CN108407551A - 一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低断面轮胎，有涉及一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎。该轮胎的带束层由第一带束层、0度缠绕带束层和第二带束层，第一带束层与第二带束层采用常规带束层，第一带束层与第二带束层的带束层角度交叉；0度缠绕带束层采用单根钢丝缠绕或多根钢丝并排缠绕，缠绕为0～2度，0度缠绕带束层的宽度W₀与行驶面宽度W_b比值△W₁范围为0.75～0.9。该轮胎采用一层0度缠绕带束层配合两层交叉的普通带束层来替换正常的四层带束结构，该带束层结构可对轮胎的周向形成有效的箍紧，改善轮胎的接地印痕形状，在轮胎整个生命周期可一直保持外轮廓的稳定性和较好的操控性，同时实现轮胎的轻量化设计。

Description

一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎

技术领域

本发明涉及低断面轮胎，有涉及一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎。

背景技术

由于低端面轮胎具有优异的操控性和稳定性，其次国家对车辆载重的政策越发严格，可预计未来轮胎的发展趋势是低端面化、扁平化、小型化。低端面轮胎由于断面高度低，肩部和胎圈应力集中区域距离胎侧变形区域较近，使得轮胎肩部和胎圈变形较正常高宽比轮胎大很多，特别是高宽比越小的轮胎形变越大，其次这两个区域都是钢丝端点集中区域，导致轮胎在使用一段时间后，钢丝端点对周向箍紧效果下降，使得肩部区域外轮廓发生异常膨胀，改变了轮胎原有的接地形状，引起操控性下降，造成异常磨耗。

传统方式主要通过增加钢丝宽度，提升钢丝强度，增加轮胎厚度，提升胶料抗疲劳性能，提高钢丝端点附近的预张力来提升轮胎整体刚性以抗拒轮胎后期变形。这将会大大增加轮胎重量，使轮胎变硬导致缓冲性能变差，散热性能下降导致轮胎更易发生热破坏，且单纯增加刚性不能完全杜绝后期轮胎异常膨胀。

图1为正常四层带束结构，由于每层带束的两端都是没有约束的自由端点，随着轮胎不断变形曲绕，带束端点区域将出现应变疲劳，导致带束整体出现松弛，使轮胎发生异常的周向向外膨胀，导致印痕发生变化(图2为印痕变化趋势)，从而造成轮胎操控性能下降，轮胎外轮廓稳定性变差，失去最佳接地性能从而引起异常磨损。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，该轮胎采用一层0度缠绕带束层配合两层交叉的普通带束层来替换正常的四层带束结构，该带束层结构可对轮胎的周向形成有效的箍紧，改善轮胎的接地印痕形状，在轮胎整个生命周期可一直保持外轮廓的稳定性和较好的操控性，同时实现轮胎的轻量化设计。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，该轮胎的带束层由第一带束层、0度缠绕带束层和第二带束层，第一带束层与第二带束层采用常规带束层，第一带束层与第二带束层的带束层角度交叉；0度缠绕带束层采用单根钢丝缠绕或多根钢丝并排缠绕，缠绕为0～2度，0度缠绕带束层的宽度W₀与行驶面宽度W_b比值△W₁范围为0.75～0.9。

作为进一步改进，所述的0度缠绕带束层与相邻的带束层的宽度相差△W₂范围为8mm～18mm。当宽度差在此范围时，0度缠绕带束层对相邻带束和带束端点能实现较好约束和箍紧，从而发挥0度缠绕带束层的最佳性能。

作为进一步改进，所述的第一带束层与第二带束层排列角度在15～24度，加权角度大于等于32度。由于0度缠绕带束角度接近0，对轮胎的横向无法施加束缚，故要求两普通带束的加权角度应大于等于32度。即加权角度a＝arc sin[(F₁*san a₁+F₂*sin a₂)/F₁]≥32°，其中F₁为最宽层带束(工作层)的单丝强度，a₁为最宽层带束(工作层)的角度，F₂为辅助层的单丝强度，a₂为辅助层的角度。

作为进一步改进，所述的0度缠绕带束采用高伸张、高强度的钢丝，其有效工作伸张率范围为1.2％～5％。轮胎在胎胚到成品胎的成型过程中带束层会出现较大的膨胀和伸张，普通带束由于两端点为自由端，可自由拉伸变形，而0度缠绕带束由于只有首尾两个端点，只能靠自身的伸张实现带束膨涨，故要求在带束膨胀后，钢丝依然具有较大的可拉伸区间，否者将导致0度缠绕带束在使用过程中因出现拉伸极限而发生断裂。

