一種防滑移胎圈結(jié)構(gòu)的輪胎

宋恩磊

（佳通輪胎研發(fā)中心，安徽 合肥230601）

目前現(xiàn)有技術(shù)的輪胎，在行駛過程中，存在滑移現(xiàn)象，從而延長(zhǎng)了輪胎的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間，產(chǎn)生安全隱患，造成車輛事故的發(fā)生。在對(duì)滑移現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究和分析，得出主要是因?yàn)檩喞奶トδ＞叱叽缭O(shè)計(jì)不合理，胎圈鋼絲結(jié)構(gòu)約束力不夠強(qiáng)，導(dǎo)致輪胎存在滑移現(xiàn)象。而針對(duì)該滑移現(xiàn)象產(chǎn)生的原因?qū)喬ソY(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)過程中，增加了輪胎子口部位的約束力和使用約束力更強(qiáng)的輪胎鋼絲結(jié)構(gòu)，雖然有效地降低了輪胎的滑移量，但是不能完全解決該問題，導(dǎo)致在汽車行駛中，還是存在安全隱患。為解決上述技術(shù)問題，設(shè)計(jì)新型防滑移胎圈結(jié)構(gòu)，胎圈結(jié)構(gòu)包括胎圈1、胎側(cè)2 和設(shè)置在胎圈內(nèi)的鋼絲3，如圖1所示。

圖1 胎圈結(jié)構(gòu)

方案概述:新型胎圈結(jié)構(gòu)包括胎圈與胎側(cè)的接觸面依次過渡連接有第一段線段①、冠?、?、第二段線段②和第三段線段③，其中第一段線段的頂端到胎踵水平線pp'的高度h=6.15-10.15mm，冠弧與第二段線段的橫向?qū)挾群蛈=4.5-8.5mm，第二段線段與胎踵水平線pp'之間的角度a=6-9°，第三段線段與胎踵水平線pp'之間的角度b=19-24°，如圖2 所示。

圖2 新型胎圈設(shè)計(jì)

新型胎側(cè)結(jié)構(gòu)包括胎側(cè)從防水線至胎側(cè)末端，分別設(shè)置有厚度為h2 的傾斜過渡的第一區(qū)域、厚度為h3 的平臺(tái)過渡的第二區(qū)域和厚度為h4 的傾斜過渡的第三區(qū)域，第一區(qū)域的厚度h2、第二區(qū)域的厚度h3 和第三區(qū)域的厚度h4 之間具有h3=h4=0.6*h2mm 的關(guān)系，第一區(qū)域的厚度h2 為3.5-5.9mm，第二區(qū)域的厚度h3 為2.1-3.5mm，第三區(qū)域的厚度h4 為2.1-3.5mm。第一區(qū)域的寬度w2、第二區(qū)域的寬度w3 和第三區(qū)域的寬度w4 之間具有w2=0.5w3=2w4 的關(guān)系。第一區(qū)域的寬度w2 為6-10mm，第二區(qū)域的寬度w3 為12-20mm，第三區(qū)域的寬度w4 為3-5mm，如圖3 所示。相對(duì)現(xiàn)有胎側(cè)，如圖4 所示，對(duì)胎側(cè)的第三區(qū)域厚度進(jìn)行增厚，即在胎側(cè)的胎圈部分增加膠厚。

圖3 新型胎側(cè)設(shè)計(jì)

圖4 現(xiàn)有胎側(cè)設(shè)計(jì)

現(xiàn)有胎圈內(nèi)鋼絲排布為4+5+4+3，鋼絲數(shù)量為16 根，如圖5所示。

圖5 現(xiàn)有胎圈鋼絲

新型胎圈內(nèi)鋼絲的數(shù)量為30 根以上，且鋼絲的直徑n=0.65-1.15mm，鋼絲呈五排、每排六根的方式密閉排列在胎圈內(nèi)部底端，如圖6 所示。

圖6 新型胎圈鋼絲

由以上技術(shù)方案，進(jìn)行胎圈和胎側(cè)的尺寸結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得胎圈部位與輪輞更加緊密接觸，增大胎圈的接觸壓力，降低了輪胎的滑移量，完全解決了輪胎的滑移問題。

方案實(shí)施:

