CN1605481A - 重载轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重载轮胎,包括一个胎体,其包括在胎圈部分之间延伸的一层胎体帘,胎体帘沿各胎圈部分内部的胎芯从所述轮胎的内部向外部翻转形成一对包边和一个在所述包边之间的胎体主体部分,以及一个胎圈加固层,包括至少一个设置在所述各胎圈部分的加固帘,其中:所述的包边部分包括:一个包边主体部分,其在所述胎芯的径向外表面的延长线内侧延伸出一块内部区域,以及一个包边辅助部分,其在所述延长线外侧在所述胎芯径向外表面附近延伸出一块外部区域,以及所述的加固帘包括:一个沿所述的包边主体部分的径向内表面延伸的加固层中心部分,一个从所述中心部分开始向轮胎的径向外侧延伸,并与所述包边部分分离的轴向外侧部分,和一个从所述中心部分开始经所述胎体主体部分的内侧向轮胎的径向外侧延伸的轴向内侧部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够提高胎圈部分耐久性的重载轮胎。
背景技术
在图12A和12B中显示了传统的重载轮胎的胎圈部分。图12A中显示的胎圈部分是这样构成的,由一个胎体帘布的包边“a”包裹住一个胎芯b,包边a包括一个沿胎芯b的径向外表面bs延伸的端部a1。端部a1被夹在胎芯b和胎圈三角胶条c之间。图12B中显示的胎圈部分也有所述的胎体帘布的包边“a”包裹住胎芯b,但在端部a1和胎芯b之间加了一块具有大致恒定厚度的橡胶g。
如上述的示例,具有包边a包裹住胎芯b的结构的胎圈部分也称作“胎圈曲绕结构”。在胎圈曲绕结构中,由于包边a外端的位置靠近胎芯b的径向外表面,当轮胎变形时作用到包边a的端部a1的压力很小。因此,防止从端部a1开始的松动之类的损伤是有可能的。此外,由于包边a的长度很短,轮胎的重量可以减轻。但胎圈曲绕结构有一个缺陷,在胎芯b的轮胎轴向最靠内的顶点Q处,容易产生胎体帘线松动的情况,但这通常并不常见。
发明内容
考虑了上述问题,本发明的目标之一是提供一种重载轮胎,其能够在不损害胎圈曲绕结构优点的同时提高胎圈部分的耐久性。
依据本发明,将提供一种重载轮胎,其包括一层具有胎体帘在胎圈部分之间延伸的胎体,胎体帘沿各胎圈部分内部的胎芯从轮胎的内部向外部翻转而形成一对包边,和包边之间的主体部分;还包括在所述各胎圈部分中的胎圈加固层,每个胎圈加固层至少包括一个帘布加固层。其中,所述包边部分包括:一个包边主体部分,其在所述胎芯的径向外表面的延长线内侧延伸出一块内部区域,以及一个包边辅助部分,其在所述延长线外侧、所述胎芯径向外表面附近延伸出一块外部区域。而其中所述加固帘包括:一个沿所述的包边主体部分的径向内表面延伸的中心部分;一个从所述中心部分开始,向轮胎的径向外侧延伸并与所述包边部分分离的轴向外侧部分;和一个从中心部分开始,经所述胎体主体部分的内侧,向轮胎的径向外侧延伸的轴向内侧部分。
当轮胎处于5%内压状态,即当轮胎装配在标准轮辋上,充气至5%标准压力且轮胎不加负载的状态下,所述包边辅助部分的一个外端点与所述胎芯的径向外表面之间的距离La优选为不大于15毫米(mm)。可作为替代的,在5%内压状态下,所述包边辅助部分与所述胎芯的径向外表面之间的夹角θ优选为不大于75度。进一步的,在5%内压状态下,所述包边辅助部分的一个外端点与所述主体部分之间的间隙Lb优选为在1至10毫米(mm)之间。进一步的,在5%内压状态下,在所述胎芯沿轮胎轴向最靠内的位置点处,所述胎芯与所述胎体帘线之间的橡胶厚度t优选为0.5至3.0毫米(mm)之间。
而对于加固帘,从胎圈基线算起,在轮胎径向上,所述内侧部分和外侧部分的高度Hb和Hc优选为大于20毫米(mm),而不大于40毫米(mm)。同时高度Hc优选为大于高度Hb。此外,优选保证在所述胎体帘布与所述胎芯之间至少一部分填充复数模量Ea*在2至25MPa之间的填充橡胶。