作为进一步改进，所述的0度缠绕带束层的首尾两端的自由端叠加缠绕1～2圈。这样能使0度缠绕带束的有效箍紧力可以达到端点位置。

作为进一步改进，所述的第一带束层设置在胎体的上方，0度缠绕带束层设置在第一带束层与第二带束层之间，第二带束层设置在0度缠绕带束层之上。或者，第一带束层设置在胎体的上方，第二带束层设置在第一带束层上方，0度缠绕带束层设置在第二带束层的上方。或者，0度缠绕带束层设置在胎体的上方，第一带束层设置在0度缠绕带束层的上方，第二带束层设置在第一带束层上方。以上后面两种方式也可以同样需满足发明的设计要求。

本发明采用一层0度缠绕带束层叠加两层交叉的普通带束替换原四层带束层结构，0度缠绕带束由单丝或多丝并排的形式像弹簧一样螺旋缠绕在现有带束上，角度接近0度，这样排列可在整个带束宽度上施加一个箍紧力，特别是对肩部位置，这个周向箍紧力可一直保持轮胎具有很好的接地印痕，保持轮胎轮廓的稳定性和操控性。

附图说明

图1为正常四层带束结构轮胎，1为胎圈，2为胎体，3为1#带束层，4为2#带束层,5为3#带束层，6为4#带束层。

图2为正常四层带束结构轮胎的印痕变化趋势图。

图3为本发明带束结构轮胎的一种结构图，1为胎圈，2为胎体，7为第一带束层，8为0度缠绕带束层，9为第二带束层。

图4为图3所示的轮胎0度缠绕带束的排列形式。

图5为本发明带束结构轮胎的第二种结构图。

图6为本发明带束结构轮胎的第三种结构图。

图7为本发明肩部膨胀测量点图示。

具体实施方式

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。

如图3、图4所示，采用本发明试做的295/55R22.5规格轮胎，该轮胎的带束层由第一带束层7、0度缠绕带束层8和第二带束层9，第一带束层7与第二带束层9采用常规带束层，第一带束层7与第二带束层9的带束层角度交叉，第一带束层7与第二带束层9排列角度在18度，带束加权角度为34度。所述的第一带束层7设置在胎体2的上方，0度缠绕带束层8设置在第一带束层7与第二带束层9之间，第二带束层9设置在0度缠绕带束层8之上。所述的0度缠绕带束层8与相邻的第一带束层7与第二带束层9的宽度相差△W₂范围为12mm。0度缠绕带束层8采用三根钢丝并排缠绕，缠绕接近0度，0度缠绕带束层8的宽度W₀与行驶面宽度W_b比值△W₁范围为0.83。

所述的0度缠绕带束采用高伸张、高强度的钢丝，其有效工作伸张率范围为1.2％～5％。所述的0度缠绕带束层8的首尾两端的自由端叠加缠绕1圈。

上述的轮胎同正常4层结构做机床测试对比，在运行48小时后，对轮胎各位置的外周长进行对比测量，可以发现采用本结构的轮胎整体膨胀率最小，特别是肩部位置的膨胀率跟整体比较接近，而正常方案的肩部膨胀较整体要大很多，说明发明结果对轮胎的约束是有效的。图7为测量点图示。

将外周长数据转换为直径(单位mm)，进行对比，两方案的测量点2和4差异较大，发明方案的膨胀率相对较小，跟整体膨胀一致性较好，说明本发明结构具有很好的效果。

Claims (8)

1.一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，该轮胎的带束层由第一带束层、0度缠绕带束层和第二带束层，第一带束层与第二带束层采用常规带束层，第一带束层与第二带束层的带束层角度交叉；0度缠绕带束层采用单根钢丝缠绕或多根钢丝并排缠绕，缠绕为0～2度，0度缠绕带束层的宽度W₀与行驶面宽度W_b比值△W₁范围为0.75～0.9。

2.根据权利要求1所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，0度缠绕带束层与相邻的带束层的宽度相差△W₂范围为8mm～18mm。

3.根据权利要求1所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，第一带束层与第二带束层排列角度在15～24度，加权角度大于等于32度。

4.根据权利要求1所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，0度缠绕带束采用高伸张、高强度的钢丝，其有效工作伸张率范围为1.2％～5％。

5.根据权利要求1所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，0度缠绕带束层的首尾两端的自由端叠加缠绕1～2圈。

6.根据权利要求1～5任意一项项权利要求所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，第一带束层设置在胎体的上方，0度缠绕带束层设置在第一带束层与第二带束层之间，第二带束层设置在0度缠绕带束层之上。

7.根据权利要求1～5任意一项项权利要求所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，第一带束层设置在胎体的上方，第二带束层设置在第一带束层上方，0度缠绕带束层设置在第二带束层的上方。

8.根据权利要求1～5任意一项项权利要求所述的一种具有0度缠绕带束层的低断面全钢子午线轮胎，其特征在于，0度缠绕带束层设置在胎体的上方，第一带束层设置在0度缠绕带束层的上方，第二带束层设置在第一带束层上方。