CN1363477A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
一种充气轮胎,包括:一个胎面部分,设有至少一条在同向上延伸的纵向槽和相邻于所述至少一条纵向槽的一侧的块,每个所述块设有在块的顶面和侧面之间的角部上的切口斜坡,所述侧面面对纵向槽;所述切口斜坡向着纵向槽的底部倾斜,以及所述切口斜坡的轴向宽度在周向上从切口斜坡的中点朝着其每侧逐渐减小,从而使高速行驶中的车辆翻倒临界性能得到改善。
Description
技术领域
本发明涉及充气轮胎,更具体来说,涉及改进的胎面花纹,它能够在高速行驶中防止车辆的翻倒事故。
背景技术
通常,旅行车的用户更喜欢具有块型胎面花纹的径向轮胎而不是纵向胎面花纹轮胎。在旅行车的情形中,由于与客车相比较,块的负载一般是重型的,因而必须增加块的刚度,以便提供耐磨性、耐撕裂性、转向稳定性等。
当重心较高的旅行车设有带刚性胎面块的轮胎时,如果司机在高速行驶中猛打方向盘或进行高速转弯,那么,车辆最容易翻倒。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种充气轮胎,其中,在高速行驶中车辆翻倒的临界性能得到改善而不使其它性能如耐磨性、块的耐撕裂性、转向稳定性等变劣。
按照本发明,一种充气轮胎,包括:一个胎面部分,设有至少一条在同向上延伸的纵向槽和相邻于所述至少一条纵向槽的一侧的块,每个所述块设有在块的顶面和侧面之间的角部上的切口斜坡,所述侧面面对纵向槽;所述切口斜坡向着纵向槽的底部倾斜,以及所述切口斜坡的轴向宽度在周向上从切口斜坡的中点朝着其每侧逐渐减小。
附图说明
现在对照以下附图详述本发明的实施例。
图1是充气轮胎的展开平面图,表示按照本发明的胎面花纹的一个实例。
图2是设有切口斜坡的块的放大平面图。
图3是块的立体图。
图4表示图1所示胎面花纹的变型。
具体实施方式
按照本发明的充气轮胎1包括一个胎面部分2、一对轴向间隔开来的胎缘部分、一对侧壁部分、一个在胎缘部分之间延伸的胎体和一个象通常那样在胎体冠部径向外侧设置的胎面加强带。
充气轮胎1是旅行车如微型出租汽车用的径向轮胎。因此,与客车轮胎相比较,在胎面部件如块和肋上的负载较重,因而需要较高的刚度。为了同时实现这种较高的刚度和较高的防漂滑性,如图1所示,在轮胎赤道C和胎面外缘Eo之间胎面部分2的外侧半部Yo和在轮胎赤道C和胎面内缘Ei之间胎面部分2的内侧半部Yi设置不同的胎面花纹。这里的“外侧”和“内侧”是指轮胎的设计使用中,外侧半部Yo和内侧半部Yi分别设置在车辆的外侧和内侧。
另外,在这个实施例中,胎面的槽的布置构成一种方向受限的胎面花纹。
充气轮胎1设有圆肩部而非方肩部。因此,上述胎面边缘Ei和Eo的定义首先是与未确定的胎面宽度TW的定义一起按下述方式做出的。胎面边缘Ei和Eo是在标准负载状态下接触地面区域的轴向边缘,在标准负载状态中,轮胎安装在标准轮圈上,并充气至标准负荷,然后用标准载荷加载。标准轮圈是JATMA中规定的“标准轮圈”、ETRTO中的“测量轮圈”、TRA中的“设计轮圈”等。标准压力是JATMA中的“最大空气压力”、ETRO中的“充气压力”、TRA中的“轮胎在各种冷充气压力下的负载极限”表格中给出的最大压力等。标准负载是JATMA中的“最大负载能力”、ETRTO中的“负载能力”。TRA的上述表格中给出的最大值等。胎面宽度TW定义为胎面边缘Ei和Eo之间的轴向距离。
在图1中,胎面外侧半部Yo设有块5B(5Bo,5Bi),其刚度在轮胎的轴向上比轮胎的周向上高。另一方面,轮胎的内侧半部Yi设有一条周向连续肋8及块5A,其刚度在轮胎周向上比轮胎轴向上高。
