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CN104884274A - 农用子午线机具轮胎 - Google Patents

农用子午线机具轮胎 Download PDF

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CN104884274A
CN104884274A CN201380067272.7A CN201380067272A CN104884274A CN 104884274 A CN104884274 A CN 104884274A CN 201380067272 A CN201380067272 A CN 201380067272A CN 104884274 A CN104884274 A CN 104884274A
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CN
China
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tire
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inflation pressure
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rated load
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CN201380067272.7A
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M·施赖纳
H·苏贝
D·帕马
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Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Original Assignee
Bridgestone Americas Tire Operations LLC
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Abstract

本发明提供了一种子午线帘布层公制农机具轮胎，所述轮胎具有根据美国轮胎协会标准的“IF”额定负荷。所述轮胎具有两个有机帘线增强子午线本体帘布层和两个钢筋带束层。

Description

农用子午线机具轮胎
背景技术
技术领域
本发明涉及充气式轮胎，并且更具体地讲，涉及用于在非自动推进式农机具上使用的轮胎。
现有技术说明
自由滚动式农机具轮胎的常规构造通常具有利用有棱纹的机具胎面的斜交帘布层构造。
需要继续改进农机具轮胎，尤其是与传统的斜交帘布层构造农机具轮胎相比，可以承载更重负荷的轮胎。
发明内容
在一个方面，充气式农机具轮胎包括周向胎面部分，该周向胎面部分包括有棱纹的机具胎面图案，该有棱纹的机具胎面图案具有多个由相对较窄的周向凹槽分开的相对较宽的平行周向棱纹。该轮胎包括一对胎圈部分和从胎圈部分延伸至胎面部分的一对侧壁部分。轮胎胎体包括在胎圈部分之间延伸并且缠绕在胎圈部分周围的第一和第二有机帘线增强子午线本体帘布层。第一和第二钢筋周向延伸带束层设置在胎体与周向胎面部分之间。轮胎的尺寸被设定成配合在标称直径在约15英寸至约18英寸范围内的轮辋上。轮胎具有根据美国轮胎协会(the Tire and Rim Association)标准的“IF”额定负荷。
在另一方面，充气式农机具轮胎包括周向胎面部分，该周向胎面部分包括有棱纹的机具胎面图案，该有棱纹的机具胎面图案具有多个由相对较窄的周向凹槽分开的相对较宽的平行周向棱纹。该轮胎包括一对胎圈部分和从胎圈部分延伸至胎面部分的一对侧壁部分。轮胎胎体包括在胎圈部分之间延伸并且缠绕在胎圈部分周围的第一和第二有机帘线增强子午线本体帘布层。第一和第二钢筋周向延伸带束层设置在胎体与周向胎面部分之间。轮胎具有选自以下的尺寸和负荷能力：
在52psi的冷胎充气压力下，尺寸IF280/70R15，额定负荷至少约3960lb；
在46psi的冷胎充气压力下，尺寸IF240/80R15，额定负荷至少约3200lb；
在35psi的冷胎充气压力下，尺寸IF265/85R15，额定负荷至少约3200lb；
在52psi的冷胎充气压力下，尺寸IF320/70R15，额定负荷至少约4800lb；
在41psi的冷胎充气压力下，尺寸IF195/95R15，额定负荷至少约2470lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF280/70R16，额定负荷至少约2680lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF265/85R16，额定负荷至少约2910lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF190/95R16，额定负荷至少约1930lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF280/95R16，额定负荷至少约3520lb；
在41psi的冷胎充气压力下，尺寸IF440/55R18，额定负荷至少约5840lb；
