一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎的制作方法

1.本发明涉及轮胎领域，具体地说，涉及一种安全耐用并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎。


背景技术：

2.随着国内运输环境的改变，市场对轮胎的要求也相应改变，如，因公路运输对超载管控加强，对时间要求提高，性价比高、快速、安全是公路运输的最主要的三个要求。当下的公路运输对轮胎的要求就是要安全、耐用、省油。为满足安全的要求，轮胎的耐久性能要好，保证轮胎在冠部花纹全部磨光的情况下不出故障；耐用则是轮胎的磨耗性能要好，轮胎的全程磨耗达到35万公里以上；省油则是要求轮胎的滚动阻力要小。
3.从轮胎胶料的性能方面分析：轮胎胎面上层胶料的生热量在整个冠部胶料的生热中占比最大，如果想降低胎面上层胶料的生热性能，则需要牺牲胎冠上层胶的耐磨性能，且胶料的生热性能也关系到轮胎的滚动阻力。这时，就需要从轮胎结构设计方面解决这个难题，控制轮胎的变形程度。
4.中国发明专利（公布号：cn 105059058a；公布日：2015-11-18）公布了具有低滚阻胎面轮廓的充气轿车子午线轮胎，该轮胎具有低滚阻胎面轮廓，在不降低轮胎其他性能的情况下，通过改善和控制轮胎胎面轮廓形状，达到改善接地状况、改善轮胎接地时的变形，实现轮胎滚动阻力的降低。而本专利不仅能达到上述专利目的，还能提高轮胎耐久性能，避免早期胎冠边缘异常磨损。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术的不足，提供了一种有效提升了轮胎的耐久性能、降低了滚动阻力，并避免轮胎早期胎冠边缘异常磨损的轮胎。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩和胎侧，轮胎切面最大宽度为b，水平轴位于轮胎切面最宽处位置，水平轴上方胎侧为上胎侧；d点位于轮胎胎冠边缘上,上胎侧弧轮胎断面最宽处曲率半径为r1，r1对应的圆弧记作上胎侧弧r1，曲率半径为r2的圆弧记作上胎侧弧r2；曲率半径为r1、r2和r3的圆弧分别记作轮胎内部轮廓弧r1、轮胎内部轮廓弧r2和轮胎内部轮廓弧r3；其中：上胎侧弧r1圆心在水平轴上且r1取值1/3b-2/3b；上胎侧弧r2过d点与上胎侧弧r1反弧相切，上胎侧弧r2圆心位于d点的水平线上方；轮胎内部轮廓弧r1和上胎侧弧r1为同一圆心上且r1＜r1；r3取值为1.6r
1-2.4r1；轮胎内部轮廓弧r2位于水平轴下方，圆心位于水平轴上，与轮胎内部轮廓弧r1相切，切点在内轮廓上，且r2＜r1。
7.作为优选，轮胎行驶面宽度为b’，所述b=1.25b’。
8.作为优选，所述r1=2/3b。
9.作为优选，所述水平轴到d点的高度为h2，水平轴到轮胎与轮辋着和的高度为h1，且h2为h
1-1.4h1。
10.作为优选，所述h2=1.2h1。
11.作为优选，所述上胎侧弧仅划分为上胎侧弧r1和上胎侧弧r2，上胎侧弧r1位于上胎侧弧r2上方，上胎侧弧r1和上胎侧弧r2反弧相切的切点到水平轴的距离在1/3h2处。
12.作为优选，所述轮胎内部轮廓弧r1：水平轴上方-轮胎内部轮廓弧r1和轮胎内部轮廓弧r2切点；轮胎内部轮廓弧r2：水平轴-水平轴下方1/4h1；轮胎内部轮廓弧r3：上胎侧轮胎内部轮廓弧内除轮胎内部轮廓弧r1的其他部分。
13.作为优选，所述r2=1/2r1。
14.作为优选，所述r3=2r1。
15.本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明提供了一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，增强胎侧部位的刚性，有效提升了轮胎的耐久性能、降低了滚动阻力，并避免轮胎早期胎冠边缘异常磨损。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不应用于限定本发明。