如圖2 所示，新型胎圈結(jié)構(gòu)的第一段線段的頂端到胎踵水平線pp' 的高度h=8.15mm，冠弧與第二段線段的橫向?qū)挾群蛈=6mm，第二段線段與胎踵水平線pp' 之間的角度a=8.5°，第三段線段與胎踵水平線pp'之間的角度b=21°，在現(xiàn)有胎圈設(shè)計(jì)的數(shù)值上，進(jìn)行調(diào)整，改變了胎圈1 結(jié)構(gòu)的角度以及長(zhǎng)度，將角度值增大，增高第一段線段和冠弧的高度，縮短第二段線段和第三段線段的寬度，使得胎圈與輪輞連接更加緊密，增大了胎圈的接觸壓力。

如圖5 和圖6 所示，新型鋼絲3 的數(shù)量為30 根，呈五排、每排六根的方式密閉排列在胎圈內(nèi)部底端，鋼絲的直徑為n=0.85mm，改變傳統(tǒng)鋼絲排布，采用五排、每排六根的鋼絲排列結(jié)構(gòu)，同時(shí)減少鋼絲的直徑，即減輕鋼絲的體積，在較現(xiàn)有的鋼絲排列下（現(xiàn)有鋼絲數(shù)量為16 根），雖然增加了鋼絲，但實(shí)際上并沒有擴(kuò)大鋼絲排列所占的空間，在同等空間下，排列了比原先更多的鋼絲，另外五排、每排六根的排列結(jié)構(gòu)，從而使得胎圈內(nèi)部約束力更強(qiáng)，使得胎圈對(duì)輪輞的咬合力更強(qiáng)，大大降低輪胎滑移量，雖然30 根以上的鋼絲數(shù)量也可以增加胎圈內(nèi)部約束力和胎圈對(duì)輪輞的咬合力，但是超過30 根以后會(huì)增加生產(chǎn)的復(fù)雜度和提升輪胎成本，固優(yōu)選30 根鋼絲。

如圖3 和圖4 所示，新型胎側(cè)2 從防水線至胎側(cè)末端，開始分別設(shè)置有厚度為h2 的傾斜過渡的第一區(qū)域、厚度為h3 的平臺(tái)過渡的第二區(qū)域和厚度為h4 的傾斜過渡的第三區(qū)域，第一區(qū)域的寬度w2 為8mm、第二區(qū)域的寬度w3 為16mm 和第三區(qū)域的寬度w4 為4mm，且具有w2=0.5w3=2w4 的關(guān)系，第一區(qū)域的厚度h2 為5mm、第二區(qū)域的厚度h3 為3mm 和第三區(qū)域的厚度h4 為3mm，且有如下關(guān)系：h3=h4=0.6*h2，相對(duì)現(xiàn)有胎側(cè)，對(duì)胎側(cè)的第三區(qū)域厚度進(jìn)行增厚，即在胎側(cè)的胎圈部分增加膠厚，來提升胎圈的約束力，從而降低輪胎的滑移量。

采用本方案中改進(jìn)的胎圈結(jié)構(gòu)、胎圈內(nèi)的鋼絲數(shù)量、鋼絲尺寸和胎側(cè)結(jié)構(gòu)組合使用，分別對(duì)胎圈內(nèi)部約束力進(jìn)行增強(qiáng)、胎圈的接觸壓力進(jìn)行增大和胎圈的約束力的提升，三者組合，能夠完全解決輪胎防滑移。

從本新型技術(shù)方案中選取案例對(duì)輪胎進(jìn)行滑移分析，對(duì)比現(xiàn)有設(shè)計(jì)和使用改變的胎圈結(jié)構(gòu)、胎側(cè)結(jié)構(gòu)的情況。如下表：

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通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比例1、2 為現(xiàn)有胎圈結(jié)構(gòu)的輪胎滑移測(cè)試結(jié)構(gòu)，其滑移量較大，而實(shí)施例1、2、3 為本實(shí)用新型中通過改變胎圈的結(jié)構(gòu)、胎圈內(nèi)的鋼絲數(shù)量和鋼絲尺寸，增加了胎圈的約束力，有效降低了輪胎的滑移量，但是沒有完全解決滑移問題，實(shí)施例4、5、6，采用本實(shí)用新型中改進(jìn)的胎圈結(jié)構(gòu)、胎圈內(nèi)的鋼絲數(shù)量、鋼絲尺寸和胎側(cè)結(jié)構(gòu)的完美搭配，使得輪胎滑移量為0，完全解決了輪胎的滑移問題。