在胎面内侧半部Yi中,在轮胎赤道C附近设有一条宽的纵向槽3A,在胎面边缘Ei侧设有一条窄的纵向槽3B。纵向槽3A和3B形成为基本直的槽,以便形成良好的排水,从而改善湿性能。
在胎面外侧半部Yo中并不设置这样的纵向槽3A,3B。
在纵向槽3A和3B之间以变化的间距设置横向槽4A,以便形成在周向排6A中布置的上述的块5A。横向槽4A同向倾斜,并稍许弯曲。在图1中,倾斜是右侧向上的,曲率是向着下侧呈凸形。因此,每个块5A的形状基本呈平行四边形,其中周向长度大于轴向宽度。
在胎面内侧边缘Ei附近,沿胎面内侧边缘Ei设置一条周向延伸的槽24,该槽浅、细,因而并不具备排水功能。另外,为了越野牵引性能设置横向槽10,所述横向槽沿着倒圆的轮胎肩部从上述浅细的槽24延伸得超越胎面内侧边缘Ei。因此,在窄的纵向槽3B和胎面内侧边缘Ei之间的部分构成上述的周向连续肋8。
另一方面,胎面外侧半部Yb被从宽的纵向槽3A延伸至胎面外侧边缘Eo的横向槽4B交叉。在这个实施例中的横向槽4B包括周向交错的槽4Bw和槽4Bn,槽4Bw朝着胎面外侧边缘Eo逐渐加宽,槽4Bn朝着胎面外侧边缘Eo逐渐变窄。横向槽4B同向倾斜,并稍许弯曲。在图1中,倾斜是右侧向上的,曲率是向上呈凸形。倾斜是与横向槽4A相同的,但是曲率是逆向的。横向槽4Bn与横向槽4A对准,因而周向间距与横向槽4A的周向间距相同。因此,间距的数目是横向槽4A的间距的数目的两倍。借助横向槽4B,第一纵向槽3A和胎面外侧边缘Eo之间的部分被分割成块5B。
胎面外侧半部Yo还设有用于排水的斜槽4C。每个斜槽4C从加宽的横向槽4Bw之一横过变窄的横向槽4Bn伸至相邻的加宽的横向槽4Bw,同时在一个方向上相对于轮胎周向稍许倾斜。倾斜方向与横向槽4A和4B的倾斜方向相同。因此,每个上述的块5B又被分成一个内侧块5Bi和一个外侧块5Bo。每个内侧块5Bi和外侧块5Bo基本是四边形的,轴向宽度大于周向长度。
在胎面外侧边缘Eo附近沿其设置上述浅细的槽24。
这些浅细的槽24直线地延伸并具有不大于2.5mm的宽度和不小于5mm的深度,从而可以改善跑偏性能、不均匀肩磨损等。
上述的纵向槽3A和3B、横向槽4A和4B及斜槽4C都限定为具有不大于2.5mm的宽度。
宽的纵向槽3A在槽底的宽度GW在胎面宽度TW的5至10%的范围内。在槽顶的宽度可以等于或大于槽底宽度GW。在这个实例中窄的纵向槽3B大约为宽的纵向槽3A的三分之一。顺便讲到,具有大约1mm或更小宽度的很细的槽,以及基本无宽度的切口称为“刀槽花纹(sipe)”。
借助上述的胎面槽的布置,可以同时取得胎面的高排水性和高刚度,并且可以改善湿性能、转向稳定性等。
按照本发明,为了改善车辆翻倒的临界值,在特定的块上设有一个切口斜块7。重要之处在于,在胎面内侧半部Yi内,在周向上最靠近轮胎赤道C设置的每个块,在轮胎赤道侧的边缘上设置一个切口斜坡7。在这个实施例中,块5A设有切口斜坡7。
切口斜坡7在外侧边缘9或块5A的顶面S1和侧面S2之间的角部上形成,侧面S2面对宽的纵向槽3A。侧面S2基本是平的,并且基本平行于轮胎赤道。切口斜坡7在轮胎周向上从其中点7B向着它的每侧在宽度上逐渐地、在本实例中连续地减小。在切口斜坡7和顶面S1之间的上缘KU呈V形,如图2所示。在切口斜坡7和侧面S2之间的下缘KL也呈V形。因此,如图3所示,切口斜坡7基本呈菱形,由具有共用底边的两个相反的等边三角形7A1和7A2构成。每个三角形7A1,7A2基本是平的。因此,切口斜坡沿着上述底边弯曲并凹入块中。