进一步的,当轮胎处于标准内压状态,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准内压且轮胎不加负载的状态下,所述包边辅助部分的外端点的位置优选在一条参考线的内侧,该参考线通过所述胎圈部分外表面与所述标准轮缘的分离点与主体部分垂直相交。此时,所述包边辅助部分的外端点与所述参考线之间的最短距离Lp优选为2至12毫米(mm)。而且在所述状态下,所述外侧部分外端点的位置优选为从所述参考线内侧5毫米(mm)到其外侧20毫米(mm)之间的区域中。在同样情况下,所述内侧部分的外端点的位置优选为从所述参考线到其外侧30毫米(mm)之间的区域中。
进一步的,当轮胎处于标准荷载状态,即当轮胎被装配在标准轮辋上、充气至标准内压且施加标准负载的状态下,所述包边辅助部分与所述胎芯的径向外表面之间的夹角θ优选为小于90度。而在所述状态下,所述包边辅助部分的外端点的位置优选为在所述参考线内侧,同样情况下,所述包边辅助部分的外端点与所述参考线之间的最短距离(Lp)优选为10到25毫米(mm)之间。
在所述状态下,所述加固层外侧部分外端点的位置优选为从所述参考线内侧10毫米(mm)到其外侧15毫米(mm)之间的区域中。在同样情况下,所述加固层内侧部分外端点的位置优选为从所述参考线内侧10毫米(mm)到其外侧20毫米(mm)之间的区域中。
通常,在5%内压状态下轮胎的形状与硫化成型时的轮胎形状大致相同。
本说明书中用到的术语“标准轮辋”、“标准压力”、“标准负载”、“胎圈基线”的定义如下:
标准轮辋指的是JATMA中的“standard rim(标准轮辋)”,ETRTO中的“Measuring Rim(测量轮辋)”,TRA中的“Design Rim(设计轮辋)”等;
标准压力指的是JATMA中的“maximum air pressure(最大气压)”,ETRTO中的“Inflation Pressure(充气压力)”,TRA中“Tire Load Limitsat Various Cold Inflation Pressures(在多种冷充气气压中的轮胎负载极限)”表中给定的最大压力,等;
标准负载指的是JATMA中的“maximum load capacity(最大负载量)”,ETRTO中的“Load Capacity(负载量)”,TRA中上面提到的表中给出的最大值等;以及
胎圈基线指的是一条在胎体底部的轴向外端点和相应轮辋直径处穿过胎踵点的轴向线。
附图说明
图1是一个本发明的重载轮胎的一个实施方式在5%内压状态时的截面图;
图2是其中胎圈部分放大的截面图;
图3是其中胎芯附近区域放大的截面图;
图4是图1中胎圈部分放大的截面图;
图5是用来显示胎芯与胎体帘线之间橡胶厚度的放大图;
图6是显示另一示例中填充橡胶的截面图;
图7是本发明另一实施方式中标准内压状态下重载轮胎的截面图;
图8是其中胎圈部分放大的截面图;
图9是图7中胎圈部分放大的截面图;
图10是本发明另一实施方式中标准荷载状态下重载轮胎的截面图;
图11是常规样本胎圈部分的截面图;
图12A和12B各介绍一种胎圈部分的现有技术。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的一个实施方式进行描述。
图1是一个5%内压状态下,采用了所述发明的重载轮胎右半部分的截面图。轮胎1包含胎面部分2,一对胎侧部分3,一对包括胎芯5在其中的胎圈部分4,在一对胎圈部分4之间延伸的胎体6,一组带束7设在胎面部分2之内和胎体径向外侧,以及在各胎圈部分内部的胎圈加固层15,后者至少包含一个加固帘15A。
带束7至少包含两层,优选包含三层或更多层互相平行排列并与轮胎赤道方向C成10至40度角的帘布帘线。图1中的带束7包含四个带束层7A,7B,7C和7D,并且最少有两个带束层的帘线方向互相交叉。带束帘线优选采用高弹性帘线,比如钢丝帘线。
胎体6包含一层沿径向设置的钢丝帘线胎体帘6A,其与轮胎赤道方向C成70至90度角,经过胎面部分2和胎侧3,在一对轮圈部分4之间延伸,并绕胎芯5由轮胎的轴向内侧向外侧翻卷形成一对包边6B和这对包边部分6B之间的主体部分6A。胎体帘线优选使用钢丝帘线,也可以使用有机纤维帘线,如尼龙、人造纤维、聚酯、芬芳聚酰胺以及其他类似的材料。