17.图1为本发明轮胎1/2剖面示意图。
18.图2为本发明轮胎剖面变形趋势示意图。
19.图3为本发明轮胎加载状态示意图。
20.图4为本发明轮胎胎冠边缘异常磨损示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
22.如图1所示，本实施例提供了一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩和胎侧，水平轴位于轮胎切面最宽处位置，水平轴上方胎侧为上胎侧；轮胎行驶面宽度为b’，轮胎切面最大宽度为b，所述b=1.25b’。
23.d点位于轮胎胎冠边缘上，水平轴到d点的高度为h2，水平轴到轮胎与轮辋着和的高度为h1，且h2为h
1-1.4h1，优选h2=1.2h1。
24.上胎侧弧轮胎断面最宽处曲率半径为r1，r1对应的圆弧记作上胎侧弧r1，上胎侧弧r1圆心在水平轴上且r1取值1/3b-2/3b；曲率半径为r2的圆弧记作上胎侧弧r2，上胎侧弧r2过d点与上胎侧弧r1反弧相切，上胎侧弧r2圆心位于d点的水平线上方，如此可保证轮胎胎冠边缘最厚处的厚度l尽量小，如图1所示，厚度l小的情况下，轮胎使用过程中散热性能好，不易发生因胎冠边缘温度过高引起的损坏，提升轮胎的耐久性能。上胎侧弧r1和上胎侧弧r2反弧相切的切点到水平轴的距离在1/3h2处。
25.半径为r1的轮胎内部轮廓弧r1和上胎侧弧r1为同一圆心上且r1＜r1；因上胎侧弧r2和上胎侧弧r1反弧相切，轮胎内部轮廓弧r3的半径r3远大于r1，r3取值为1.6r
1-2.4 r1，优选r3=2r1；水平轴下方半径为r2的内部轮廓弧r2，圆心位于水平轴上，与内部轮廓弧r1相切，切
点在内轮廓上，r2＜r1，优选r2=1/2r1。
26.该设计可保证上胎侧弧r2曲率半径尽量小，充气后上胎侧弧r2向圆心方向变形，曲度变小，轮胎内部轮廓弧r1、r2、r3曲率半径会朝着r=（r1+r2+r3）/3的曲率半径变形， d点所处面被顶起且冠部弧高近乎无变化；此时，整个上胎侧部位的轮廓变形为如图2中虚线所表示的曲率半径为r1’
和r2’
的两段圆弧，胎侧部位的刚性因胎侧弧度曲率半径增大而加强，则轮胎加载后的下沉量减小，如图3所示。轮胎加载后的下沉量减小，则轮胎在滚动过程中的形变量减小，则轮胎的形变产生的能量损失减小，滚动阻力也相应减小。由于d点位置附近的刚性加强，可避免轮胎胎冠边缘早期异常磨损。
27.所述轮胎内部轮廓弧r1：水平轴上方-轮胎内部轮廓弧r1和轮胎内部轮廓弧r2切点；轮胎内部轮廓弧r2：水平轴-水平轴下方1/4h1；轮胎内部轮廓弧r3：上胎侧轮胎内部轮廓弧内除轮胎内部轮廓弧r1的其他部分。
28.实施例性能测试对比早期方案1：b=1.2r1，r2与r1相内切；早期方案2：b=1.1r1，r2与r1相内切；实施例：b=1.5r1，r2与r1相外切。
29.轮胎滚阻的测试：轮胎的滚阻按照iso2850测试；轮胎的花纹深度、行驶面宽度b’相同、骨架结构和重量均相同。
30.表一：本次方案与改进前方案轮廓形变数据对比表注：1）轮胎的下沉量：轮胎充气加载后，轮胎中心到地面的距离与轮胎充气后半径的差值，如图3所示，轮胎的下沉量为r-rl；2）轮胎耐久性：在室内机床相同的速度级别下测得的时间；3）磨损的厚度：作为导向轮胎开始出现异常时，胎冠边缘异常磨损损失的厚度。
31.从表中的对比数据可知，轮胎充气后，实施例的轮廓变形量
△
h和轮胎的下沉量均明显减小，滚动阻力系数cr至少有14%左右的降低（滚动阻力系数值与轮胎的滚动阻力成正比），耐久性更好，轮胎胎冠边缘早期异常磨损概率更小。实施例为优选方案。
