好在8～22°的范围内，即交叉角是8～22°。
角度θa、θb和θ2被定义为沟槽中心线与圆周方向的夹角。
如果角度θa小于35°,θb小于35°和/或θ2小于8°，越野抗滑性能会减弱。如果角度θa大于65°,θb大于65°和/或θ2大于22°，公路噪音性能会减弱。
根据本发明，除两个周向沟槽(G)外所有的沟槽都是斜向的，因此在行驶时每个隔块的边或沟槽边与地面的接触是渐进的，因与地面接触而产生的震动被有效地减小。另外，由于周向沟槽远离外胎边缘，来自周向沟槽的由于空气共振声音和排气声音产生的噪音被降低。
中央隔块B0的轴向宽度WB最好在0.1到0.2倍的着地宽度W之间。
上面提到的沟槽宽度WG、Wg、Wga、Wgb、Wgc最好在0.02到0.08倍的着地宽度W之间。
如果隔块的宽度WO小于0.1W，越野性能例如抗滑性特别是牵引性能将降低。如果隔块的宽度WO大于0.2W，乘坐的舒适度和噪音性能将降低。
如果沟槽宽度WG、Wg、Wga、Wgb、Wgc小于0.02W，越野性能例如抗滑性将降低。如果大于0.08W，噪音将增大。
为了改善潮湿路面性能，交叉斜向沟槽(gc)、第一斜向沟槽(ga)和第二斜向沟槽(gb)的宽度Wgc、Wga和Wgb朝轮胎轴向外侧逐渐增加。同样在此情况下，最好将沟槽宽度Wgc、Wga和Wgb限制到不大于0.08W。
就每个第一斜向沟槽(ga)和两个交叉斜向沟槽(gc)之间的交叉点P1和P2而言，最好(ⅰ)在轴向内侧的交叉点P1处，如图1所示，轮胎等分线C和轴向内侧夹角之间的轴向距离Lga1在0.15～0.30倍的着地宽度W的范围之内，和(ⅱ)在轴向外侧的交叉点P2处，轮胎等分线C和轴向外侧夹角之间的轴向距离Lga2在0.30～0.45倍的着地宽度W的范围之内。
如果距离Lga1小于0.15W或大于0.35W和/或距离Lga2小于0.30W或大于0.45W，越野性能特别是抗滑性能将降低。
图4表示了这种外胎花纹的更具体的实施例。
在该实施例中，周向沟槽G大致上呈直线延伸，表示了一种在轮胎圆周方向上有着周期性上沟槽宽度和下沟槽宽度。在该实施例中，这种周期性变化是通过周期性的改变该沟槽的轴向外侧边缘的斜度来实现的。该沟槽G的轴向内侧边缘呈直线状态。然而，从排除泥沙和积雪的角度，具有太大“Z”字形幅度的这种“Z”字形沟槽是不好的。
第一和第二斜向沟槽(ga、gb)是弧形的，这样，角度θa和θb沿周向沟槽G到外胎边缘TE逐渐增加，而排放水流的阻力可以被减小。
另外，为了改善潮湿路面性能，第一和第二斜向沟槽(ga、gb)和交叉斜向沟槽(gc)的宽度Wga、Wgb、Wgc沿周向沟槽G到外胎边缘TE逐渐增加。
在每个中央隔块B0上设有两个盲端沟槽10和两个零宽度细缝12，它们斜向延伸起于中央隔块B0的边缘、朝着轮胎等分线C并终止于轮胎等分线C附近。其中每个盲端沟槽10和一个第二斜向沟槽(gb)成一直线。细缝12放置在一个中央斜向沟槽(g)附近并与之平行。
在每个第一和第二边侧隔块B1和B2中设有狭窄的浅沟槽11，它将贯穿该隔块并将隔块分成两个沿轴向的外侧和内侧块，盲端沟槽10沿轴向从交叉斜向沟槽(gc)向内延伸，而细缝12沿轴向从沟槽11向内延伸。
在每个第三边侧隔块B3上设有盲端沟槽10，它沿轴向从交叉斜向沟槽(gc)向外延伸。
在每个第四边侧隔块B4中设有狭窄的浅沟槽11，它贯穿该隔块并将隔块分成两个沿轴向的外侧和内侧块，而盲端沟槽10沿轴向从沟槽11向外延伸。
比较性试验
制造一种尺寸为265/70R16有着图4所示外胎花纹和表1中所给技术要求的试验用轮胎来进行公路和越野试验。
1)公路试验
驾驶稳定性试验：在试验过程中使四个轮子上都装有试验轮胎(轮缘尺寸：7JX16，内压：200kPa)的试验用小汽车(日本3000cc 4WD汽车)行驶在干燥的沥青路面上。根据驾驶的感觉、稳定性和抗滑性等等，驾驶员评估驾驶的稳定性。按参照轮胎的指数为100，表1中给出了试验结果。
噪音试验：试验汽车以50km/h的速度在平坦的沥青路面上滑行，在汽车内驾驶员的耳朵附近测量噪音总水平的分贝dB(A)值。按参照轮胎的指数为100，表1中给出了试验结果。指数越小噪音效果越好。乘坐舒适度试验：试验汽车行驶在干燥的粗路面上(包括沥青路面、石板路和碎石路)，试验驾驶员根据颠簸程度、减震和推弹情况等等来评估乘坐舒适度。按参照轮胎的指数为100，表1中给出了试验结果。指数越大乘坐舒适度越好。
潮湿路面的性能试验：试验汽车沿一个半径为100m的圆行驶在设有10mm深20m长水坑的潮湿的沥青路面上。当汽车进入水坑时测量横向加速度(G横)，在50～80km/h的速度范围内提高入池速度以获得G横的平均值。按参照轮胎的指数为100，表1中给出了试验结果。指数越大潮湿路面上的性能越好。
2)越野试验
抗滑性试验：在泥泞的路面上进行轮胎试验，以自动换档“D”区内的最大加速度将试验汽车从0速度起动测量其行驶30米的时间。按
参照轮胎的指数为100，表1中给出了试验结果。指数越大越野抗滑性能越好。