在46psi的冷胎充气压力下，尺寸IF340/65R18，额定负荷至少约4940lb；以及
在46psi的冷胎充气压力下，尺寸IF355/65R18，额定负荷至少约5200lb。
在以上实施例的任一个中，轮胎可以具有根据美国轮胎协会标准的D额定速度。
在以上实施例的任一个中，胎体可以包括两个且仅两个本体帘布层作为第一和第二本体帘布层。
在以上实施例的任一个中，轮胎可以包括两个且仅两个带束层作为第一和第二带束层。
在以上实施例的任一个中，本体帘布层的有机帘线可以包括聚酯帘线。
在以上实施例的任一个中，胎体可以包括两个且仅两个本体帘布层作为第一和第二本体帘布层，并且这些本体帘布层的有机帘线可以包括聚酯帘线。
在以上实施例的任一个中，胎体可以包括两个且仅两个本体帘布层作为第一和第二本体帘布层，并且轮胎可以包括两个且仅两个带束层作为第一和第二带束层。
当结合附图阅读以下公开内容时，本发明的多个目的、特征以及优点对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
图1是农机具的示意性平面图，在这种情况下，该农机具为由拖拉机牵拉的翼折叠型播种机。
图2是图1的农机具的示意性后正视图，示出处于操作模式(实线)并且折叠成运输模式(虚线)的播种机的翼部分。
图3是本发明的轮胎的一个实施例的剖视图。
图4是轮胎的胎面部分的展开图。
图5是本发明的农用子午线机具轮胎中的一者与将被本发明的轮胎取代的现有技术斜交帘布层机具轮胎的横截面轮廓比较。
图6是本发明的农用子午线机具轮胎中的一者与将被本发明的轮胎取代的现有技术斜交帘布层机具轮胎的压痕比较。
具体实施方式
以下是对本文采用的所选择术语的定义。所述定义包括落在术语范围内并且可用于实施的部件的各种例子和/或形式。所述例子并非意图进行限制。术语的单数和复数形式均在定义内。
“纵横比”意指轮胎的断面高度与其断面宽度的比率。
“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎旋转轴线的方向。
“胎圈”或“胎圈芯”是指轮胎的包括环形抗拉构件即胎圈芯的部分，其由帘布层帘线缠绕并且成形为带有或不带其他增强元件以便适配于所设计的轮胎轮辋。
“胎带”或“胎带帘布层”是指平行帘线的环形层或帘布层，帘线为织造或非织造的，在胎面下方，未锚定到胎圈上。
“胎体”是指除胎带结构、胎面、底胎面和侧壁橡胶之外但包括胎圈的轮胎结构(胎体帘布层缠绕在胎圈周围)。
“周向”是指沿垂直于轴向方向的环形胎面表面的周边延伸的线或方向。
“帘线”意指组成轮胎中的帘布层的增强股线中的一者。
“胎冠”基本上是指轮胎的设置有胎面的外圆周。
“赤道平面(EP)”是指垂直于轮胎的旋转轴线并通过轮胎胎面中心的平面。
“内衬”是指形成无内胎轮胎的内表面并且在轮胎内包括膨胀流体的弹性体或其他材料的一个层或多个层。
“标称轮辋直径”意指轮辋凸缘在轮胎的胎圈部分位置处的平均直径。
“帘布层”意指由涂有橡胶的平行帘线构成的连续层。
“径向”和“径向地”是指垂直于轮胎旋转轴线的方向。
“径向帘布层”或“径向帘布层轮胎”是指束带的或周向受到限制的充气式轮胎，其中从胎圈延伸到胎圈的帘布层帘线相对于轮胎的赤道平面以65°与90°之间的帘线角度布置。
“断面高度(SH)”意指在轮胎的赤道平面处从胎圈芯的基部到轮胎的外径的径向距离。
“断面宽度”(SW)意指当轮胎在未负载时在正常充气压力下充气24小时期间和之后，平行于轮胎轴线且处于轮胎侧壁外部之间的最大直线距离，不包括由于标签、装饰或保护垫带而形成的侧壁的高度。
“上翻高度”(TH)意指从胎圈芯的基部到上翻部的上端的径向距离。
在本申请中还参照轮胎的旋转轴线陈述了方向。术语“向上”和“向上地”是指朝向轮胎胎面的大体方向，而“向下”和“向下地”是指朝向轮胎旋转轴线的大体方向。因此，当结合元件使用诸如“上部”和“下部”的相对方向术语时，“上部”元件比“下部”元件与胎面相距更近。另外，当结合元件使用诸如“之上”或“之下”的相对方向术语时，位于另一个元件“之上”的元件比其他元件更靠近胎面。术语“轴向向内”和“轴向向内地”是指朝向轮胎的赤道平面的大体方向，而“轴向向外”和“轴向向外地”是指离开轮胎的赤道平面并且朝向轮胎的侧壁的大体方向。
就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，其旨在表示“A或B或两者”。如果申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文所用的术语“或”具有包容性，不具有排他性。参见Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.1995)(Bryan A.Garner，现代法律用法辞典624(第二版，1995年))。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在...中”或“到...中”而言，其旨在另外表示“在...上”或“到...上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，其旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个部件或多个部件进行连接。
在图1中，示出牵拉自由轮式农机具的拖拉机10的示意性平面图，在示出的情况下所述自由轮式农机具为翼折叠型播种机12。播种机12包括中心部分14以及左翼部分16和右翼部分18。