胎芯5是通过将胎圈钢丝20缠绕预定次数,使其截面成为如图2所示的偏六边形而制成的。胎芯5截面的径向内表面SL和径向外表面SU相对于轴向倾斜10至17度,该倾角是与标准轮辋J的锥状轮辋底面J1的斜度相应,在本例中倾角大致是15度。而径向内表面SL和径向外表面SU在弯曲形成大致中央部分的轴向内表面Si和轴向外表面So之中相连接。根据具体的需要,胎芯5的截面可以是正六边形、矩形或圆形。
包边6b包含一个包边主体部分10,后者在胎芯5的径向外表面SU的延长线K以内延伸出一个内部区域;一个包边附属部分11,其穿过靠近所述胎芯5的径向外表面SU附近区域,在所述延长线K的外侧延伸出一个外部区域。包边主体部分10沿胎芯5的轴向内表面Si、径向内表面SL和轴向外表面So平滑弯曲。包边附属部分11与包边主体部分10相连并经过胎芯5的外表面SU附近的区域向主体部分6a延伸。更进一步,有一个胎圈三角胶条8设置在各轮圈部分4。三角胶条8从包边附属部分11开始向外径向延伸出去并逐渐变细。因此至少有一部分包边附属部分11处在胎芯5和胎圈三角胶条8之间。
从优选角度,在5%内压状态下,包边附属部分11在结构上需要保证包边附属部分11的外端点P2与胎芯5的径向外表面SU之间的距离La优选为不大于15毫米(mm),更优选不大于10毫米(mm),而最优选不大于8毫米(mm)。这样,可以有效减少作用在包边附属部分11的外端点P2上的压力。因此就有可能有效地防止从外端点P2处产生损伤。而且同时可以减轻轮胎的重量。图1和图2中显示的包边附属部分11没有与胎芯5的径向外表面SU接触,但实际上是有可能与径向外表面SU接触的(图中未示出)。
本实施方式中的包边附属部分11示出为这样一种结构:越靠近外端点P2的部分越逐渐远离胎芯5的径向外表面SU。包边附属部分11与胎芯5的径向外表面SU之间的夹角θ优选为不大于75度,更优选不大于70度,而最优选不大于60度。其中,在轮胎的截面中包边附属部分11可能会是直线形,也可能是如本实施方式中所示的弯曲形状。
图3所示的例子中没有在构成胎芯5的外表面SU的钢丝线20上画出公切线。在上述示例中,角θ定义为相对纵向切线K’的夹角,在构成外表面SU的所有钢丝线中,在轮胎轴向上最外侧的一根钢丝线为200,最内侧的一根钢丝线为20i,K’与20o和20i相切。而术语“直线”既包含完全的直线,又包含曲率半径不小于100毫米(mm)的弧形。这是因为允许胎体层在橡胶硫化过程中变形。
在包边附属部分11是弧形的情况下,角θ指定为胎芯5的外表面SU和一条直线Z之间的夹角,该直线Z通过连接延长线K和包边附属部分11的交点P1与外端点P2得到。在所述情况下,包边附属部分11的曲率半径就指定为通过交点P1、外端点P2和中点这三点的圆弧的曲率半径。而且在包边附属部分11弯曲的情况下,其各部分相对外表面SU的角θ优选不大于75度。
更进一步,希望能够保证包边附属部分11的外端点P2与胎体主体部分6a之间的缝隙Lb在1至10毫米(mm)之间。缝隙Lb与胎体帘线之间的橡胶厚度相应。在缝隙小于1毫米(mm)的情况下,包边附属部分11的外端点P2和胎体主体部分6a的胎体帘线在因行驶或类似状况产生变形时会发生接触和摩擦,容易导致磨损。相反,如果缝隙Lb大于10毫米(mm),可能容易引起脱漏(blow-by)现象,即包边附属部分11在行驶过程中被拉拖进胎体主体部分6a。缝隙Lb优选为1至5毫米(mm)之间,更优选为2至4毫米(mm)之间。
如上所述,在有胎圈曲绕结构的轮胎中,松动等损伤容易发生在胎芯5的轮胎轴向最内侧点Q处的胎体帘线上。本发明人针对这一点进行了多方面的调查研究,找到了下面的原因。首先,在胎圈曲绕结构中,胎体帘布6A容易沿轮胎轴向向外相当严重地塌陷,其次,制动片或其他原因引起的高温(达到几百度)容易通过轮辋J传到胎圈部分的橡胶。研究发现具有胎圈曲绕结构的轮胎胎圈部分的橡胶在所述原因的综合作用下更容易软化。而且,如图4中箭头F所示,软化的胎圈部分4a内部的橡胶容易受轮辋J的边缘挤压而移动到胎趾一侧。通常认为上述橡胶的移动会导致包边部分6b移动,从而在胎体帘布6A与胎芯5之间在点Q产生一股很大的剪切力,引发了帘布的松动。