32.以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩和胎侧，轮胎切面最大宽度为b，水平轴位于轮胎切面最宽处位置，水平轴上方胎侧为上胎侧；d点位于轮胎胎冠边缘上,上胎侧弧轮胎断面最宽处曲率半径为r1，r1对应的圆弧记作上胎侧弧r1，曲率半径为r2的圆弧记作上胎侧弧r2；曲率半径为r1、r2和r3的圆弧分别记作轮胎内部轮廓弧r1、轮胎内部轮廓弧r2和轮胎内部轮廓弧r3；其特征在于，上胎侧弧r1圆心在水平轴上且r1取值1/3b-2/3b；上胎侧弧r2过d点与上胎侧弧r1反弧相切，上胎侧弧r2圆心位于d点的水平线上方；轮胎内部轮廓弧r1和上胎侧弧r1为同一圆心上且r1＜r1；r3取值为1.6r
1-2.4r1；轮胎内部轮廓弧r2位于水平轴下方，圆心位于水平轴上，与轮胎内部轮廓弧r1相切，切点在内轮廓上，且r2＜r1。2.根据权利要求1所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，轮胎行驶面宽度为b’，所述b=1.25b’。3.根据权利要求1和2所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，所述r1=2/3b。4.根据权利要求1所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，所述水平轴到d点的高度为h2，水平轴到轮胎与轮辋着和的高度为h1，且h2为h
1-1.4h1。5.根据权利要求4所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，h2=1.2h1。6.根据权利要求4所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，所述上胎侧弧仅划分为上胎侧弧r1和上胎侧弧r2，上胎侧弧r1位于上胎侧弧r2上方，上胎侧弧r1和上胎侧弧r2反弧相切的切点到水平轴的距离在1/3h2处。7.根据权利要求4所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，所述轮胎内部轮廓弧r1：水平轴上方-轮胎内部轮廓弧r1和轮胎内部轮廓弧r2切点；轮胎内部轮廓弧r2：水平轴-水平轴下方1/4h1；轮胎内部轮廓弧r3：上胎侧轮胎内部轮廓弧内除轮胎内部轮廓弧r1的其他部分。8.根据权利要求1所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，所述r2=1/2r1。9.根据权利要求1所述的一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，其特征在于，所述r3=2r1。

技术总结
本发明涉及轮胎领域，具体地说，涉及一种安全耐用并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎。该轮胎包括胎冠、胎肩和胎侧，轮胎切面最大宽度为B，水平轴位于轮胎切面最宽处位置，水平轴上方胎侧为上胎侧；D点位于轮胎胎冠边缘上,上胎侧弧轮胎断面最宽处曲率半径为R1，R1对应的圆弧记作上胎侧弧R1，曲率半径为R2的圆弧记作上胎侧弧R2；其中，上胎侧弧R1圆心在水平轴上且R1取值1/3B-2/3B；上胎侧弧R2过D点与上胎侧弧R1反弧相切，上胎侧弧R2圆心位于D点的水平线上方。与现有技术相比，本发明提供了一种耐久低滚阻并避免早期胎冠边缘异常磨损的轮胎，增强胎侧部位的刚性，有效提升了轮胎的耐久性能、降低了滚动阻力，并避免轮胎早期胎冠边缘异常磨损。异常磨损。异常磨损。


技术研发人员：单绍芝 刘鹏 杨逸楠 王炯 张颖 袁梦丹
受保护的技术使用者：中策橡胶集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/7/7