全钢低滚阻轮胎

摘要

本发明提供一种全钢低滚阻轮胎，包括胎面、胎体、带束层，以及胎面外轮廓和胎体内轮廓，所述胎面上沿轮胎周向开设有四条周向主槽，该周向主槽将轮胎由外侧至内侧依次划分为内侧肩部块、内侧靠中央块、中间块、外侧靠中央块和外侧肩部块，轮胎断面宽处胎体之间的距离W、胎体内轮廓高度H、水平轴高度H1、第二带束层与胎体垂线的切线与胎面中心线之间的夹角a之间具有0.75≤H/W≤0.80、0.50≤H1/H≤0.60、55°≤a≤70°的关系。本发明在提升磨耗性能的情况下，通过改善胎面花纹、胎面外轮廓及胎体内轮廓形状，达到提高胎面刚性、改善接地状况，实现轮胎磨耗均匀、滚阻降低。

权利要求

1.一种全钢低滚阻轮胎，包括胎面、胎体、带束层，以及胎面外轮廓和胎体内轮廓，所述胎面上沿轮胎周向开设有四条周向主槽，该周向主槽将轮胎由内侧至外侧依次划分为内侧肩部块、内侧靠中央块、中间块、外侧靠中央块和外侧肩部块，其特征在于，轮胎断面宽处胎体之间的距离W、胎体内轮廓高度H、水平轴高度H1、第二带束层与胎体垂线的切线与胎面中心线之间的夹角a之间具有0.75≤H/W≤0.80、0.50≤H1/H≤0.60、55°≤a≤70°的关系。

2.根据权利要求1所述的全钢低滚阻轮胎，其特征在于，所述胎面外轮廓在轮胎子午线的截面上、从轮胎赤道面与胎面轮廓的交点到胎肩部的起始处依次分成第一段冠弧和第二段冠弧，该第一段冠弧和第二段冠弧相切，且第一段冠弧的半径R1、第一段冠弧的弧长L1、第二段冠弧的半径R2、第二段冠弧的弧长L2具有1.3≤R1/R2≤2和1/3≤L1/L2≤3的关系。

3.根据权利要求1或2所述的全钢低滚阻轮胎，其特征在于，所述内侧肩部块和外侧肩部块的宽度均为A、所述内侧靠中央块和外侧靠中央块的宽度均为B、所述中间块的宽度为C，具有A:B:C＝(1.3±5％):(1±5％):(1±5％)的关系。

4.根据权利要求1或2所述的全钢低滚阻轮胎，其特征在于，所述周向主槽采用内部曲折结构、且沟壁为变角度形状。

5.根据权利要求4所述的全钢低滚阻轮胎，其特征在于，所述内侧靠中央块、中间块和外侧靠中央块上均开设有与轮胎周向倾斜布置、呈S形分布的细小沟槽。

说明书

全钢低滚阻轮胎

技术领域

[0001] 本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种实现磨耗均匀低滚阻的充气轮胎。

背景技术

[0002] 因新国标GB1589-2016的实施，市场上卡车负荷量降低，由于环保及车辆排放标准的制定，也要求轮胎的低滚阻性能来降低燃油的消耗。为提高载货量和燃油经济性，各大卡车制造商都在进行车辆的轻量化和燃油经济性改善工作，进而要求轮胎的轻量化和低滚阻性能。低滚阻、耐磨耗和抗湿滑三大性能是轮胎的“魔鬼三角”，在提升磨耗的情况下，降低滚阻，在技术上是不易解决的难题。

[0003] 现有技术一般采用减浅花纹沟深或调整胎面配方来实现降低滚阻，减浅沟深，对应的花纹磨耗体积会降低，而调整胎面配方，可能会导致胎面花纹不耐切割。

发明内容

[0004] 本发明提供一种全钢低滚阻轮胎，通过改善胎面花纹、胎面外轮廓和胎体内轮廓实现磨耗均匀、降低滚阻。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种全钢低滚阻轮胎，包括胎面、胎体、带束层，以及胎面外轮廓和胎体内轮廓，所述胎面上沿轮胎周向开设有四条周向主槽，该周向主槽将轮胎由外侧至内侧依次划分为内侧肩部块、内侧靠中央块、中间块、外侧靠中央块和外侧肩部块，轮胎断面宽处胎体之间的距离W、胎体内轮廓高度H、水平轴高度H1、第二带束层与胎体垂线的切线与胎面中心线之间的夹角a之间具有0.75≤H/W≤0.80、0.50≤H1/H≤0.60、55°≤a≤70°的关系。

[0007] 进一步地，所述胎面外轮廓在轮胎子午线的截面上、从轮胎赤道面与胎面轮廓的交点到胎肩部的起始处依次分成第一段冠弧和第二段冠弧，该第一段冠弧和第二段冠弧相切，且第一段冠弧的半径R1、第一段冠弧的弧长L1、第二段冠弧的半径R2、第二段冠弧的弧长L2具有1.3≤R1/R2≤2和1/3≤L1/L2≤3的关系。

[0008] 进一步地，所述内侧肩部块和外侧肩部块的宽度A、所述内侧靠中央块和外侧靠中央块的宽度B、所述中间块的宽度C具有A:B:C＝(1.3±5％):(1±5％):(1±5％)的关系。

[0009] 优选地，所述周向主槽采用内部曲折结构、且沟壁为变角度形状。

[0010] 优选地，所述内侧靠中央块、中间块和外侧靠中央块上均开设有与轮胎周向倾斜布置、呈S形分布的细小沟槽。

[0011] 由以上技术方案可知，本发明在提升磨耗性能的情况下，通过改善胎面花纹、胎面外轮廓及胎体内轮廓形状，达到提高胎面刚性、改善接地状况，实现轮胎磨耗均匀、滚阻降低。