在轮胎的子午线截面中,切口斜坡7相对于顶面S1的法线N具有一个40至70度范围内的倾角(α),上缘KU和下缘KL之间的轴向宽度或距离在中点7B变得最大,该最大距离设定在相邻纵向槽,即,宽的纵向槽3A的槽底的轴向宽度GW的20至40%的范围内。在切口斜坡7的周向端部7E1和7E2处,轴向距离W变为零。
切口斜坡7在端部7E1和7E2之间的周向长度设定在块5A的外缘9的周向长度的50至80%的范围内。因此,长度为50至20%的外缘9的其余部分是斜的。在图2中,在外缘9的端部9E1处,在外缘9和相邻边缘之间形成一个锐角的角部。但是,在外缘的端部9E2处,在外缘9和相邻边缘之间形成一个钝角的角部。在这种情形中,外缘9的上述其余部分的长度最好是共用的,使9E1和7E1之间的长度大于9E2和7E2之间的长度。
在图1中,由于横向槽4A和横向槽4B之间的间距数目的上述差,块5A的边缘9的周向长度L2是块5B的边缘20的周向长度L3的大约200%。并非最要将其设定为大约200%,而是最好设定在150至250%的范围内。
另外,在这个实施例中,相邻于宽的纵向槽3A的每个块5Bi设有一个倒角21。倒角21在边缘20或顶面和面对宽的纵向槽3A的侧面之间的角部上形成。与切口斜坡7不同,倒角21沿边缘20的长度具有不变的宽度。
图4表示图1所示胎面花纹的变型,它还设有轴向槽22和刀槽花纹23。每个块5A设有一条轴向槽22,该槽从切口斜坡7的最宽的中点7B处延伸,终止在块5A内。
通过设置如上所述的切口斜坡7,轮胎偏转刚度减小,车辆翻倒临界值提高,同时保持了必需的块的刚度。即使块5A在高速捌弯过程中或在高速猛打方向盘时,也可以避免侧向力的突然变化。因此,操纵感觉、车辆姿态及不均匀磨损性能可以避免变劣。切口斜坡7促进路面和块5A之间存在的水流向宽的纵向槽3A。因此,可以进一步改善湿性能。
如果最大宽度Wmax小于0.2XGW和/或倾角α大于70度,那么,车辆翻倒临界值、不均匀磨损、操纵感觉就不能有效地改善。如果最大宽度Wmax大于0.4XGW和/或倾角小于40度,那么,磨损的胎面外观及操纵感觉容易变劣。如果槽底宽度GW增大,那么,切口斜坡7与地接触的可能性增大。因此,限制相关于槽底宽度GW的最大宽度Wmax是有效的。
上述的轴向槽22减小了块5A与地接触的面积,因而轮胎偏转刚度及摩擦被减小,从而增加了车辆翻倒的临界值。刀槽花纹23用来使整个胎面部分上的刚性均匀。
对比试验
制造了旅行车用的、其有除切口斜坡以外与图4所示相同的结构和相同的胎面花纹的尺寸为205/65R15(轮圈尺寸为15X6.5JJ)的试验轮胎,并对其进行了耐磨性、轮胎偏转刚度、湿性能及操纵感觉试验。
在表格1中给出了试验结果和轮胎规格。
1)轮胎偏转刚度试验(车辆翻倒临界试验)
使用轮胎试验转鼓,在下述条件下测量轮胎偏转刚度:行驶速度80km/小时、轮胎负载5.18KN、轮胎充气压力200KPa。结果以基准1为100的指数来表示,其中,较大的指数意味着较低的轮胎偏转刚度,因而车辆翻倒临界较高。
2)耐磨性试验
全部车轮上安装试验轮胎的试验车辆(FF型7座微型出租汽车)运行了大约800公里的一定距离(高速公路50%,公路35%,山路15%),然后,进行肉眼检查以评估耐磨性。结果是以基准1为100的指数表示的,其中,较大的指数意味着较高的耐磨性(轮胎充气压力230KPa)。
3)湿性能试验
上述试验车辆以80km/小时的速度沿设有深5mm、长20m的水池的湿沥青路的半径为100米的圆运行,并且测量侧向加速度(侧向G)。结果以基准1为100的指数表示,其中,较高的指数意味着较好的湿性能。
4)操纵感觉试验
