CN118596749B - 轮胎性能提升方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮胎性能提升方法，涉及轮胎技术领域，包括：通过车辆传感器集合采集多个轮胎的轮胎参数信息和轮胎历史状态信息；针对轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间；获取轮胎的标准断面宽度集合，并根据耐久时间、端点差级和宽度比，确定各项标准断面宽度的轮胎，在达到最大耐久时间时的目标端点差级范围和目标宽度比范围；将标准断面宽度集合，以及对应的目标端点差级范围和目标宽度比范围输入至预设分类器中，以对预设分类器进行分类训练，确定带束层宽度分析模型。本发明可以显著提升轮胎性能。

Description

轮胎性能提升方法

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，尤其是涉及一种轮胎性能提升方法。

背景技术

带束层是轮胎的主要受力部件，其端点是胎冠最容易疲劳破坏的部位，容易出现肩空、肩裂的橡胶老化等问题，从而直接影响轮胎的耐久性，缩短轮胎的使用寿命。

目前，相关技术提出，可以通过增大带束层差级的范围，提升轮胎的耐高温能力，但该方案的带束层差级设计范围过大，会导致轮胎在高速行驶时，胎面受力不均、应力集中，轮胎操控性和安全性受到影响，此外，还可以通过限定带束层与行驶面宽度的比值标准，增加带束层差级设计要求，从而提升轮胎耐久性，但是，由于轮胎行驶面宽没有统一的设计标准，因此该方法设计带束层差级标准不清晰，从而导致设计混乱，不能有效提升轮胎耐久性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轮胎性能提升方法，可以显著提升轮胎性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种轮胎性能提升方法，方法包括：通过车辆传感器集合采集多个轮胎的轮胎参数信息和轮胎历史状态信息，其中，轮胎参数信息包括：轮胎断面宽度信息和带束层宽度信息，轮胎历史状态信息包括：带束层温度信息、接地面积信息、平均接地压力信息和胎体张力最大值信息；针对轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间；获取轮胎的标准断面宽度集合，并根据耐久时间、端点差级和宽度比，确定各项标准断面宽度的轮胎，在达到最大耐久时间时的目标端点差级范围和目标宽度比范围；将标准断面宽度集合，以及对应的目标端点差级范围和目标宽度比范围输入至预设分类器中，以对预设分类器进行分类训练，确定带束层宽度分析模型，其中，带束层宽度分析模型用于根据轮胎的断面宽度，匹配对应的第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层的目标宽度范围值，以使按照目标宽度范围值设置的轮胎耐久性提升。

在一种实施方式中，针对轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间的步骤，包括：根据带束层宽度信息，确定各带束层之间的端点差级，并根据轮胎断面宽度信息和带束层宽度信息，确定各带束层对应的宽度比；通过预设参数分析模型，对轮胎历史状态信息进行耐久度预测处理，确定轮胎对应的耐久时间。

在一种实施方式中，根据带束层宽度信息，确定各带束层之间的端点差级的步骤，包括：将第一带束层的宽度的一半与第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第一端点差级；将第二带束层的宽度的一半与第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第二端点差级。

在一种实施方式中，根据轮胎断面宽度信息和带束层宽度信息，确定各带束层对应的宽度比的步骤，包括：分别将第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层的宽度，除以标准断面宽度，确定第一宽度比、第二宽度比、第三宽度比和第零宽度比。

在一种实施方式中，在确定各项标准断面宽度的轮胎，在达到最大耐久时间时的目标端点差级范围和目标宽度比范围的步骤之前，还包括： 获取轮胎的历史损坏信息，其中，历史损坏信息包括：轮胎带束层的具体损坏位置；根据历史损坏信息从预设数据库中匹配对应的约束范围，以使约束范围与耐久时间、端点差级和宽度比结合，确定目标端点差级范围和目标宽度比范围，其中，约束范围为第一端点差级和第二端点差级的端点差级约束范围。

