CN2620639Y - 节能耗轮胎 - Google Patents

Abstract

本实用新型是提高和弥补现有乘用和货用机动车辆轮胎的使用性能的轮胎。是在保持现有结构轮胎使用性能的基础上。通过局部增加和减少轮胎帘线的用量，减少轮胎在负荷滚动中热量的产生，使轮胎轻量化和降低轮胎的滚动阻力。达到轮胎在生产中节省原材料和能源、车辆在行驶中节省燃料的消耗，同时提高了轮胎的散热性能和使用寿命，减少因轮胎引发的交通事故。可制成不同品种和规格的系列轮胎，满足不同车辆对轮胎的需求。

Description

节能耗轮胎

本实用新型涉及到轮胎的轻量化，使轮胎在生产中减少材料用量和使用中节省燃料。

所属技术领域：

轮胎是由橡胶和帘线制成的不同品种和规格的产品，由于轮胎结构的不同，在使用性能上存在不同的优点和缺点。

本实用新型“节能耗轮胎”是在现有结构轮胎使用性能的基础上，局部增加和减少帘布层中的帘线，使轮胎既保持了现有的使用性能，又弥补了现有轮胎在使用性能上的不足，使轮胎更适应车辆在高等级路面的高速和高温下行驶，提高了轮胎的使用寿命和翻新率，可制成不同品种和规格尺寸的机动车辆轮胎。

背景技术：

目前，轮胎从结构上分为两种：一种是普通轮胎(斜交结构轮胎)，它的胎体由多层帘线呈一定角度相互交叉排列，故称斜交结构轮胎。在使用性能方面的优点是：胎体坚固，胎侧较厚而不易损坏，车辆在行驶中的转向性能和稳定性能好。缺点是：轮冠(胎面)的耐扎和耐磨及抗硬伤性能差，因胎侧较厚而导致刚性(刚度)高，缓冲和减震性能差，同时因胎体多层交叉的帘线组成，轮胎在负荷滚动中，由于胎体的曲挠变形及帘线交叉造成帘线的相互剪切而产生的热量多，因胎体较厚而散热性能差，使轮胎在负荷滚动中滚动阻力的增加，燃料消耗也多，不耐高速和高温下行驶，生产中用的材料和能源消耗也多。另一种是子午结构轮胎，子午轮胎帘布层中的纬线与断面中心线呈90度角排列，好象地球仪上的子午线一样，因此在习惯上称为子午结构轮胎。子午轮胎从材料上又分为化纤轮胎和全钢丝轮胎，化纤轮胎是指轮胎帘线中的纬线以人造纤维为轮胎的基础帘布层，轮冠<胎面>的辅助层帘布由钢丝顺同一方向缠绕成的钢丝带形圈，帘布层的层数根据轮胎的用途和规格来确定(例为锦湖牌165/70R1379T由两层尼龙线为纬线构成轮胎的基础帘布层，由两层钢丝带形圈为辅助帘布层)。全钢丝子午轮胎是指以钢丝为经，纬帘线构成一层基础帘布层，轮冠的辅助层由钢丝绳组成的带束层，带束层的层数根据轮胎的用途和规格确定。子午轮胎的特点是：轮胎的断面宽度大于断面的高度，胎冠断面大于普通轮胎，弧度低于普通轮胎，轮胎滚动中的接地面积大，接地面的单位压力小。使用性能上的优点是：耐扎、耐磨及抗硬伤性能高于普通轮胎，有较高的行驶里程，有良好的抓着性能和越野性能，牵引性能比普通轮胎更为优越，车辆行驶中的周向滑移小。与同层级的普通轮胎相比较，有较薄的胎体及滚动中帘线之间不存在相互的剪切，所以生热少，而散热快，滚动阻力小，适于高速和高温下行驶。因子午轮胎胎侧薄，滚动中变形大，有很好的缓冲和减震性能，提高了乘坐的舒适性和降低了车辆机件的损坏，由于子午轮胎的耐扎，耐磨及抗硬伤性能大于普通轮胎，所以有良好的安全性能，并延长了轮胎的使用寿命和提高了轮胎的翻新率。它的缺点是：在使用性能方面与普通轮胎相比，子午轮胎的胎侧薄，刚性胝，滚动中变形大，侧向稳定性能和爬坡性能差，同时由于胎侧薄，在低等级路面滚动时胎侧的耐划伤性能低于普通轮胎。

由于子午轮胎的使用性能优于普通轮胎，是普通轮胎的替代产品，我国以作为基本国策，进行推广实施，由于多方面的原因，目前我国生产的中型以上的货用车辆(包括两轴六轮乘用车辆)，装配使用着普通轮胎。根据目前货用车辆普遍存在超载的现象(超载的数量往往超过一倍以上)，在保持普通轮胎使用性能的同时，对普通轮胎胎体的帘线进行减少，从源头上控制车辆的超载、减少由于超载带来的路面损坏和交通事故的发生。