在本发明中,为了抑制所述的损伤,胎圈部分4中增加了一层胎圈加固层15,后者至少包含一层帘布帘线的加固层15A。如图4所示,本实施方式中的胎圈加固层15包含一层加固帘15A。在本实施方式中,加固帘15A由钢丝帘线制成,该帘线与轮胎圆周方向成10至40度的角度。而且,加固帘15A包含一个中心部分15c,一个轴向外侧部分15o和一个轴向内侧部分。中心部分15c沿包边主体部分10弯曲,并沿轴向内侧向内部延伸。外侧部分15o从中心部分15c继续向轴向外侧延伸,并与包边10分离。内侧部分15i沿胎体主体部分6a的内侧向轴向外侧延伸。
在本示例中,外侧部分15o沿胎圈三角胶条8的轴向外表面延伸。因此,外侧部分15o阻止了软化的橡胶向胎趾侧移动。包边的附属部分11和外侧部分15o之间的夹角β优选为45至90度,更优选为60至90度。而且,胎圈加固层15的内侧部分15i沿胎体主体部分6a延伸并充分重叠从而加固胎体主体部分6a。因此,有可能使负载行驶时胎体层6A的塌陷较小。软化了的橡胶的运动受其间的相互作用控制,从而减小了胎体层6A与胎芯5间在点Q处的剪切力。
胎圈加固层15的外侧部分15o和内侧部分15i沿径向从胎圈基线BL算起的高度Hc和Hb优选为均大于20毫米(mm)但不大于40毫米(mm)。在Hc和Hb均不大于20毫米(mm)的情况下,在Q点处减小剪切力的作用会减弱。
外侧部分15o的高度Hc和内侧部分15i的高度Hb可以相等,但优选为保证Hb<Hc。但是如果高度差(Hc-Hb)太大,容易会出现压力集中在外侧部分15o的外端点P3处的情况。因此高度差(Hc-Hb)优选为大于0而不大于10毫米(mm)。
如图5所示,在上述Q点处,胎芯5与胎体帘线21之间的厚度t优选为0.5至3.0毫米(mm)。因此,在点Q处,橡胶G的弹性形变吸收了剪切力。在橡胶G的厚度t小于0.5毫米(mm)的情况下,吸收剪切力的作用相对减弱,正相反,在橡胶G的厚度t大于3.0毫米(mm)的情况下,容易会在包边6b处出现脱漏现象。橡胶G的厚度t更优选为1.2至3.0毫米(mm),进一步优选为1.5至3.0毫米(mm)之间,最优选为2.0至3.0毫米(mm)。
至少有一部分的填充橡胶12设置在胎体层6A与胎芯5之间。在本实施方式中,填充橡胶12包含基底部分12A和附属部分12B。基础部分12A截面呈U形,其围绕胎芯5的Si、SL和So表面填充。附属部分12B截面近似三角形,填满了胎芯5的径向外表面SU、包边的附属部分11和胎体主体部分6a之间的空隙。
附属部分12B能防止成型缺陷,比如,在胎胚成型过程中有可能导致包边的附属部分11回弹的空气残留在包边的附属部分11与胎芯5之间之类的问题。而且,附属部分12B防止了胎芯5的外表面SU与胎体帘线之间的摩擦,以辅助控制磨损。为获得上面提到的附属部分12B,距离La优选为不小于3毫米(mm),更优选为不小于5毫米(mm),而最优选为不小于6毫米(mm)。
进一步的,填充橡胶12优选的复数模量Ea*为2至25MPa。因此填充橡胶12能够吸收振动和作用到包边的附属部分11的外端点P2上的压力,以提高胎圈部分4的耐久性。当填充橡胶12的复数模量Ea*大于25MPa,弹性会下降,在附属部分11的外端点P2处容易出现帘线松动。在另一方面,在复数模量Ea*小于2MPa的情况下,填充橡胶12太软,橡胶的移动容易牵动包边部分6b。填充橡胶12的复数模量Ea*优选为大于3MPa,更优选为大于13MPa。在所述情况下,复数模量的值为在70℃温度、10Hz频率、动态应变率2%条件下用粘弹性分光计测出的数值。
而且,填充橡胶12优选使用作为硫化剂的硫的添加量达到5.0PHR或更高的橡胶构成。硫添加量为5.0PHR或更高的橡胶在使用时不易热软化。因此,在胎圈部分的温度由于制动片发热或类似原因升高的情况下,没有软化的填充橡胶12可以防止包边部分6b的运动。
当硫含量超过12PHR,填充橡胶12的硫化速度增快,以至于容易出现橡胶烧焦的情况。所述问题降低了与其临近部件的粘合性。基于上述观点,硫添加量优选为5.0到12PHR之间,更优选为7.0到12PHR之间,最优选为7.5到10PHR之间。