如图2所示，中心部分14以及翼部分16和18各自从地表面20由安装在轮辋上的多个充气式轮胎支撑。在图2的图示中，中心部分14由四个中心部分轮胎22A、22B、22C和22D承载。翼部分16承载在两个翼部分轮胎24A和24B上，并且翼部分18承载在两个翼部分轮胎26A和26B上。
当播种机12沿着公路从一块田地运输到另一块田地时，翼部分16和18可折叠到在图2中以虚线示出的位置中。因此，在运输模式中，中心部分轮22A-22D必须承载播种机12的总组合重量。因此，中心部分轮22A-22D通常具有比翼部分轮24A和24B以及26A和26B更大且更重的构造。
在一个实施例中，本发明的充气式农机具轮胎特别适合用作如图2所示的折叠播种机的翼部轮胎24A-24B和26A-26B。在其他情况下，本发明的轮胎还可用作中心部分轮胎22A-22D。一般来讲，本发明的轮胎适于在许多不同类型的自由轮式农机具上使用，包括玉米种植机、耕作设备、圆盘机具、松土机、除草耕耘机、气力播种机等。
在图3中示出轮胎24中的一者的剖视图。轮胎24包括周向胎面或胎面部分28、第一侧壁或侧壁部分30和第二侧壁或侧壁部分32，以及第一胎圈或胎圈部分34和第二胎圈或胎圈部分36。胎圈部分中的每一者均包括一束胎圈钢丝。
周向胎面部分28包括有棱纹的机具胎面图案，该机具胎面图案具有由相对较窄的周向凹槽40A-40D分开的多个相对较宽的平行周向棱纹38A-38E，意味着棱纹比凹槽更宽。棱纹38从胎面底板42向上延伸。轮胎具有断面宽度SW、断面高度SH和上翻高度TH。
轮胎24包括两个胎体帘布层58A和58B。这些胎体帘布层优选为有机帘线增强子午线胎体或本体帘布层，这些帘布层可例如为聚酯帘线增强胎体帘布层。在所示实施例中，存在两个且仅两个这样的胎体帘布层。这些胎体帘布层围绕轮胎周向地延伸并且包括轴向内部部分和轴向外部部分。这些轴向外部部分围绕胎圈部分诸如34和36延伸并且在上翻端部诸如58A’和58B’处终止。
轮胎24包括设置在胎体帘布层58与胎面部分28之间的第一和第二钢筋周向延伸带束层64A和64B。在所示实施例中，存在两个且仅两个这样的带束层。交替的带束层可使得其增强帘线以交替的角度偏置。钢带束层，如与纤维带束层相反，由于种种原因是本发明的轮胎中特别理想的。首先，钢带束层提供更有效的阻挡层，防止轮胎被田地硬茬刺穿。第二，钢带束层允许更大的充气压力。第三，钢带束层使得与针对使用纤维增强带束层的同等负荷而设计的轮胎相比，轮胎构造更轻。
为了减少农用子午线机具轮胎24对田地造成的破坏，应将轮胎24构造成在相对较低的充气压力下操作。例如，轮胎24可以采用在约23psi至约55psi范围内的充气压力操作。
本发明的轮胎优选被设计和构造成具有“IF”额定负荷，如由俄亥俄州科普利的蒙特罗斯大道西175号150室邮编44321(175Montrose WestAvenue,Suite 150,Copley,OH 44321)的美国轮胎协会有限公司(The Tire andRim Association,Inc.)(美国轮胎协会)所定义。本发明的轮胎还优选被设计和构造成具有由美国轮胎协会所定义的D额定速度，D额定速度适用于针对高达40mph的速度所设计的轮胎。美国轮胎协会是针对美国轮胎、轮辋、气门和附属部件行业的标准化机构。美国轮胎协会标准在可从美国轮胎协会获得的《轮胎和轮辋年鉴》(Tire and Rim Year Book)以及其他补充出版物中公布。
“IF”额定负荷是先前已被制订用于子午线帘布层公制农用拖拉机驱动轮轮胎的额定标准，并且作为表IF-1公布，如例如在《2012年轮胎和轮辋年鉴》(Tire and Rim Year Book 2012)中公布。所公布的表基于由美国轮胎协会针对“IF”额定值所公布的额定值公式，该额定值公式可见于由美国轮胎协会所公布的《工程设计信息书》(Engineering Design Informationbook)中。额定值公式可见于由美国轮胎协会所公布的《工程设计信息书》的日期为2010年10月22日的第1修订版的第5-53页，并且该额定值公式将1.20的特殊IF因子用作因子K1。
目前，对于自由轮式农机具轮胎或对于轮辋在15英寸至18英寸直径范围内的轮胎，没有“IF”标准的已公布负荷表，因为这样的轮胎尚未构造出来。然而，将用于生成此类表的公式为上述公式。已使用所述公式生成以下表I，表I描述了本发明的子午线帘布层充气式农机具轮胎24的新轮胎尺寸的若干例子，并且提供了用于根据上述公式的那些轮胎的“IF”额定负荷。
表I提供了在各种冷胎充气压力下的轮胎负荷极限。或者，以kPa和PSI示出充气压力。或者，以KG和LBS示出额定负荷。还提供了如由美国轮胎协会所指定的负荷指数，所述负荷指数缩写为“LI NO”。
从上表可以明显看出，容许负荷随着充气压力的增大而增大。应当指出，任何量产型轮胎通常都会标记有最大充气压力。所述标记表示制造商从上表中选择的任意点。但有意义的是，将轮胎描述为在某个指定的充气压力下具有最大负荷，该指定的充气压力可为由制造商为该轮胎所指定的最大充气压力。例如，可将上表中所述的280/75R15轮胎描述为具有在52psi的冷胎充气压力下至少约3960lb的额定负荷。还可将所述额定值描述为对于128的负荷指数来说，额定为3960lb。这种描述并不要求制造商将轮胎标记为具有52psi的最大充气压力。在上表中，在最右侧列出的值为已选择作为本发明轮胎的最大充气压力的值。