近年来，轮胎的设计都集中精力开发节能轮胎，降低滚动阻力，滚动阻力降低6％，可以节约燃料1％。滚动阻力占车辆发动机输出功率的30-40％左右，其中由于轮胎材料内磨擦生热带来的滞后损失功率又占轮胎的滚动阻力耗用功率的90％左右，轮胎与路面的磨擦所耗用的功率占轮胎耗用功率的5％-10％(车用轮胎的选择与使用一书，谭忠南主编，四川科学技术出版社1998年9月出版)。因此，降低轮胎本身内磨擦及轮胎与路面的磨擦是降低轮胎滚动阻力，节约燃料的重要途径。

发明内容：

轮胎是一个弹性体，在负荷下滚动时，实际是压缩弹起，反复曲挠变形的过程，在这个过程中，由于轮胎与路面的磨擦及胎体的内磨擦，将发动机的能量转换成热能消失在大气中，这种弹滞损失，是产生轮胎滚动阻力的重要因素。弹滞损失的大小，是同轮胎的结构、材料量、材料性质有直接的关系，因此，除改进花纹类型，减小轮胎规格外，减少材料用量、使轮胎在同一规格中达到轻量化。

轮胎的帘线构成了轮胎的骨架，由帘线组成的帘布层数决定了轮胎的刚性<刚度>的高低和热量产生的多少，刚性的高低决定了轮胎的缓冲和减震性能。不论子午轮胎和普通轮胎，帘线材料用量的多少，是轮胎在负荷滚动中产生滚动阻力的主要因素。

对中型以上车辆使用的现有化纤子午轮胎(大规格)来说，增加一层化纤帘线除增加轮胎的重量外，也增加了轮胎的滚动阻力。对轻型和微型车辆使用的现有化纤轮胎，在轮胎气压正常的情况下，轮胎存在刚性高，缓冲性能和减震性能差的不足。特别是现有普通轮胎由于结构的特点，在使用性能和滚动阻力的大小上低于子午轮胎。

本新型在保持现有轮胎使用性能的基础上，将轮胎的圆周等距离分成若干等分<段>，间隔一等份<段>，对帘布层中的帘线进行增加和减少。通过对帘线的增加和减少，使轮胎在负荷滚动中的使用性能有所提高的同时，降低了轮胎的滚动阻力，达到节能和节耗的目的。

技术方案：

通过对轮胎帘线的增加和减少，使轮胎轻量化，达到生产时节能，滚动中节耗。本新型的技术方案是：根据轮胎的用途及规格，将轮胎的圆周等距离分段<等份>，分段<等份>后的分段<等份>数量为偶数。

1、化纤子午轮胎：由钢丝顺同一方向缠绕成的钢丝带形圈，起到了轮胎经线的作用，同时承受主要的负荷，化纤纬线在固定钢丝带形圈的同时，与胎圈的钢丝环固定在一起，构成了轮胎的形状，并承受小的负荷。对中型以上车辆所使用的大规格化纤轮胎，在化纤纬线帘布层的基础上，等距离间隔一等份<段>增加一等份<段>的化纤纬线。对轻型和微型车辆所用的小规格化纤轮胎，在原两层帘线层中，对其中的一层等距离间隔一等份<段>减少一等份<段>的化纤帘线。

2、普通轮胎：胎体由多层交叉的帘线组成帘布层，在多层交叉的帘布层中，根据轮胎的用途和规格，等距离间隔一等份<段>减少一等份<段>帘线。

轮胎在滚动中是一个旋转体，处于反复压缩弹起的旋转过程，压缩和弹起，形成了轮胎的变形，轮胎的变形有胎侧的变形和径向的变形，这两个变形是相互影响的，胎侧的变形必定影响到径向的变形，而胎侧的变形集中在胎肩到胎侧的中心线部位，轮胎的变形，导致了帘线的曲挠，是轮胎在滚动中产生热量的主要部位，在对中型以上车辆所使用的大规格化纤轮胎、帘线的等距离间隔一等份<段>的增加，提高了轮胎的刚性，使这一部位变形减少及生热的减少。轮胎刚性的提高，减少了轮胎的变形及由变形带来的轮胎滚动阻力的增加，提高了轮胎在滚动中的稳定性能和爬坡性能。对轻型和微型车辆的化纤子午轮胎帘线等距离间隔一等份<段>的减少，在轮胎气压正常情况下，刚性有不同程度的降低，在提高轮胎的缓冲性能和减震性能的同时，由于帘线用量的减少，使轮胎在负荷滚动中产生热量也少，降低了轮胎的滚动阻力。对普通轮胎多层交叉的帘布层中减少帘线的用量，在降低轮胎刚性的同时，提高了轮胎的缓冲性能和减震性能，特别是轮胎的胎肩到胎侧中心线部位帘线的减少，降低了轮胎在负荷滚动中这一部位因帘线相互剪切及内磨擦所产生热量的减少，降低了轮胎的滚动阻力。