第二方面，本发明实施例还提供一种轮胎，轮胎包括：轮胎主体和轮胎胎面，轮胎胎面包括：胎冠胶和带束层；其中，胎冠胶包括：冠部胶和基部胶，冠部胶设置于基部胶的外表面，冠部胶为天然橡胶或合成橡胶，基部胶同样为天然橡胶或合成橡胶；带束层设置于轮胎主体和基部胶之间，带束层由钢丝或尼龙，与橡胶结合构成，带束层用于提升轮胎的耐久性和抗破坏能力。

在一种实施方式中，带束层包括：第二带束层和第三带束层，第三带束层设置于第二带束层的外表面；其中，第二带束层和第三带束层为工作层，用于提升轮胎的耐久性和抗破坏能力。

在一种实施方式中，带束层还包括：第一带束层；其中，第一带束层设置于轮胎主体与工作层之间，第一带束层为过渡层。

在一种实施方式中，带束层还包括：第零带束层；其中，第零带束层用于通过S型缠绕，沿轮胎的周向缠绕，将第一带束层、第二带束层、第三带束层和轮胎主体紧密贴合。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种轮胎性能提升方法，该方法可以通过车辆传感器集合采集多个轮胎的轮胎参数信息和轮胎历史状态信息，并针对轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间，再获取轮胎的标准断面宽度集合，并根据耐久时间、端点差级和宽度比，确定各项标准断面宽度的轮胎，在达到最大耐久时间时的目标端点差级范围和目标宽度比范围，最后将标准断面宽度集合，以及对应的目标端点差级范围和目标宽度比范围输入至预设分类器中，以对预设分类器进行分类训练，确定带束层宽度分析模型，本发明实施例可以显著提升轮胎的耐久性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轮胎性能提升方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种轮胎的二分之一断面的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第零带束层的零度缠绕的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种第零带束层的S型缠绕的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，带束层是轮胎的主要受力部件，其端点是胎冠最容易疲劳破坏的部位，容易出现肩空、肩裂的橡胶老化等问题，从而直接影响轮胎的耐久性，缩短轮胎的使用寿命，因此，如何提高轮胎的耐久性能，延长其使用寿命，是轮胎制造技术领域一直在研究的问题，相关技术提出，可以通过增大带束层差级的范围，提升轮胎的耐高温能力，但该方案的带束层差级设计范围过大，会导致轮胎在高速行驶时，胎面受力不均、应力集中，轮胎操控性和安全性受到影响，此外，还可以通过限定带束层与行驶面宽度的比值标准，增加带束层差级设计要求，从而提升轮胎耐久性，但是，由于轮胎行驶面宽没有统一的设计标准，因此该方法设计带束层差级标准不清晰，从而导致设计混乱，不能有效提升轮胎耐久性，此外，现有的技术方案只针对某一种带束层端点破坏的原因进行设计，而对于由不同带束层端点破坏引起的轮胎损坏，缺乏针对性的设计方案。

基于此，本发明实施提供的轮胎性能提升方法，可以通过端点差级、宽度比和约束范围共同约束带束层宽度，从而提升各层级带束层的目标宽度范围值的精确性，并且利用带束层宽度分析模型，可以综合考虑带束层端点破坏的各种原因，得到轮胎耐久性最高的设计方案，此外，还可以根据轮胎的使用工况、型号、用途和历史损坏的反馈情况等，对设计方案进行针对性的调整。

参见图1所示的一种轮胎性能提升方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤S102至步骤S108：

步骤S102，通过车辆传感器集合采集多个轮胎的轮胎参数信息和轮胎历史状态信息，其中，轮胎参数信息包括：轮胎断面宽度信息和带束层宽度信息，轮胎历史状态信息包括：带束层温度信息、接地面积信息、平均接地压力信息和胎体张力最大值信息。

步骤S104，针对轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间，在一种实施方式中，针对特殊用途的轮胎，如需要赛车轮胎等需要耐高温的轮胎，可以在分析耐久时间时增加带束层温度的权重。