应当理解，当轮胎在本文被描述为具有某个额定负荷时，参考了由针对具有所述尺寸和构造的轮胎的适当标准设置协会(例如，美国轮胎协会)所指定的额定负荷。轮胎实际上并不需要完全像这样地由其制造商指定，或者轮胎上的额定值标记不需要完全像所指定的那样。
上述设计方法特别适用于在标称直径为15英寸或16英寸的轮辋66上使用，所述轮辋易于用在农机具上。另外，本发明的轮胎优选根据现代公制尺寸进行设计，这与通常用于机具轮胎的较老的英制单位尺寸形成对比。本文所述的轮胎构造通常适用于截面宽度在约190mm至约440mm范围内的轮胎，所述轮胎被设计用在标称直径为15英寸至18英寸的轮辋上。
以上描述的本发明的农用子午线机具轮胎旨在用于取代现有技术的斜交帘布层机具轮胎，斜交帘布层机具轮胎通常需要显著更高的充气压力以获得与本发明的额定负荷相当的额定负荷。以下表II将本发明的新的子午线机具轮胎尺寸中的三个与将被取代的现有技术斜交帘布层机具轮胎进行比较。
表II
如本领域的技术人员将会理解，对于农机具轮胎来说，希望在尽可能低的充气压力下提供必要的负荷承载能力，以便扩展轮胎的压痕，从而减少当轮胎在田地上滚动时对作物和土壤结构的破坏，这就改善了根生长。图5示出本发明的IF280/70R15轮胎与将被取代的现有技术llL-15FI轮胎的截面比较的截面轮廓。在图5中，轮廓100表示本发明的充气到其额定压力52psi的IF280/70R15轮胎，轮廓102表示现有技术的充气到其额定压力90psi的llL-15FI轮胎。
类似地，图6示出在左侧的现有技术11L-15FI与在右侧的IF280/70R15的压痕比较。可以看出，本发明的农用子午线机具轮胎使得负荷在低得多的充气压力和接触压力下在大得多的区域上扩展。
因此，可以看出，本发明的设备和方法易于实现所提及的目的和优点以及本文中的这些固有特性。尽管已经为了本公开的目的而示出和描述了本发明的某些优选实施例，但本领域的技术人员可以在部件和步骤的布置及构造方面进行多种改变，所述改变包含在由随附权利要求限定的本发明的范围和精神内。

Claims (26)

1.一种充气式农机具轮胎，所述充气式农机具轮胎包括：
周向胎面部分，所述周向胎面部分包括有棱纹的机具胎面图案，所述有棱纹的机具胎面图案具有多个由相对较窄的周向凹槽分开的相对较宽的平行周向棱纹；
一对胎圈部分；
一对侧壁部分，所述侧壁部分从所述胎圈部分延伸至所述胎面部分；
胎体，所述胎体包括在所述胎圈部分之间延伸并且缠绕在所述胎圈部分周围的第一和第二有机帘线增强子午线本体帘布层；
第一和第二钢筋周向延伸带束层，所述带束层设置在所述胎体与所述周向胎面部分之间；
所述轮胎的尺寸被设定成配合在标称直径在约15英寸至约18英寸范围内的轮辋上；并且
所述轮胎具有根据美国轮胎协会标准的IF额定负荷。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述轮胎具有根据美国轮胎协会标准的D额定速度。s
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
所述胎体包括两个且仅两个本体帘布层作为所述第一和第二本体帘布层。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
所述轮胎包括两个且仅两个带束层作为所述第一和第二带束层。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
所述本体帘布层的所述有机帘线包括聚酯帘线。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
所述胎体包括两个且仅两个本体帘布层作为所述第一和第二本体帘布层，并且所述本体帘布层的所述有机帘线包括聚酯帘线。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
所述胎体包括两个且仅两个本体帘布层作为所述第一和第二本体帘布层；并且
所述轮胎包括两个且仅两个带束层作为所述第一和第二带束层。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在52psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF280/70R15，额定负荷为至少约3960lb。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在46psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF240/80R15，额定负荷为至少约3200lb。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在35psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF265/85R15，额定负荷为至少约3200lb。
11.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在52psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF320/70R15，额定负荷为至少约4800lb。