在上述试验车辆在试验跑道的干燥沥青路面上行驶过程中,由试验司机对操纵感觉进行评估。结果以基准1为100的指数表示,其中指数越高,操纵感觉越好。
表1
轮胎 | 基准1 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | 实例6 | 实例7 | 实例8 | 实例9 | 基准2 |
胎面宽度TW(mm) | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 | 170 |
槽底宽度GW(mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
切口斜坡倾角(度)Wmax(mm)Wmax/GWL1(mm)L2(mm)L3(mm)L1/L2L2/L3 | 无----7035-2.0 | 702.0.20407035.572.0 | 502.0.20407035.572.0 | 302.0.20407035.572.0 | 501.0.10407035.572.0 | 502.0.20407035.572.0 | 504.0.40407035.572.0 | 506.0.60407035.572.0 | 502.0.20307035.432.0 | 502.0.20607035.862.0 | 502.0*1.207070351.02.0 |
翻倒临界耐磨性湿性能操纵感觉 | 100100100100 | 100102106108 | 102105112110 | 103102120100 | 102105105101 | 102107110103 | 105110120105 | 107100123100 | 102100103102 | 107100110105 | 959812090 |
*1)恒定
根据试验结果证实了实例轮胎可以改善车辆翻倒临界性能、耐磨性及操纵感觉。
Claims (6)
1.一种充气轮胎,包括:
一个胎面部分,设有至少一条在同向上延伸的纵向槽和相邻于所述至少一条纵向槽的一侧的块,
每个所述块设有在块的顶面和侧面之间的角部上的切口斜坡,所述侧面面对纵向槽;
所述切口斜坡向着纵向槽的底部倾斜,以及
所述切口斜坡的轴向宽度在周向上从切口斜坡的中点朝着其每侧逐渐减小。
2.如权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
在所述中点的最大轴向宽度在纵向槽所述底部的槽底宽度的20至40%的范围内,
在轮胎的子午线截面内,切口斜坡相对于胎面表面的法向具有一个40至70度的倾角。
3.如权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
切口斜坡的周向长度在所述块的所述角部的周向长度的50至80%的范围内。
4.如权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
所述块设有从所述中点延伸且终止在所述块内的一条轴向槽。
5.如权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
所述至少一条纵向槽是一条设置在轮胎赤道一侧上周向连续延伸的基本直的槽;以及
所述块设置在纵向槽的轮胎赤道侧的另外一侧上。
6.如权利要求5所述的充气轮胎,其特征在于:
每个所述块使周向长度大于轴向宽度,以及
在纵向槽的所述另外一侧上,设置第二块,其中每个所述第二块使轴向宽度大于周向长度。
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