步骤S106，获取轮胎的标准断面宽度集合，并根据耐久时间、端点差级和宽度比，确定各项标准断面宽度的轮胎，在达到最大耐久时间时的目标端点差级范围和目标宽度比范围，在一种实施方式中，由于各项带束层中具体某一层更容易破坏的原因与轮胎使用工况、型号和用途相关，因此，还可以根据市场上的反馈的容易发生破坏的带束层对应的工况或规格用途，在构建带束层宽度分析模型时设置额外的加权系数，以对带束层宽度进行针对性调整。

步骤S108，将标准断面宽度集合，以及对应的目标端点差级范围和目标宽度比范围输入至预设分类器中，以对预设分类器进行分类训练，确定带束层宽度分析模型，其中，带束层宽度分析模型用于根据轮胎的断面宽度，匹配对应的第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层的目标宽度范围值，以使按照目标宽度范围值设置的轮胎耐久性提升，在一种实施方式中，在轮胎中，第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层之间还存在固定的限定关系，即，第二带束层宽度大于第一带束层宽度，第一带束层宽度大于第三带束层宽度，第三带束层宽度大于等于第零带束层宽度，以及带束层的宽度均小于轮胎断面宽度，该限定关系也为模型训练的基本约束条件。

本发明实施例提供的上述轮胎性能提升方法，可以显著提升轮胎的耐久性。

本发明实施例还提供了一种针对轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间的实施方式，具体的参见如下（1）至（3）：

（1）根据带束层宽度信息，确定各带束层之间的端点差级，具体的，将第一带束层的宽度的一半与第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第一端点差级，将第二带束层的宽度的一半与第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第二端点差级，在一种实施方式中，设带束层0与带束层1端点差级Δ1，带束层0与带束层2端点差级Δ2，带束层1端点温度T1，带束层2端点温度T2，带束层0端点温度T0，在以断面宽w为基准，设计带束层0与带束层1端点差级Δ1、与带束层2端点差级Δ2时，可以设置为7mm＜Δ1＜15mm，7mm＜Δ2＜15mm。

（2）根据轮胎断面宽度信息和带束层宽度信息，确定各带束层对应的宽度比，具体的，分别将第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层的宽度，除以标准断面宽度，确定第一宽度比、第二宽度比、第三宽度比和第零宽度比，在一种实施方式中，设带束层2宽度a，轮胎断面宽ｗ，则带束层1与轮胎断面宽度w之比为λ1，带束层2与断面宽度w之比为λ2，带束层3与断面宽度w之比为λ3，带束层0与断面宽度w之比为λ0，λ可设置为0.4＜λ1＜0.7，0.6＜λ2＜0.8，0.2＜λ3＜0.4，0.2＜λ0＜0.4。

（3）通过预设参数分析模型，对轮胎历史状态信息进行耐久度预测处理，确定轮胎对应的耐久时间，在一种实施方式中，在确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间后，可以获取轮胎的历史损坏信息，并根据历史损坏信息从预设数据库中匹配对应的约束范围，以使约束范围与耐久时间、端点差级和宽度比结合，确定目标端点差级范围和目标宽度比范围，其中，历史损坏信息包括：轮胎带束层的具体损坏位置，约束范围为第一端点差级和第二端点差级的端点差级约束范围，具体的，对于由带束层1端点破坏引起的轮胎损坏，增加带束层差级，对于带束层2端点破坏引起的轮胎损坏，减少带束层差级Δ2，减小量均为预设带束层差级阈值。

在实际应用中，针对前述步骤S102和步骤S104中的轮胎参数信息和轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间，参见下表1所示：

表1：三种实施例下轮胎的端点差级、宽度比和轮胎耐久时间对照表

参见上表1中的实施例1、2、3，在实施例1中Δ1=7.34mm，Δ2=7.2mm，λ1=0.61，λ2=0.71，λ3=0.35，λ0=0.30，T1=145.9℃，T2=138.0℃，T0=157.0℃；在实施例2中Δ1=10.02mm，Δ2=10.02mm，λ1=0.57，λ2=0.71，λ3=0.33，λ0=0.30， T1=143.4℃，T2=139.3℃，T0=155.5℃；在实施例3中，Δ1=13.39mm，Δ2=12.82mm，λ1=0.53，λ2=0.71，λ3=0.32，λ0=0.30，T1=141.4℃，T2=141.1℃，T0=154.8℃。

