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CN107415599B - 一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎 - Google Patents

一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎，通过一种新型胎侧口型设计，可以降低缺气保用轮胎的生产复杂度，进而提升生产效率和均匀性；把横沟设计成渐变的紊流沟，通过斜切面打乱进入横沟的气流，紊乱的气流会再通过喇叭形开放的沟底进行排出，可有效的降低高压气鸣音，进而提升轮胎的舒适性；设计支撑胶上下端点的位置，使其宽度有利于覆盖受力较大的区域，同时根据轮胎支撑胶厚度与温度的线性关系，使得轮胎支撑胶受力均衡，有利于提升轮胎零气压时的耐久性能，以80km/h可以行驶100min，确保缺气保用轮胎的安全性能。

Description

一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎。
背景技术
目前缺气保用轮胎因其不会因轮胎瞬间失压导致车辆跑偏引起安全事故，轮胎即使在零气压时，车辆仍可开到就近的轮胎店换胎。
车辆由于不需要使用备胎，后备箱的空间更大。具有很好的安全性、便捷性、省空间性，缺气保用轮胎具有很好的市场空间和发展前景，但是存下如下不足：
1)缺气保用轮胎因胎侧很厚，使得舒适性能差，生产技术复杂导致生产效率低、的均匀性较低。传统的缺气保用轮胎在成型时，先贴合内衬层，然后基鼓张开后贴合支撑胶，接着贴合1P、2P帘布，扣钢丝圈，反包帘布，贴合防擦胶片，最后贴合胎侧。因缺气保用轮胎采用二段成型机成型，在一段位成型复杂，需要的激光设定线很多如W1-W6，增加了施工和设备的复杂度，同时由于每个部件均需要人工贴合，增加了尺寸成型时的偏差，不利于均匀性；
2)缺气保用轮胎因胎侧很厚，使得舒适性能差，尤其在轮胎在行驶时，空气气流会交替的压迫胎面的横沟，轮胎速度高时这些气流会形成高压冲击横沟，进而形成横沟的高压气鸣音，造成胎噪过大。
3)由于支撑胶设计的不足，目前缺气保用轮胎在零气压下，以80km/h只能行使60min。
发明内容
本发明提供一种能够简化工艺，并具有舒适安全功能的缺气保用轮胎。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎，包括胎面、胎侧以及位于胎体内侧的支撑胶，所述胎面上开设有在轮胎周向上延伸的多条周向主槽以及在轮胎宽度方向上延伸的多个花纹槽，所述胎侧的一端形成有胎肩垫胶，胎侧的另一端形成有子口护胶，所述子口护胶的一侧延伸出防擦胶片，该防擦胶片的宽度l1与子口护胶的宽度l2具有0.2≤l1/l2≤0.44的关系，所述子口护胶的高点厚度h1与胎侧轮辋保护尖点的厚度h2具有0.63≤h1/h2≤0.71的关系；
所述花纹槽包括布置在胎肩部上的胎肩横沟，该胎肩横沟包括横沟主体以及用于连通相邻周向主槽的横沟连通部，其中横沟主体的沟槽两侧外缘具有第一斜切面，横沟连通部的沟槽一侧外缘具有第二斜切面。
进一步地，所述支撑胶的上端点置于(0.72-0.86)*W1B范围内，其中W1B为下层带束层一半的宽度，所述支撑胶的下端点与子口护胶最底端的距离为15-25mm，所述支撑胶的宽度L与轮胎断面高SH具有0.83≤L/SH≤0.91的关系。
优选地，所述花纹槽还包括设置在相邻周向主槽另一侧的胎冠横沟，该胎冠横沟的一侧或两侧外缘具有第三斜切面。所述横沟连通部与两端的横沟主体和周向主槽之间形成有阶梯式不等沟深，其中横沟连通部的沟深小于横沟主体和周向主槽的沟深，所述花纹槽的沟槽沟底设置成开放的喇叭形。
