CN116198258A - 一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，包括胎体帘线层以及设置在胎体帘线层上方的带束层构件，带束层构件上方设置胎面部件，所述胎体帘线层中单根帘线方向为轮胎的轴向，所述带束层构件包括第一带束层、第二带束层、第三带束层和第四带束层；本发明公开的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，通过改变第一带束层、第二带束层、第三带束层、第四带束层中帘线的角度，以及相邻两层带束层之间的差级，可以降低胎肩部位应力集中，降低肩部生热，可有效的提升轮胎耐久性能，滚动阻力也有一定程度的下降，同时轮胎重量也得到降低。

Description

一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎制造领域，尤其是一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎。

背景技术

卡客车轮胎在高负荷载重、高速行驶时，骨架材料容易受力变形，导致轮胎因碰撞和穿孔造成钢丝帘线之间脱层和断裂，使轮胎安全性降低。传统零度带束层结构具有良好的箍紧作用，能够有效保障轮胎在滚动状态时的强度。但轮胎在充气、受力后，具有零度结构的带束层钢丝帘线在轮胎周向方向受到不同程度的拉力，带束层之间容易产生剪切力作用而造成损坏。因此，提升带束层区域承受压力与形变能力，对轮胎的稳定性、耐久性、安全性具有十分重大的意义。

零度带束层结构主要功能是箍紧活动范围较大的带束层端点，适当增加零度宽度，能同时箍紧带束层中部区域，从而提高胎面中心部分刚度，大幅提高轮胎带束层安全倍数， 对于轮胎的安全性能有很大保障。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎。

具体方案如下：

一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，包括胎体帘线层以及设置在胎体帘线层上方的带束层构件，带束层构件上方设置胎面部件，所述胎体帘线层中单根帘线方向为轮胎的轴向，所述带束层构件包括第一带束层、第二带束层、第三带束层和第四带束层；

第一带束层贴合在胎体帘线上方，第一带束层中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为20°到30°，夹角方向为左向；

第二带束层贴合在第一带束层上方，第二带束层中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为10°到30°，夹角方向为右向；

第三带束层由至少两根帘线沿轮胎周向螺旋缠绕组成，帘线表面涂覆有覆胶；

第四带束层贴合在第三带束层上方，第四带束层中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为40°到60°，夹角方向为左向，胎面部件设置在第四带束层上方。

所述第一带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第一带束层宽度L1为轮胎行驶面a宽度的85%到90%。

所述第二带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第二带束层的宽度L2与L1的差集W1取值为7mm到10mm。

所述第三带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第三带束层的宽度L3与L2的差级W2取值为7mm到10mm。

所述第四带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第四带束层

的宽度L4为L2的一半。

第三带束层中的帘线由两边向中间缠绕，中间形成周向间隙W0，W0的宽度小于单根帘线的宽度。

本发明公开的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，通过改变第一带束层、第二带束层、第三带束层、第四带束层中帘线的角度，以及相邻两层带束层之间的差级，可以降低胎肩部位应力集中，降低肩部生热，可有效的提升轮胎耐久性能，滚动阻力也有一定程度的下降，同时轮胎重量也得到降低。

附图说明

图1为本发明的截面图；

图2为带束层结构示意图；

图3为带束层展开示意图；

图4为方案一与方案二接地印痕对比图；

图5为方案一与方案二应力-应变对比图；

图6为第三带束层单根帘线缠绕示意图。

图中：胎体帘线层1，第一带束层2，第二带束层3，第三带束层4， 第四带束层5，胎面部件6。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6所示，本发明公开一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，包括胎体帘线层1以及设置在胎体帘线层1上方的带束层构件，带束层构件上方设置胎面部件6，所述胎体帘线层1中单根帘线方向为轮胎的轴向，所述带束层构件包括第一带束层2、第二带束层3、第三带束层4和第四带束层5；第二带束层、第三带束层、和第四带束层宽度方向上的中心均与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，

第一带束层2贴合在胎体帘线上方，第一带束层2中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为20°到30°，夹角方向为左向；第一带束层2中采用较高强度的帘线，采用3+8×0.33HT帘线，具有较高的强度，能够为轮胎提供强度。

第二带束层3贴合在第一带束层2上方，第二带束层3中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为10°到30°，夹角方向为右向；第二带束层3中采用较高强度的帘线，采用3+8×0.33HT帘线，具有较高的强度，能够为轮胎提供强度。这里指的夹角方向朝左朝右指的是第一带束层2中的单根帘线的方向与第二带束层3中单根帘线的方向相反。

第三带束层4由至少两根帘线沿轮胎周向螺旋缠绕组成。并且在帘线表面均有覆胶用以固定，第三带束层4采用3×7×0.20HE帘线。

第四带束层5贴合在第三带束层4上方，第四带束层5中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为40°到60°，夹角方向为左向，胎面部件6设置在第四带束层5上方。第四带束层5采用5×0.30HI帘线。这里指的夹角方向朝左朝右指的是第四带束层5中的单根帘线的方向与第二带束层3中单根帘线的方向相反