图6显示的是填充橡胶12的另一个实施方式。本实施方式中的填充橡胶12中,附属部分12B有基本恒定的厚度。而且,尽管图中没有显示,通过省去填充橡胶12的附属部分12B,包边的附属部分11可以一直引到与胎芯5的外表面SU接触。
而且,如图4所示,依照所述的实施方式的重载轮胎1中,胎体帘布6A的胎体主体部分6a包括一个直线部分6a1,其从轮胎径向内端点Q4开始,沿直线向外侧延伸。直线部分6a1从胎圈基线BL算起的高度h1的优选值为高度h0的40%至50%,h0是从胎圈基线BL算起的胎圈三角胶条8沿轮胎径向的高度。这使得轮圈部分4更细,能够减轻重量,并在减小该处集聚热量的基础上提高耐久性。
本实施方式中的胎圈三角胶条8包含位于轮胎径向内侧的内三角胶条8A,以及在它外侧的外三角胶条8B。例如,内三角胶条8A的复数模量Eb1*为35至60MPa,而外三角胶条8B的复数模量Eb2*小于内三角胶条8A的复数模量Eb1*。而且,外三角胶条8B的复数模量Eb2*大于填充橡胶12的复数模量Ea*。从胎圈基线BL算起的内三角胶条8A的高度h01优选为高度h0的40%至60%之间。所以,要兼顾乘坐的舒适性与操作的稳定性是有可能的。
图7显示了本发明的另一个实施方式。本视图中显示了一个重载轮胎1,其装配在标准轮辋上,充气到标准压力,轮胎不加负载。而图8显示的是图7的局部放大图。包边的附属部分11的外端点P2的位置处于参考线X以内(靠近轮趾),X通过点R与胎体主体部分6a垂直相交,而R点是胎圈部分4的外表面与标准轮辋J的轮缘J2的分离点。包边的附属部分11的外端点P2与参考线X之间的最短距离Lp为2至12毫米(mm)之间。在这种情况下,上面提到的点R是一个极限点,该点是胎圈部分4的外表面与标准轮辋J的轮缘J2接触的端点。
参考线X内部的区域为一块应变小的区域,因为轮辋J限制了变形。通过将包边的附属部分11的外端点P2设置在所述区域内部2毫米(mm)或更深的地方,就有可能减小作用在外端点P2上的压力。因此就有可能防止从外端点P2出现的帘线松动一类的胎圈损伤。在这种情况下,当距离Lp大于12毫米(mm),包边的附属部分11的弯曲度增大,回弹就有可能出现。
如图9所示,在标准内压状态下,加固层15外侧部分15o的外端点P3的位置优选为位于参考线X内侧5毫米(mm)到参考线外侧20毫米(mm)之间的区域Y1内。同样,加固层15内侧部分15i的外端点P4的位置优选为位于参考线X外侧0至30毫米(mm)之间的区域Y2内。换句话说,如果假设参考线X内侧定义为负(-),外侧定义为正(+),则相应的,外侧部分15o的外端点到参考线X的距离Lo优选为-5毫米(mm)至+20毫米(mm),而内侧部分15i的外端点到参考线X的距离Li优选为0至+30毫米(mm)。
内侧部分15i能够防止胎体层6A在荷载行驶时塌陷,并减少作用在包边的附属部分11的外端点P2点的压力。所以距离Li优选为0至+30毫米(mm)。如果内侧部分15i的外端点p4的位置在参考线X内侧,则加固作用不足,就可能容易在包边的附属部分11的外端点P2点处产生损伤。在另一方面,如果距离Li大于30毫米(mm),则压力容易集中在内侧部分15i的外端点P4处。
而如果将距离Lo控制在-5毫米(mm)至+20毫米(mm),外侧部分15o可以有效抑制软化了的橡胶的移动(用标注符F显示),并防止胎体帘线在Q点的松动。在这种情况下,当距离Lo小于-5毫米(mm)时,阻挡移动的橡胶的作用就会减弱,相反而当距离Lo大于30毫米(mm)时,就可能容易会在外端点P3处产生损伤。
图10显示的是轮圈部分4在标准荷载状态下的放大图,本视图中的轮胎1装配在标准轮辋J上,充气到标准压力,并加上了标准负载,是本发明的另一个实施方式。标准荷载状态对应的是一种形变状态,这种情况下,损伤确实发生在轮圈部分4,在这种状态下定义各部分的尺度会更有效。
即使在这种状态下,包边的附属部分11与胎芯5的径向外表面SU之间的夹角θ优选不大于90度,更优选不大于75度,最优选不大于60度。包边的附属部分11的外端点P2的位置最好在参考线X的内侧。而且外端点P2与参考线X之间的最短距离Lp应比处于标准内压状态时的距离长。距离Lp优选为10至25毫米(mm)。