与实施例1相比，实施例2的Δ1、Δ2增大，接地面积增大，平均接地压力减小，矩形系数减小，肩部胎体张力增加，带束层2端点的束缚减小、支撑减弱，应变带来的生热较高，带束层2端点的温度升高，带束层1端点温度降低，带束层0端点温度降低，耐久性能提高12%。

与实施例2相比，实施例3的Δ1、Δ2增大，接地面积增大，平均接地压力减小，矩形系数减小。肩部胎体张力增加，带束层2端点的束缚减小、支撑减弱，应变带来的生热较高，带束层2端点的温度升高，带束层1端点温度降低，带束层0端点温度降低，耐久性能提高10%。

基于此，可以得出增大带束层差级，接地面积增大、平均接地压力减小，矩形系数减小。肩部胎体张力增加，有利于提高耐久性能，随着带束层差级的增加，带束层2端点的束缚减小、支撑减弱，应变带来的生热较高，带束层2端点的温度呈现逐渐升高的趋势；而缠绕带束层与1#带束层0端点温度呈现下降的趋势，因此，在根据轮胎的使用工况、型号、用途和历史损坏的反馈情况，对设计方案进行针对性的调整时，可以采用如下策略（A）至（B）：

（A）对于由带束层1端点破坏引起的轮胎损坏，增加带束层差级Δ1，增加量为预设带束层差级阈值。

（B）对于带束层2端点破坏引起的轮胎损坏，减少带束层差级Δ2，减小量均为预设带束层差级阈值。

为了便于对轮胎性能提升方法进行理解，本发明实施例提供了一种轮胎的结构示意图，参见如图2所示的一种轮胎的二分之一断面的结构示意图，轮胎包括：轮胎主体和轮胎胎面，轮胎胎面包括：胎冠胶和带束层；其中，胎冠胶包括：冠部胶和基部胶，冠部胶设置于基部胶的外表面，冠部胶为天然橡胶或合成橡胶，基部胶同样为天然橡胶或合成橡胶，带束层设置于轮胎主体和基部胶之间，带束层由钢丝或尼龙，与橡胶结合构成，带束层用于提升轮胎的耐久性和抗破坏能力。

在一种实施方式中，带束层包括：第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层，第二带束层和第三带束层为工作层，用于提升轮胎的耐久性和抗破坏能力，第一带束层设置于轮胎主体与工作层之间，第一带束层为过渡层，第零带束层用于通过S型缠绕，沿轮胎的周向缠绕，将第一带束层、第二带束层、第三带束层和轮胎主体紧密贴合。

进一步的，参见图3所示的一种第零带束层的零度缠绕的结构示意图，以及图4所示的一种第零带束层的S型缠绕的结构示意图，第零带束层可以采用0°缠绕和S型缠绕两种缠绕方式将第一带束层、第二带束层、第三带束层和轮胎主体紧密贴合，0°缠绕是指第零带束层平行全缠绕于胎体上，缠绕角度为0°，S型缠绕则可以优化第零带束层的受力，从而减少零度带束层帘线断丝的风险，提高轮胎的使用寿命，也就是说，第零带束层可以通过S型缠绕形式沿轮胎周向缠绕，也可以通过垂直于胎体沿轮胎周向贴合在第二带束层外侧（即，轮胎周向的外侧）。

综上所述，本发明可以通过端点差级、宽度比和约束范围共同约束带束层宽度，从而提升各层级带束层的目标宽度范围值的精确性，并且利用带束层宽度分析模型，可以综合考虑带束层端点破坏的各种原因，得到轮胎耐久性最高的设计方案，此外，还可以根据轮胎的使用工况、型号、用途和历史损坏的反馈情况等，对设计方案进行针对性的调整。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种轮胎性能提升方法，其特征在于，所述方法包括：