优选地，所述胎面沿轮胎周向设有五种不同的花纹节距，分别为第一花纹节距a、第二花纹节距b、第三花纹节距c、第四花纹节距d以及第五花纹节距e，所述花纹节距均采用二合一节距设计，分别为第一花纹节距a1a2、第二花纹节距b1b2、第三花纹节距c1c2、第四花纹节距d1d2以及第五花纹节距e1e2，其中a1：a2＝6:4、b1：b2＝6:4、c1：c2＝5:5、d1：d2＝4:6、e1：e2＝4:6。
优选地，所述胎肩垫胶包括朝向子口护胶方向上布置的第一高点、第二高点和第三高点，该第一高点的厚度h3、第二高点的厚度h4以及第三高点的厚度h5具有0.78≤h3/h4≤1和0.8≤h4/h5≤1的关系。
优选地，根据温度分布将支撑胶的宽度由中部位置向两侧均分成L1、L2、L3和L4，且L1：L2：L3：L4＝1:0.64:0.53:0.53，所述支撑胶的中部厚度为H1，L1和L2的交点处厚度为H2，L2和L3的交点处厚度为H3，L3和L4的交点处厚度为H4，且H1：H2：H3：H4＝1:0.91:0.7:0.42。
由以上技术方案可知，本发明通过一种新型胎侧口型设计，可以降低缺气保用轮胎的生产复杂度，进而提升生产效率和均匀性；本发明把横沟设计成渐变的紊流沟，通过斜切面打乱进入横沟的气流，紊乱的气流会再通过喇叭形开放的沟底进行排出，可有效的降低高压气鸣音，进而提升轮胎的舒适性；本发明设计支撑胶上下端点的位置，使其宽度有利于覆盖受力较大的区域，同时根据轮胎支撑胶厚度与温度的线性关系，使得轮胎支撑胶受力均衡，有利于提升轮胎零气压时的耐久性能，以80km/h可以行驶100min，确保缺气保用轮胎的安全性能。
附图说明
图1为本发明缺气保用轮胎的结构示意图；
图2为本发明的胎侧口型图；
图3为本发明的支撑胶口型图；
图4为本发明中胎肩横沟、周向主槽和胎冠横沟的结构示意图；
图5为图4中F-F1-F2的剖视图，示出了阶梯式不等沟深；
图6为图4中E-E1的剖视图；
图7为图4中G-G1的剖视图；
图8为本发明的胎面局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
如图1所示，所述缺气保用轮胎包括胎面10、胎侧20以及位于胎体内侧的支撑胶30。缺气保用轮胎在成型时，先贴合内衬层，基鼓张开后贴合支撑胶，然后贴合1P、2P帘布，扣钢丝圈，反包帘布，最后贴合胎侧。
为提升轮胎的均匀性，减少工人贴合部件的次数，降低缺气保用轮胎成型的复杂度，发明新的胎侧口型，在胎侧压出时，将防擦胶片整合到胎侧压出上，使得新发明的胎侧具有胎侧和防擦胶片的功能，新的胎侧具有很好通用性。新的胎侧口型只有W1-W5根激光定位线，和少一个轮胎零部件，可以降低缺气保用轮胎的生产复杂性，提升均匀性。
图2示出了胎侧的口型图，该胎侧20的一端形成有胎肩垫胶30，胎侧的另一端形成有子口护胶40。
所述子口护胶40的一侧延伸出防擦胶片50，该防擦胶片的宽度l1与子口护胶的宽度l2具有0.2≤l1/l2≤0.44的关系。通常防擦胶片厚度为1.0mm，宽度为40-45mm，为了整合胎侧和防擦胶片的胎侧口型，本实施例中防擦胶片50的宽度l1为10-20mm，低于通常分离开的防擦胶片，为补偿减小的宽度，即防擦胶片带来的面积损失，需要调整子口护胶40的高点K，子口护胶的高点厚度h1与胎侧轮辋保护尖点K的厚度h2具有0.63≤h1/h2≤0.71的关系。本实施例子口护胶的高点厚度h1为6-7mm，最终确保新的胎侧口型子口护胶面积加上防擦胶片面积与传统的面积相等。