对两种结构轮胎的帘线进行增加和减少，在同一规格的轮胎中，使轮胎轻量化，使轮胎在负荷滚动中减少热量的产生，降低了滚动阻力，达到轮胎在生产时节能，滚动中节耗的目的。

有益效果：

轮胎发展的趋向是：轻量化，子午化和无内胎化。本新型对两种结构轮胎帘线的增加和减少，对大规格的化纤子午轮胎来说，提高了轮胎的稳定性能和爬坡性能，对小规格的化纤子午轮胎来讲，在保持使用性能的同时，轮胎的刚性有不同程度的降低，提高了轮胎的缓冲性能和减震性能。子午轮胎是普通轮胎的换代产品，但是普通轮胎在一定的时期内还将大量使用，普通轮胎帘线的减少，提高了轮胎的缓冲性能和减震性能的同时，使轮胎在负荷滚动中减少了热量的产生，提高了轮胎在高速和高温下负荷滚动中的性能，延长了轮胎的使用寿命。普通轮胎帘布层中帘线的减少，相应的对轮胎的负荷有不同程度的降低，对装配普通轮胎车辆的超载，从源头上起到限制的作用，减少了因超载造成对路面的损坏及交通事故的发生。对轮胎帘线的增加和减少，弥补了现有轮胎在使用性能上不足的同时，使轮胎轻量化，降低滚动阻力，使轮胎在生产时节省材料用量和能源的消耗，在滚动中节省燃料的消耗。

路面等级的提高，车辆发动机在同样耗油的同时，发动机功率的增加，为车辆的高速行驶提供了条件，轮胎的轻量化，使轮胎在负荷滚动中降低了轮胎的滚动阻力，在达到轮胎节能节耗的同时，提高了轮胎的使用寿命和翻新率，给使用者和社会带来明显的正效益。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是轮胎的立体图。

图2是化纤子午轮胎分段减少的化纤帘线局部剖视图。

图2-1是钢丝带形圈。

图2-2是分段减少的化纤帘线。

图2-3是原有的化纤帘线层。

图3是化纤轮胎分段增加的化纤帘线局部剖视图。

图3-1是钢丝带形圈。

图3-2是原有的两层帘线层。

图3-3是分段增加的帘线层。

图4是普通轮胎在一层帘线层中等距离分段后，间隔一段<等份>减少帘线的局部剖视图。

图4-1是普通轮胎分段减少的帘线层。

图4-2是普通轮胎原有的帘线层。

图4-3是胎面。

图5是普通轮胎在不同密度的帘线层中等距离分段后，间隔一段<等份>减少帘线的局部剖视图。

图5-1是分段减少密度小的帘线层。

图5-2是分段减少密度大的帘线层。

图5-3是原有的帘线层。

图5-4是胎面。

具体实施方式：

两种结构的轮胎是多品种和多规格的，本新型是根据不同结构轮胎的用途和规格等距离分段<等份>增加和减少帘线来实施的，等距离分段<等份>轮胎的园周时，分段<等份>的数量为偶数。

1、轮胎的生产工艺流程已自动化，帘线的增加和减少，可在帘线缠绕的流程中增加时间控制装置，使帘线在缠绕时达到时断时续的缠绕。

2、化纤子午轮胎帘线的减少，应根据轮胎的用途和规格，每间隔一段<等份>减少一段<等份>的帘线，如图2。

3、化纤子午轮胎帘线的增加，应根据轮胎的用途和规格，每间隔一段<等份>增加一段<等份>的帘线，如图3。

4、普通轮胎帘线的减少，应根据轮胎的用途和规格，在密度不同的多层帘线中；从1-2层的帘线层中每间隔一段<等份>减少一段<等份>的帘线，如图4、图5。

5、在两层帘线层中分段<等份>减少帘线时，帘线层中减少的部位应相互错开，减去的帘线不要对在整体帘线层中的同一部位，以保证轮胎刚性和承受负荷的均匀，如图5。

6、轮胎园周等距离分段<等份>的数量越多，轮胎刚性的增加和减少及轮胎承受的负荷也越均匀。

Claims (4)

1、一种新型“节能耗轮胎”，由橡胶和帘线<化纤、钢丝>制成的乘用和货用轮胎，其特征是：将轮胎的园周等距离分段<等份>后，间隔一段<等份>增加和减少帘布层中的帘线。

2、根据权利要求1所述的新型节能耗轮胎，其特征是：货用化纤子午轮胎，在两层帘线的基础上，间隔一段<等份>增加一段<等份>化纤帘线。

3、根据权利要求1所述的新型节能耗轮胎，其特征是：乘用化纤子午轮胎，间隔一段<等份>减少一段<等份>两层帘布层中一层中的化纤帘线。

4、根据权利要求1所述的新型节能耗轮胎，其特征是：普通轮胎在1——2层的密度不同的帘布层中，间隔一段<等份>，减少一段<等份>帘线。

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