在标准荷载状态下,由于负载的原因,轮圈部分4会沿轮胎轴向向外塌陷。所以与标准内压状态相比,点R移动到轮胎径向的外侧,同时胎体主体部分6a的形状也发生了改变。因此,在标准荷载状态下,距离Lp优选为比标准内压状态时大一些。当距离Lp小于10毫米(mm)时,就不能充分减小作用在包边附属部分11的外端点P2上的压力,反之当Lp大于25毫米(mm)时,就包边附属部分11的弯曲度会增大,容易产生有缺陷的成型。
在标准荷载状态下,加固帘15的外侧部分15o的外端点P3的位置优选在参考线X内侧10毫米(mm)到参考线外侧15毫米(mm)之间的区域Y1′内。同样,加固帘15内侧部分15i的外端点P4的位置优选在参考线X内侧10毫米(mm)到其外侧20毫米(mm)之间的区域Y2′内。用与在标准内压状态相同的方式,假设参考线X内侧定义为负(-),外侧定义为正(+),则相应的,外侧部分15o的外端点P3到参考线X的距离Lo优选为-10毫米(mm)至+15毫米(mm),而内侧部分15i的外端点P4到参考线X的距离Li优选为-10毫米(mm)至+20毫米(mm)。
如果距离Li小于-10毫米(mm),则内侧部分15i的加固作用不容易充分发挥,反之,如果距离Li大于20毫米(mm),则损伤容易产生在内侧部分15i的外端点处。而如果距离Lo小于-10毫米(mm)时,内侧部分15i阻挡橡胶移动的作用就会减弱,损伤容易产生在Q点处。而当距离Lo大于15毫米(mm)时,损伤容易产生在外侧部分15o的突出端。
尽管没有特别限制,但如果重载轮胎1能够同时满足标准内压状态和标准荷载状态的要求,则对于进一步提高其耐久性是比较理想的。
实施方式
按照表1和表2中的技术参数试制了试验用型号为11R22.5的重载子午线轮胎。表1针对的对象是在5%内压状态下确定的轮胎形状,而表2针对的对象是在标准内压和标准负载状态下确定的轮胎形状。并对各试验胎进行了胎圈强度和胎圈耐久性的测试。
常规样本采用了普通的结构,即胎体帘的包边部分沿胎圈三角胶条的外表面卷起,如图11所示。包边部分到胎圈基线的高度h2设为65毫米(mm)。测试方法如下:
<胎圈强度>
将轮胎装配到轮辋(7.50×22.5)上,从气门向轮胎中灌水,记下使轮胎爆裂时的水压,并用一个指数表示,该指数是将常规样本的参数作为100而计算出来的。数值越大,轮胎越好。
<胎圈耐久性1(常温胎圈耐久性)>
使用一台转鼓测试机,测量在下列条件下运转到胎圈部分出现损伤的时间。
轮辋:7.50×22.5
内压:700kPa
竖直载荷:27.25kN×3
速度:30km/h
评估结果用一个指数表示,该指数是将常规样本的运行时间作为100而计算出来的。数值越大,耐久性越出色。
<胎圈耐久性2(胎圈热耐久性)>
将轮辋加热到130℃,再进行上面提到的常温轮胎耐久性试验,并测量运转到胎圈部分出现损伤的时间。评估结果用一个指数表示,该指数是将常规样本的运行时间作为100而计算出来的。数值越大,耐久性越出色。
测试结果和相关数据在表1和表2中显示。
表1
例1 | 例2 | 例3 | 例4 | 例5 | 例6 | 常规样本 | 对比实施方式1 | 对比实施方式2 | 对比实施方式3 | 对比实施方式4 | |
结构参量 | 图2 | 图2 | 图2 | 图2 | 图2 | 图2 | 图11 | 图2 | 图2 | 图2 | 图2 |
·高La(毫米(mm))·间隙Lb(毫米(mm)) | 73 | 73 | 73 | 73 | 73 | 73 | -- | 73 | 73 | 73 | 73 |
填充橡胶的复数模量Ea*(MPa) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | - | 10 | 10 | 10 | 10 |
胎圈加固层·高度Hc(毫米(mm))·高度Hb(毫米(mm))橡胶厚度t(毫米(mm)) | 27271.5 | 27270.9 | 27271.9 | 27301.5 | 27381.5 | 38381.5 | 27270.6 | 27270.4 | 27451.5 | 27201.5 | 45451.5 |