通过车辆传感器集合采集多个轮胎的轮胎参数信息和轮胎历史状态信息，其中，所述轮胎参数信息包括：轮胎断面宽度信息和带束层宽度信息，所述轮胎历史状态信息包括：带束层温度信息、接地面积信息、平均接地压力信息和胎体张力最大值信息；

针对所述轮胎参数信息和所述轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间；

获取轮胎的标准断面宽度集合，并根据所述耐久时间、所述端点差级和所述宽度比，确定各项所述标准断面宽度的轮胎，在达到最大耐久时间时的目标端点差级范围和目标宽度比范围；

将所述标准断面宽度集合，以及对应的所述目标端点差级范围和所述目标宽度比范围输入至预设分类器中，以对所述预设分类器进行分类训练，确定带束层宽度分析模型，其中，所述带束层宽度分析模型用于根据轮胎的断面宽度，匹配对应的第一带束层、第二带束层、第三带束层和第零带束层的目标宽度范围值，以使按照所述目标宽度范围值设置的轮胎耐久性提升；

其中，所述轮胎包括：轮胎主体和轮胎胎面，所述轮胎胎面包括：胎冠胶和带束层；其中，所述胎冠胶包括：冠部胶和基部胶，所述冠部胶设置于所述基部胶的外表面，所述冠部胶为天然橡胶或合成橡胶，所述基部胶同样为天然橡胶或合成橡胶；所述带束层设置于所述轮胎主体和所述基部胶之间，所述带束层由钢丝或尼龙，与橡胶结合构成，所述带束层用于提升所述轮胎的耐久性和抗破坏能力；

其中，所述带束层包括：第二带束层和第三带束层，所述第三带束层设置于所述第二带束层的外表面；其中，所述第二带束层和所述第三带束层为工作层，用于提升所述轮胎的耐久性和抗破坏能力；

其中，所述带束层还包括：第一带束层；其中，所述第一带束层设置于所述轮胎主体与所述工作层之间，所述第一带束层为过渡层；

其中，所述带束层还包括：第零带束层；其中，所述第零带束层用于通过S型缠绕，沿轮胎的周向缠绕，将第一带束层、所述第二带束层、所述第三带束层和所述轮胎主体紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的轮胎性能提升方法，其特征在于，针对所述轮胎参数信息和所述轮胎历史状态信息进行数据分析处理，确定各带束层之间的端点差级、各带束层对应的宽度比和各轮胎对应的耐久时间的步骤，包括：

根据所述带束层宽度信息，确定各带束层之间的所述端点差级，并根据所述轮胎断面宽度信息和所述带束层宽度信息，确定各带束层对应的所述宽度比；

通过预设参数分析模型，对所述轮胎历史状态信息进行耐久度预测处理，确定轮胎对应的所述耐久时间。

3.根据权利要求2所述的轮胎性能提升方法，其特征在于，根据所述带束层宽度信息，确定各带束层之间的端点差级的步骤，包括：

将所述第一带束层的宽度的一半与所述第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第一端点差级；

将所述第二带束层的宽度的一半与所述第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第二端点差级。

4.根据权利要求2所述的轮胎性能提升方法，其特征在于，根据所述轮胎断面宽度信息和所述带束层宽度信息，确定各带束层对应的宽度比的步骤，包括：

分别将所述第一带束层、所述第二带束层、所述第三带束层和所述第零带束层的宽度，除以标准断面宽度，确定第一宽度比、第二宽度比、第三宽度比和第零宽度比。

5.根据权利要求3所述的轮胎性能提升方法，其特征在于，在将所述第二带束层的宽度的一半与所述第零带束层的宽度的一半的差值，确定为第二端点差级的步骤之后，还包括：

获取轮胎的历史损坏信息，其中，所述历史损坏信息包括：轮胎带束层的具体损坏位置；

根据所述历史损坏信息从预设数据库中匹配对应的约束范围，以使所述约束范围与所述耐久时间、所述端点差级和所述宽度比结合，确定所述目标端点差级范围和所述目标宽度比范围，其中，所述约束范围为所述第一端点差级和所述第二端点差级的端点差级约束范围。