缺气保用轮胎受力FEA分析，轮胎在受力时肩部曲挠大，变形大，薄的胎侧口型的胎肩垫胶受力变形大，影响到轮胎竖直方向吸收载荷的能力，本发明的胎肩垫胶30包括朝向子口护胶方向上布置的第一高点G1、第二高点G2和第三高点G3，该第一高点的厚度h3、第二高点的厚度h4以及第三高点的厚度h5具有0.78≤h3/h4≤1和0.8≤h4/h5≤1的关系。增加胎肩垫胶的厚度，可有效的吸收竖直方向的载荷产生的动能，通过较厚的BEC胶料的粘弹性作用，可以把更多的轮胎竖直方向的动能转化为热量散出去，进而可以有效的降低轮胎竖直方向的振动，提升轮胎的舒适性能。
本实施例中，所述第一高点G1的厚度为3.5-4mm，第二高点G2的厚度为4-4.5mm，第三高点G3的厚度为4.5-5mm。
如图4所示，所述胎面10上开设有在轮胎周向上延伸的多条周向主槽60以及在轮胎宽度方向上延伸的多个花纹槽。所述花纹槽包括布置在胎肩部上的胎肩横沟61和布置在胎冠上的胎冠横沟62，其中胎肩横沟包括横沟主体611以及用于连通相邻周向主槽的横沟连通部612，胎冠横沟与周向主槽的另一侧连通。
如图6和7所示，为了形成紊流沟对气流进行打乱，从而降低胎噪，在横沟主体611的沟槽两侧外缘形成有第一斜切面613，横沟连通部612的沟槽一侧外缘具有第二斜切面614，并且在胎冠横沟62的一侧或两侧外缘具有第三斜切面621。所述第一斜切面由轮胎外侧向内侧逐渐变宽，更好的适配沟槽的宽度，第二斜切面和第三斜切面可以采用等宽的设计。所述胎肩横沟61和胎冠横沟62的沟槽沟底设置成开放的喇叭形，有利于排气，有效的降低高压气鸣音，进而提升轮胎的舒适性。
如图5所示，所述横沟连通部612与两端的横沟主体611和周向主槽60之间形成有阶梯式不等沟深，其中横沟连通部的沟深小于横沟主体和周向主槽的沟深，本实施例中横沟连通部的沟深为2.5mm±1mm。采用阶梯式不等沟深可进一步形成紊流效果。
所述周向主槽60和花纹槽限定出多个花纹块，一个所述花纹块与相邻一个花纹槽组成一个花纹节距。根据低噪音轮胎的设计原理，相邻花纹节距相等时容易产生高胎噪，本发明中沿轮胎周向设有五种不同的花纹节距，分别为第一花纹节距a、第二花纹节距b、第三花纹节距c、第四花纹节距d以及第五花纹节距e，所述花纹节距均采用二合一节距设计，分别为第一花纹节距a1a2、第二花纹节距b1b2、第三花纹节距c1c2、第四花纹节距d1d2以及第五花纹节距e1e2，其中a1：a2＝6:4、b1：b2＝6:4、c1：c2＝5:5、d1：d2＝4:6、e1：e2＝4:6，形成不对称的变频双节距设计。
传统的五种节距共有5×4×3×2×1＝120种排列，采用不对称的变频双节距设计,新的节距设计有10×9×8×7×6×5×4×3×2×1＝3628800种排列方式，图8示出了新的节距设计，增加了节距排列的方式。传统的节距设计频谱分析结果与本发明变频节距频谱分析结果相比，在节距的振幅上本发明的变频节距最大振幅＜0.25，传统的节距设计最大振幅＜0.30；在节的频宽上，本发明的变频节距频宽集中在0-11.5，传统的节距设计频宽集中在0-7.5，由此可见本发明的变频节距可以降低轮胎的花纹节的频谱振幅，增大轮胎的花纹节的频谱频宽，根据V＝f*λ，在介质一定的情况下传播速度V不变，增大波长λ，使得频率f降低，进而降低了轮胎的行驶噪音，提升了缺气保用轮胎的舒适性。
轮胎在零气压行驶时，支撑胶温度很高，表明轮胎胎侧部位，支撑胶受力很大，本发明基于温度场分析，设计一种支撑胶口型，有利于提升轮胎的零气压耐久性能。
如图1所示，从轮胎行驶FEA分析图看，整个胎侧20区域均为受力较大区域，支撑胶30置于胎侧内侧，支撑胶上端点A设置在(0.72-0.86)*W1B范围内，其中W1B为下层带束层一半的宽度，可使得支撑胶上端点覆盖受力较大区域。