12.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在41psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF195/95R15，额定负荷为至少约2470lb。
13.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在29psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF280/70R16，额定负荷为至少约2680lb。
14.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在29psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF265/85R16，额定负荷为至少约2910lb。
15.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在29psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF190/95R16，额定负荷为至少约1930lb。
16.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在29psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF280/95R16，额定负荷为至少约3520lb。
17.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在41psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF440/55R18，额定负荷为至少约5840lb。
18.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在46psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF340/65R18，额定负荷为至少约4940lb。
19.根据权利要求1所述的轮胎，其中：
在46psi的冷胎充气压力下，所述轮胎的尺寸为IF355/65R18，额定负荷为至少约5200lb。
20.一种充气式农机具轮胎，所述充气式农机具轮胎包括：
周向胎面部分，所述周向胎面部分包括有棱纹的机具胎面图案，所述有棱纹的机具胎面图案具有多个由相对较窄的周向凹槽分开的相对较宽的平行周向棱纹；
一对胎圈部分；
一对侧壁部分，所述侧壁部分从所述胎圈部分延伸至所述胎面部分；
胎体，所述胎体包括在所述胎圈部分之间延伸并且缠绕在所述胎圈部分周围的第一和第二有机帘线增强子午线本体帘布层；
第一和第二钢筋周向延伸带束层，所述带束层设置在所述胎体与所述周向胎面部分之间；并且
其中所述轮胎具有选自由以下组成的组的尺寸和负荷能力：
在52psi的冷胎充气压力下，尺寸IF280/70R15，额定负荷至少约3960lb；
在46psi的冷胎充气压力下，尺寸IF240/80R15，额定负荷至少约3200lb；
在35psi的冷胎充气压力下，尺寸IF265/85R15，额定负荷至少约3200lb；
在52psi的冷胎充气压力下，尺寸IF320/70R15，额定负荷至少约4800lb；
在41psi的冷胎充气压力下，尺寸IF195/95R15，额定负荷至少约2470lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF280/70R16，额定负荷至少约2680lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF265/85R16，额定负荷至少约2910lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF190/95R16，额定负荷至少约1930lb；
在29psi的冷胎充气压力下，尺寸IF280/95R16，额定负荷至少约3520lb；
在41psi的冷胎充气压力下，尺寸IF440/55R18，额定负荷至少约5840lb；
在46psi的冷胎充气压力下，尺寸IF340/65R18，额定负荷至少约4940lb；以及
在46psi的冷胎充气压力下，尺寸IF355/65R18，额定负荷至少约5200lb。
21.根据权利要求20所述的轮胎，其中：
所述胎体包括两个且仅两个本体帘布层作为所述第一和第二本体帘布层。
22.根据权利要求20所述的轮胎，其中：
所述轮胎包括两个且仅两个带束层作为所述第一和第二带束层。
23.根据权利要求20所述的轮胎，其中：
所述本体帘布层的所述有机帘线包括聚酯帘线。
24.根据权利要求20所述的轮胎，其中：
所述胎体包括两个且仅两个本体帘布层作为所述第一和第二本体帘布层，并且所述本体帘布层的所述有机帘线包括聚酯帘线。
25.根据权利要求20所述的轮胎，其中：
所述胎体包括两个且仅两个本体帘布层作为所述第一和第二本体帘布层；并且
所述轮胎包括两个且仅两个带束层作为所述第一和第二带束层。
26.根据权利要求20所述的轮胎，其中所述轮胎具有根据美国轮胎协会标准的D额定速度。
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