附图说明

[0012] 图1为本发明轮胎的内外轮廓形状示意图；

[0013] 图2a和2b分别为良好的轮胎接地形状和不良的轮胎接地形状的示意图；

[0014] 图3为轮胎胎体充气从10％P→100％P的成长矢量图；

[0015] 图4为轮胎周向主槽的花纹沟底示意图；

[0016] 图5为细小沟槽在花纹块上的分布示意图。

具体实施方式

[0017] 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。

[0018] 如图1所示，全钢低滚阻轮胎包括胎面10、胎体20，以及胎面外轮廓和胎体内轮廓，其中胎面与胎体之间设置有带束层，本实施例中采用四层带束层结构，其中第二带束层与胎体垂线的切线与胎面中心线之间的夹角为a。

[0019] 所述胎面10上沿轮胎圆周方向开设四条周向主槽，该周向主槽将轮胎由外侧至内侧依次划分为内侧肩部块、内侧靠中央块、中间块、外侧靠中央块和外侧肩部块。轮胎内侧是指靠近车辆车架的一侧，轮胎外侧是轮胎内侧的相对侧。

[0020] 所述周向主槽采用直沟槽，直沟槽与轮胎行驶方向相同，轮胎行驶过程中表面直沟槽比曲折沟槽阻力小，利于降低滚阻。

[0021] 所述周向主槽11采用内部曲折结构、且沟壁为变角度形状，类似宝石形沟壁设计(花纹沟底样式如图4所示)，宝石形沟壁设计既增强所述的每个花纹块间的刚性又能保证海陆比分布均匀，从而降低滚阻和磨耗均匀。所述内侧靠中央块、中间块和外侧靠中央块上均开设有与轮胎周向倾斜布置的细小沟槽，参照图5，该细小沟槽的整体走势为S形，弯曲的细小沟槽可分散应力、提高胎面花纹的抓地力。

[0022] 为了降低滚阻，所述内侧肩部块和外侧肩部块的宽度A、所述内侧靠中央块和外侧靠中央块的宽度B、所述中间块的宽度C具有A:B:C＝(1.3±5％):(1±5％):(1±5％)的关系，参照图1。

[0023] 若肩块过宽，中央块宽变窄，导致花纹中部刚性偏小，肩部刚性偏大，而中央块刚性比肩块刚性对滚阻的影响更大，所以肩块过宽不利于降低滚阻；若肩块过窄，不利于轮胎行驶中抵抗侧向力；内侧和外侧靠中央块宽与中间块宽接近，有利于中部花纹块刚性分布均匀；在所述的块比范围内，花纹海陆比较大，既能降低轮胎滚阻(海陆比越大，胎面花纹块刚性也越大，滚阻也越低)，又能增大花纹块磨耗体积(海陆比越大，磨耗体积越大)。

[0024] 如图1所示，所述胎面外轮廓在轮胎子午线的截面上、从轮胎赤道面与胎面轮廓的交点到胎肩部的起始处依次分成第一段冠弧和第二段冠弧，所述的两段冠弧相切且第一段冠弧的半径R1、第一段冠弧的弧长L1、第二段冠弧的半径R2、第二段冠弧的弧长L2具有1.3≤R1/R2≤2和1/3≤L1/L2≤3的关系。胎面冠弧半径和弧长会影响胎面冠弧高度，从而影响胎体内轮廓走势，影响接地、滚阻性能。

[0025] 在上述范围内的胎冠部到胎肩部平滑过渡，轮胎接地形状(如图2a)呈现矩形，接地应力分布均匀，轮胎行驶中的横向和纵向变形变小，利于磨耗均匀。在所述范围外会出现图2b所示的椭圆接地形状，容易磨损轮胎肩部材料。

[0026] 所述的胎体内轮廓会影响轮胎各项性能指标，影响所述胎体内轮廓走势的因素主要有断面宽(轮胎断面最外侧之间的距离)处胎体之间的距离、胎体内轮廓高(轮胎内轮廓直径与轮辋直径之差的一半)、水平轴高(断面宽位置直径与轮辋直径之差的一半)、胎肩处圆弧形状，所述的断面宽处胎体之间的距离W、胎体内轮廓高度H、水平轴高度H1、第二带束层与胎体垂线的切线与胎面中心线之间的夹角a四个参数(如图1所示)之间具有0.75≤H/W≤0.80、0.50≤H1/H≤0.60、55°≤a≤70°的关系。

[0027] 在所述范围内：①胎体从10％气压至100％气压下充气稳定(如图3所示)；②接地形状均匀，保证轮胎滚动时磨耗均匀；③夹角变大，滚阻系数降低(当夹角为64°时，利用FEA工具分析某一轮廓时滚阻系数为6.58N/KN，当夹角增加2°时，滚阻系数降低3％)。

[0028] W、H、H1主要影响轮胎的扁平率，轮胎的扁平率越高，刚性越低，轮胎易下沉，滚阻会上升；若扁平率过低轮胎受力易集中在胎圈部位，胎圈性能会降低。

[0029] 夹角a主要影响胎肩处圆弧形状，夹角小于上述范围，胎肩厚度越厚，不利于胎肩散热，滚阻会上升；夹角大于上述范围，会出现接地形状不良。

[0030] 由以上技术方案可知，本发明通过合理设计花纹块间的块比、沟槽形状；调整胎面轮廓形状，确保胎面外轮廓胎冠部到胎肩部的平滑过渡；优化胎体内轮廓走势三个技术点来保证轮胎接地均匀、刚性提升从而提升磨耗、降低滚阻且抗湿滑。

[0031] 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。