所述支撑胶30的下端点B与子口护胶最底端C的距离为15-25mm，可使得支撑胶下端点覆盖受力较大区域。所述支撑胶的宽度L与轮胎断面高SH具有0.83≤L/SH≤0.91的关系，SH为轮胎断面高，SH＝轮胎断面宽*轮胎扁平率。
如图3所示，根据支撑胶的温度分布，将支撑胶的宽度由中部位置向两侧均分成L1、L2、L3和L4，且L1：L2：L3：L4＝1:0.64:0.53:0.53，所述支撑胶的中部厚度为H1，L1和L2的交点处厚度为H2，L2和L3的交点处厚度为H3，L3和L4的交点处厚度为H4，且H1：H2：H3：H4＝1:0.91:0.7:0.42。可使得轮胎支撑胶厚度与温度成线性关系，使得轮胎支撑胶受力均衡。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种简化工艺舒适安全的缺气保用轮胎，包括胎面、胎侧以及位于胎体内侧的支撑胶，所述胎面上开设有在轮胎周向上延伸的多条周向主槽以及在轮胎宽度方向上延伸的多个花纹槽，所述胎侧的一端形成有胎肩垫胶，胎侧的另一端形成有子口护胶，其特征在于，所述子口护胶的一侧延伸出防擦胶片，该防擦胶片的宽度l1与子口护胶的宽度l2具有0.2≤l1/l2≤0.44的关系，所述子口护胶的高点厚度h1与胎侧轮辋保护尖点的厚度h2具有0.63≤h1/h2≤0.71的关系；
所述花纹槽包括布置在胎肩部上的胎肩横沟，该胎肩横沟包括横沟主体以及用于连通相邻周向主槽的横沟连通部，其中横沟主体的沟槽两侧外缘具有第一斜切面，横沟连通部的沟槽一侧外缘具有第二斜切面；所述花纹槽还包括设置在相邻周向主槽另一侧的胎冠横沟，该胎冠横沟的一侧或两侧外缘具有第三斜切面，所述横沟连通部与两端的横沟主体和周向主槽之间形成有阶梯式不等沟深，其中横沟连通部的沟深小于横沟主体和周向主槽的沟深，所述花纹槽的沟槽沟底设置成开放的喇叭形。
2.根据权利要求1所述的缺气保用轮胎，其特征在于，所述支撑胶的上端点置于(0.72-0.86)*W1B范围内，其中W1B为下层带束层一半的宽度，所述支撑胶的下端点与子口护胶最底端的距离为15-25mm，所述支撑胶的宽度L与轮胎断面高SH具有0.83≤L/SH≤0.91的关系。
3.根据权利要求1或2所述的缺气保用轮胎，其特征在于，所述胎面沿轮胎周向设有五种不同的花纹节距，分别为第一花纹节距a、第二花纹节距b、第三花纹节距c、第四花纹节距d以及第五花纹节距e，所述花纹节距均采用二合一节距设计，分别为第一花纹节距a1a2、第二花纹节距b1b2、第三花纹节距c1c2、第四花纹节距d1d2以及第五花纹节距e1e2，其中a1：a2＝6:4、b1：b2＝6:4、c1：c2＝5:5、d1：d2＝4:6、e1：e2＝4:6。
4.根据权利要求1或2所述的缺气保用轮胎，其特征在于，所述胎肩垫胶包括朝向子口护胶方向上布置的第一高点、第二高点和第三高点，该第一高点的厚度h3、第二高点的厚度h4以及第三高点的厚度h5具有0.78≤h3/h4≤1和0.8≤h4/h5≤1的关系。
5.根据权利要求1或2所述的缺气保用轮胎，其特征在于，根据温度分布将支撑胶的宽度由中部位置向两侧均分成L1、L2、L3和L4，且L1：L2：L3：L4＝1:0.64:0.53:0.53，所述支撑胶的中部厚度为H1，L1和L2的交点处厚度为H2，L2和L3的交点处厚度为H3，L3和L4的交点处厚度为H4，且H1：H2：H3：H4＝1:0.91:0.7:0.42。
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