一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎的设计方法、应用和轮胎与流程

1.本发明涉及轮胎设计技术领域，尤其涉及一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎的设计方法、应用和轮胎。


背景技术：

2.汽车工业的快速发展对轮胎部件提出越来越高的要求，舒适性的诉求作为一种驾乘体验也逐渐提高。驾乘舒适性是车辆底盘/轮胎的振动与吸收后，被驾乘人员感知的程度。路面的平整变化作为激励，产生的振动经轮胎/底盘传递给驾乘人。
3.轮胎是车辆唯一的接地部件，在振动与振动吸收两个方面对整车的舒适性都有重要贡献。改善车辆驾乘舒适性可以从轮胎的3个方面入手。1-材料的解决方案：降低胎面材料的硬度可以有效减小冲击振动。提高胎面材料的的滞后损失可以增加振动吸收效果。2-结构的解决方案：降低胎侧的刚性可以有效减小车轮的振动，增加振动的吸收。3-胎面花纹形态的解决方案：降低花纹的刚度也可以有效降低车轮的振动，提高舒适性。
4.现有解决方案的不足：1-材料硬度和滞后损失的调整方向会带来轮胎操控性、磨耗和滚动阻力的负面影响。
5.2-降低胎侧刚性会降低车辆的操控响应速度。
6.3-降低花纹刚度会降低轮胎的磨耗里程和操控性能。