表1
轮胎 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 参考轮胎1
外胎花纹 图4 图4 图4 图4 图4 图4
外胎宽度W(mm)WO/W隔块序号NB0NB1,NB2,NB3,NB4沟槽斜度角θa(度)角θb(度)角θ2(度)沟槽宽度WG/WWg/WWga/WWgb/WWgc/W连接处长度Lga1/WLga2/W  1780.1224245546140.040.020.060.060.070.230.39 1780.1224245546250.040.020.060.060.070.230.39  1780.122424554670.040.020.060.060.070.230.39  1780.0824245646140.040.020.060.060.070.230.39  1780.2224245546140.040.020.060.060.070.230.39  1780.1248245546140.040.020.060.060.070.230.39
公路性能噪音驾驶稳定性乘坐舒适度潮湿路面性能越野性能路面防滑性能 981109898110 851059593105 100105909395 9595859395 901059090105 100100100100100
本发明可以被适当地用在公路条件和越野条件下4WD汽车、休闲车等等的径向轮胎上。

Claims (5)

1．一种汽车轮胎，包括：
设有周向沟槽(G)的外胎，该沟槽设在轮胎等分线两侧，将外胎分成位于两个周向沟槽之间的中央外胎区和沿轴向在每个周向沟槽外侧的边侧外胎区；上述中央外胎区由贯穿其间的中央斜向沟槽(g)将其分割成中央隔块BO；上述边侧外胎区设有第一斜向沟槽(ga)，它从周向沟槽(G)延伸到外胎边缘；第二斜向沟槽(gb)，它从周向沟槽(G)延伸到外胎边缘，不和第一斜向沟槽(ga)交接但是和第一斜向沟槽(ga)交替出现；交叉斜向沟槽(gc)，它从一个第一斜向沟槽(ga1)延伸到下一个第一斜向沟槽(ga2)同时穿过位于其间的第二斜向沟槽(gb)，中央斜向沟槽(g)和交叉斜向沟槽(gc)的斜度与第一斜向沟槽(ga)和第二斜向沟槽(gb)的斜度相对于轮胎等分线方向相反，
其中边侧外胎区被分成：
第一边侧隔块B1，每个由周向沟槽(G)、交叉斜向沟槽(gc)、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga1)包围形成；
第二边侧隔块B2，每个由周向沟槽(G)、交叉斜向沟槽(gc)、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga2)包围形成；
第三边侧隔块B3，每个由交叉斜向沟槽(gc)、外胎边缘、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga1)包围形成；及
第四边侧隔块B4，它是由交叉斜向沟槽(gc)、外胎边缘、第二斜向沟槽(gb)和第一斜向沟槽(ga2)包围形成，
在每个边侧外胎区中，第一边侧隔块B1的数量、第二边侧隔块B2的数量、第三边侧隔块B3的数量、第四边侧隔块B4的数量和中央隔块B0的数量相等，并且
两个交叉斜向沟槽(gc)和每个第一斜向沟槽(ga)在轴向不同的位置交汇。
2．根据权利要求1的汽车轮胎，其中：每个上述第一斜向沟槽(ga)的角θa和每个上述第二斜向沟槽(gb)的角θb在与周向沟槽(G)的交叉点测量时，与轮胎的圆周方向的角度为35～65°范围内；和每个上述交叉斜向沟槽(gc)与轮胎圆周方向的角度θ2当在每个第一和第二斜向沟槽(ga)和(gb)的交叉点测量时为8～22°范围内。
3．根据权利要求1或2的汽车轮胎，其中
中央隔块B0的轴向宽度W0最好在0.1到0.2倍的着地宽度W的范围内，
周向沟槽(G)的宽度WG、中央斜向沟槽(g)的宽度Wg、第一斜向沟槽(ga)的宽度Wga、第二斜向沟槽(gb)的宽度Wgb和交叉斜向沟槽(gc)的宽度Wgc在0.02到0.08倍的着地宽度W的范围内，
第一斜向沟槽(ga)、第二斜向沟槽(gb)和交叉斜向沟槽(gc)的宽度朝轮胎轴向外侧逐渐增加。
4．根据权利要求1、2或3的汽车轮胎，其中
就两个交叉斜向沟槽(gc)和每个第一斜向沟槽(ga)之间的两个交叉点而言，从轮胎等分线到在轴向内侧交叉点处轴向内侧夹角的轴向距离Lga1在0.15～0.30倍的着地宽度W的范围之内，和从轮胎等分线到在轴向外侧交叉点处轴向外侧夹角的轴向距离Lga2在0.30～0.45倍的着地宽度W的范围之内。
5．根据权利要求1的汽车轮胎，其中
每个边侧外胎区上，体积大于轴向相邻的隔块(B2和B4)的边侧隔块(B1和B4)沿轮胎圆周方向交错排开。
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