第一带束层2、第二带束层3、第四带束层5均为钢丝帘布压延、裁切制成。

所述第一带束层2宽度L1为轮胎行驶面宽度a的85%到90%。轮胎行驶面宽度a指的是轮胎胎面宽度 (见说明书附图1)。

第二带束层3的宽度L2与L1的差极W1取值为7mm到10mm。

第三带束层4的宽度L3与L2的差极W2取值为7mm到10mm。

第四带束层5的宽度L4为L2的一半。

第一带束层2与第二带束层3相比，宽度更宽，可以为轮胎提供良好的接地性能。差极的设置为避免在轮胎形式过程中受到来自地面的冲击而导致带束层端点的相互剪切作用，从而降低轮胎生热。

第三带束层4中的帘线由两边向中间缠绕，中间形成周向间隙W0，W0的宽度小于单根帘线的宽度，理想状态下最小距离为0（即两边帘线相接触位置），由两侧向中部靠近缠绕，缠绕的效率更高。

仿真结果分析：

将本申请中的带束层结构与现有技术中倍耐力所用SATT结构进行对比仿真分析，本申请的带束层结构定义为方案一，SATT结构定义为方案二。

仿真采用帘线：两个方案采用完全相同的帘线结构及帘布密度(本次选用帘线仅用于仿真分析)。

第一带束层2与第二带束层3：3+8×0.33HT，每分米约30-60根钢丝；

第三带束层4：3×7×0.20HE，每分米约30-60根钢丝；

胎体：0.22+6+11×0.205ST，每分米约30-60根钢丝；

钢丝包布：3×7×0.20HE，每分米约30-60根钢丝；

第四带束层5：5×0.30HI，每分米约30-60根钢丝；

仿真采用条件：轮辋：9.00负荷：3550kg，滚阻采用标准负荷的85%，即3017.5kg，气压：930kpa。

仿真结果：如图4所示，图4为两个方案的仿真接地印痕，两个方案接地印痕形状无明显差异，即本申请带束层结构不降低原有的接地性能，同时，方案一接地受力最大点在肩部很小区域，胎冠中心受力与方案二相比更均匀，均匀磨损性能会有一定改善。

如图5所示，图5为两个方案的应力-应变仿真结果对比, 以现有带束层结构的结果为100。从仿真结果来看，两个方案应变最大位置均位于第一带束层2与第二带束层3端点之间的型胶；方案一应变最大值为98，方案二为100，因此，方案一（即本申请的带束层结构）应变较低，此值通常用来表征轮胎的冠部耐久性能，即本申请的带束层结构有利于提升轮胎的冠部耐久性能。

如表1所示，为两个方案的安全倍数结果。从结果来看，方案一的第三带束层4与第四带束层5的安全倍数都有大幅提升，第一带束层2和第二带束层3基本持平。

如表2所示，为两个方案的滚动阻力结果对比，以现有带束层结构的结果为100。结果表明，方案一（即本申请的带束层结构）的轮胎滚动阻力较方案二有所下降，即表明此方案对轮胎的滚阻有利，可降低车辆油耗。

如表3所示，为两个方案的温度场结果，以现有带束层结构的结果为100。结果表明，方案一（即本申请的带束层结构）在胎冠中心及肩部温度上都有所下降，即轮胎生热下降，因此对于轮胎耐久性能也是有利的。

本发明所公开的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，通过将本申请结构与现有带束层结构进行仿真比较，仿真结果显示，轮胎的耐久性能、滚动阻力及带束层安全倍数等性能均有一定程度的提升，且不会对轮胎生产工艺过程及轮胎重量造成太大影响。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，包括胎体帘线层以及设置在胎体帘线层上方的带束层构件，带束层构件上方设置胎面部件，所述胎体帘线层中单根帘线方向为轮胎的轴向，其特征在于，所述带束层构件包括第一带束层、第二带束层、第三带束层和第四带束层； 第一带束层贴合在胎体帘线上方，第一带束层中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为20°到30°，夹角方向为左向； 第二带束层贴合在第一带束层上方，第二带束层中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为10°到30°，夹角方向为右向； 第三带束层由至少两根帘线沿轮胎周向螺旋缠绕组成，帘线表面涂覆有覆胶； 第四带束层贴合在第三带束层上方，第四带束层中单根帘线方向与轮胎周向之间的夹角为40°到60°，夹角方向为左向，胎面部件设置在第四带束层上方。

2.根据权利要求1所述的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，其特征在于，所述第一带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第一带束层宽度L1为轮胎行驶面a宽度的85%到90%。

3.根据权利要求2所述的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，其特征在于，所述第二带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第二带束层的宽度L2与L1的差集W1取值为7mm到10mm。

4.根据权利要求3所述的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，其特征在于，所述第三带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第三带束层的宽度L3与L2的差级W2取值为7mm到10mm。

5.根据权利要求4所述的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，其特征在于，所述第四带束层宽度方向上的中心与胎体帘线层宽度方向上的中心重合，并且第四带束层 的宽度L4为L2的一半。

6.根据权利要求5所述的一种采用新型四层带束层结构的全钢丝子午线轮胎，其特征在于，所述第三带束层中的帘线由两边向中间缠绕，中间形成周向间隙W0，W0的宽度小于单根帘线的宽度。

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