技术实现要素：

7.为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎的设计方法，该方法有效改善驾乘舒适性同时轮胎的操控性、磨耗等属性不受影响。
8.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
9.一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎，该轮胎包括胎面、尼龙带束层、钢丝带束层、胎侧、胎体帘线层、内衬层、三角胶、钢丝圈和基部胶；胎体帘线的干热收缩率为α％，β％为胎体帘线的伸张率；硫化后成品轮胎的帘线长度为lc；硫化前生胎的帘线长度为lg；lg、lc、α、β满足以下关系式：
10.β+α＝c
[0011][0012]
式中c为胎体帘线综合伸张率，数值为-1.0～0。
[0013]
优选，胎体帘线α＝1～3。
[0014]
优选，胎体帘线的伸张率β＝-3.0～-1.5。
[0015]
进一步，本发明还公开了一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎的设计方法，该轮胎包括胎面、尼龙带束层、钢丝带束层、胎侧、胎体帘线层、内衬层、三角胶、钢丝圈和基部胶；胎体帘线的干热收缩率为α％，β％为胎体帘线的伸张率；硫化后成品轮胎的帘线长度为lc；硫化前生胎的帘线长度为lg；lg、lc、α、β满足以下关系式：
[0016]
β+α＝c
[0017][0018]
式中c为胎体帘线综合伸张率，数值为-1.0～0。
[0019]
优选，胎体帘线α＝1～3。
[0020]
优选，胎体帘线的伸张率β＝-3.0～-1.5。
[0021]
进一步，本发明还公开了所述的设计方法在设计改善驾乘舒适性的乘用车轮胎中的应用。
[0022]
进一步，本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述方法。
[0023]
进一步，本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权所述方法。
[0024]
进一步，本发明公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法。
[0025]
胎体帘线材料的干热收缩属性α，化学变化：胎体帘线高分子材料在拉伸状态下形成结晶，在轮胎硫化过程中帘线受热，结晶重构。因帘线两端分别被胎趾固定，帘线有收缩趋势并因此形成内应力。
[0026]
本发明由于采用了上述的技术方案，胎体帘线在轮胎硫化前后的几何伸张β，物理变化：轮胎成品中的帘线长度与生胎的帘线长度的变化百分比β。β是设计参数，β》0，表示帘线被几何拉伸；β《0，表示帘线被几何压缩。
[0027]
通过计算，综合考虑α、β两种效应对成品帘线中的残余应力影响。c＝0时胎体帘线无残余应力；c》0时胎体残余应力表现为拉伸效果；反之为压缩效果。利用材料几何尺寸的变化抵消材料干热收缩引起的帘线残余应力，进而降低胎体帘线在硫化后成品中的残余应力。轮胎帘线的残余应力低，在充气加载后受到激励时的振动幅度降低，可以提高车辆的驾乘舒适性。
附图说明
[0028]
图1为轮胎成品部件示意图；
[0029]
图2为成品(硫化后)胎体帘线长度1/2lc的示意图；
[0030]
图3为生胎(硫化前)胎体帘线长度1/2lg示意图；
[0031]
图4为轮胎硫化前后胎体帘线1/2lc、1/2lg对比示意图。
具体实施方式
[0032]
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0033]
如图1乘用轮胎结构示意图，包括胎面1、尼龙带束层2、钢丝带束层3、胎侧4、胎体帘线层5、内衬层6、三角胶7、钢丝圈8和基部胶9。
[0034]
轮胎成品帘线长度lc。特定尺寸、结构的轮胎成品中，lc的数值为定值。单层胎体的轮胎结构中，沿着胎体帘线的中心线，截取左右两侧胎趾间的曲线长度，获得lc数值。双
层胎体的轮胎结构中，沿着两层胎体帘线的中间线，同样截取左右两侧胎趾间的曲线，获得lc数值。如图2所示。
[0035]
根据胎体帘线的材料干热收缩率属性确定α值，常用胎体帘线α＝1～3。利用关系式(1.1)中1式，
[0036]
β+α＝c(0.1)
[0037]
求得β(注：c值过小，会导致成品帘线的弯曲或打褶，c值在-1.0～0之间为宜)
[0038]
利用关系式(1.1)中2式，和lc值
[0039][0040]
求得lg的取值范围。
[0041]
生胎胎体帘线长度lg，定义为轮胎在硫化前的组装过程中，在生胎的成型鼓上面，截取左右两侧胎趾间的曲线长度，获得lg数值。通过调整成型鼓的宽度dw，使得lg的数值与步骤3中计算的数值范围相符。lg与lc的路径一致：单层胎体的轮胎结构中，沿着胎体帘线的中心线，截取左右两侧胎趾间的曲线长度；双层胎体的轮胎结构中，沿着两层胎体帘线的中间线，截取左右两侧胎趾间的曲线。如图3所示。
[0042]
验证实例：
[0043]
轮胎规格为225/60r18，轮胎结构为双层胎体，胎体帘线材料为1100dtex/2dsp，干热收缩率α＝1.8。干热收缩率的测试按照gb/t 19390-2014测定，胎体帘线的几何伸张率β和帘线的综合伸张率c值设计见表1。
[0044]
轮胎的驾乘舒适性利用车辆的主观评价方法进行，以主观评价车手的冲击感和振动过滤表征轮胎的驾乘舒适性。测试车型为吉利远景x6，测试场地为中汽研盐城试验场，车辆载荷为半载，测试气压230kpa，测试车速60km/h。
[0045]
结果见表1：
[0046][0047]
从表1数据可知，实例β值较参考例由正变为负值，胎体帘线由几何拉伸转变为几何压缩状态。叠加了帘线的干热收缩后，帘线的综合伸张率为负值，即成品的帘线为压缩状态，降低了充气加载的帘线内应力。实例1～3的舒适性评分较参考例都有不同程度的提高。同时，3个实例不涉及胎面材料和轮胎结构的调整，保持了轮胎的操控性、磨耗性等性能。
[0048]
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：
1.一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎，该轮胎包括胎面、尼龙带束层、钢丝带束层、胎侧、胎体帘线层、内衬层、三角胶、钢丝圈和基部胶；其特征在于，胎体帘线的干热收缩率为α％，β％为胎体帘线的伸张率；硫化后成品轮胎的帘线长度为lc；硫化前生胎的帘线长度为lg；lg、lc、α、β满足以下关系式：β+α＝c式中c为胎体帘线综合伸张率，数值为-1.0～0。2.根据权利要求1所述的一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎，其特征在于，胎体帘线α＝1～3。3.根据权利要求1所述的一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎，其特征在于，β＝-3.0～-1.5。4.一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎的设计方法，该轮胎包括胎面、尼龙带束层、钢丝带束层、胎侧、胎体帘线层、内衬层、三角胶、钢丝圈和基部胶；其特征在于，胎体帘线的干热收缩率为α％，β％为胎体帘线的伸张率；硫化后成品轮胎的帘线长度为lc；硫化前生胎的帘线长度为lg；lg、lc、α、β满足以下关系式：β+α＝c式中c为胎体帘线综合伸张率，数值为-1.0～0。5.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，胎体帘线α＝1～3。6.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，β＝-3.0～-1.5。7.根据权利要求4-6任意一项权利要求所述的设计方法在设计改善驾乘舒适性的乘用车轮胎中的应用。8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求4-6任意一项权利要求所述方法。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求4-6任意一项权利要求所述方法。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求4-6任意一项权利要求所述方法。

技术总结
本发明涉及轮胎设计技术领域，尤其涉及一种改善驾乘舒适性的乘用车轮胎的设计方法、应用和轮胎。本发明通过计算，综合考虑α、β两种效应对成品帘线中的残余应力影响。C=0时胎体帘线无残余应力；C>0时胎体残余应力表现为拉伸效果；反之为压缩效果。利用材料几何尺寸的变化抵消材料干热收缩引起的帘线残余应力，进而降低胎体帘线在硫化后成品中的残余应力。轮胎帘线的残余应力低，在充气加载后受到激励时的振动幅度降低，可以提高车辆的驾乘舒适性。可以提高车辆的驾乘舒适性。可以提高车辆的驾乘舒适性。


技术研发人员：李进 胡德斌 崔志博 郭磊磊 王毅 王剑波
受保护的技术使用者：杭州海潮橡胶有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/6/27