胎圈强度(指数) | 125 | 125 | 120 | 130 | 120 | 120 | 100 | 120 | 120 | 110 | 120 |
常温胎圈耐久性(指数) | 150 | 150 | 140 | 160 | 130 | 140 | 100 | 130 | 90 | 97 | 120 |
胎圈热耐久性(系数) | 150 | 120 | 140 | 150 | 110 | 140 | 100 | 90 | 110 | 95 | 90 |
表2
实施方式1 | 实施方式2 | 常规样本 | |
填充橡胶的复数弹性模量Ea*(MPa) | 9.0 | 9.0 | 9.0 |
有无胎圈加固层 | 有 | 有 | 有 |
标准内压状态·角θ(度)·距离Lp(毫米(mm))·距离Li(毫米(mm))·距离Lo(毫米(mm)) | 40-9310 | ---- | -183010 |
标准负载状态·角θ(度)·距离Lp(毫米(mm))·距离Li(毫米(mm))·距离Lo(毫米(mm)) | ---- | 40-16-53 | -14209 |
常温胎圈耐久性胎圈热耐久性 | 120110 | 120110 | 100100 |
*)表中列出的距离Lp,Li,和Lo,是沿径向将参考线X内侧设为负(-),外侧设为正(+)。
测试证实了采用了本发明实施方式的轮胎的常温胎圈耐久性和胎圈热耐久性都得到了改善。
Claims (16)
1.一种重载轮胎,包括
一个胎体,其包括在胎圈部分之间延伸的一层胎体帘,胎体帘沿各胎圈部分内部的胎芯从所述轮胎的内部向外部翻转形成一对包边和一个在所述包边之间的胎体主体部分,以及
一个胎圈加固层,包括至少一个设置在所述各胎圈部分的加固帘,
其中:
所述的包边部分包括:
一个包边主体部分,其在所述胎芯的径向外表面的延长线内侧延伸出一块内部区域,以及
一个包边辅助部分,其在所述延长线外侧在所述胎芯径向外表面附近延伸出一块外部区域,以及
所述的加固帘包括:
一个沿所述的包边主体部分的径向内表面延伸的中心部分,
一个从所述中心部分开始向轮胎的径向外侧延伸,并与所述包边部分分离的轴向外侧部分,和
一个从所述中心部分开始经所述胎体主体部分的内侧向轮胎的径向外侧延伸的轴向内侧部分。
2.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在5%内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至5%标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述包边辅助部分的一个外端点与所述胎芯的径向外表面之间的距离(La)不大于15毫米(mm)。
3.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在5%内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至5%标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述包边辅助部分与所述胎芯的径向外表面之间的夹角(θ)不大于75度。
4.如权利要求1至3之任一项所述的重载轮胎,其特征在于,在5%内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至5%标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述包边辅助部分的一个外端点与所述主体部分之间的间隙(Lb)在1至10毫米(mm)之间。
5.如权利要求1至3之任一项所述的重载轮胎,其特征在于,在5%内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至5%标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述胎芯在轮胎轴向最靠内的位置点处与所述的胎体帘线之间的橡胶厚度(t)在0.5至3.0毫米(mm)之间。
6.如权利要求1至3之任一项所述的重载轮胎,其特征在于,在5%内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至5%标准压力且轮胎不加负载的状态下,
从所述的胎圈基线到所述内侧部分的外端点之间的高度(Hb)大于20毫米(mm),而不大于40毫米(mm);
从所述的胎圈基线到所述外侧部分的外端点之间的高度(Hc)大于20毫米(mm),而不大于40毫米(mm),以及
所述高度(Hc)大于所述高度(Hb)。
7.如权利要求1至3之任一项所述的重载轮胎,其特征在于,所述胎体帘布与所述胎芯之间至少一部分填充复数模量(Ea*)在2至25MPa之间的填充橡胶。
8.如权利要求7所述的重载轮胎,其特征在于,所述填充橡胶的复数模量(Ea*)大于3MPa而不大于25MPa,所述填充橡胶的硫添加量不小于5PHR。
9.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述包边辅助部分的外端点的位置在一条参考线的内侧,该参考线通过所述胎圈部分的外表面与所述标准轮缘的分离点与胎体主体部分垂直相交,以及
所述包边辅助部分的外端点与所述参考线之间的最短距离(Lp)为2到12毫米(mm)。
10.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述加固帘外侧部分的外端点的位置在从一条参考线内侧5毫米(mm)到其外侧20毫米(mm)之间的区域中,而该参考线通过所述胎圈部分的外表面与所述标准轮缘的分离点与所述胎体主体部分垂直相交。
11.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准内压状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且轮胎不加负载的状态下,
所述加固层内侧部分的外端点的位置在从一条参考线向外30毫米(mm)之间的区域中,而该参考线通过所述胎圈部分的外表面与所述标准轮缘的分离点与所述胎体主体部分垂直相交。
12.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准荷载状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且加标准负载的状态下,
所述包边辅助部分与所述胎芯的径向外表面之间的夹角(θ)小于90度。
13.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准荷载状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且加标准负载的状态下,
所述包边辅助部分的外端点的位置在一条参考线内侧,而该参考线通过所述胎圈部分的外表面与所述标准轮缘的分离点与所述胎体主体部分垂直相交。
14.如权利要求13所述的重载轮胎,其特征在于,所述包边辅助部分的外端点与所述参考线之间的最短距离(Lp)为10到25毫米(mm)。
15.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准荷载状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且加标准负载的状态下,
所述加固层外侧部分的外端点的位置在从一条参考线内侧10毫米(mm)到其外侧15毫米(mm)之间的区域中,而该参考线通过所述胎圈部分的外表面与所述标准轮缘的分离点与所述胎体主体部分垂直相交。
16.如权利要求1所述的重载轮胎,其特征在于,在标准荷载状态下,即当轮胎装配在标准轮辋上、充气至标准压力且加标准负载的状态下,
所述加固层内侧部分的外端点的位置在从一条参考线内侧10毫米(mm)到其外侧20毫米(mm)之间的区域中,而该参考线通过所述胎圈部分的外表面与所述标准轮缘的分离点与所述胎体主体部分垂直相交。
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