節能耗輪胎的製作方法

2023-04-30 19:31:46

專利名稱：節能耗輪胎的製作方法
技術領域：
輪胎是由橡膠和簾線製成的不同品種和規格的產品，由於輪胎結構的不同，在使用性能上存在不同的優點和缺點。
本實用新型「節能耗輪胎」是在現有結構輪胎使用性能的基礎上，局部增加和減少帘布層中的簾線，使輪胎既保持了現有的使用性能，又彌補了現有輪胎在使用性能上的不足，使輪胎更適應車輛在高等級路面的高速和高溫下行駛，提高了輪胎的使用壽命和翻新率，可製成不同品種和規格尺寸的機動車輛輪胎。
背景技術：
目前，輪胎從結構上分為兩種一種是普通輪胎(斜交結構輪胎)，它的胎體由多層簾線呈一定角度相互交叉排列，故稱斜交結構輪胎。在使用性能方面的優點是胎體堅固，胎側較厚而不易損壞，車輛在行駛中的轉向性能和穩定性能好。缺點是輪冠(胎面)的耐扎和耐磨及抗硬傷性能差，因胎側較厚而導致剛性(剛度)高，緩衝和減震性能差，同時因胎體多層交叉的簾線組成，輪胎在負荷滾動中，由於胎體的曲撓變形及簾線交叉造成簾線的相互剪切而產生的熱量多，因胎體較厚而散熱性能差，使輪胎在負荷滾動中滾動阻力的增加，燃料消耗也多，不耐高速和高溫下行駛，生產中用的材料和能源消耗也多。另一種是子午結構輪胎，子午輪胎帘布層中的緯線與斷面中心線呈90度角排列，好象地球儀上的子午線一樣，因此在習慣上稱為子午結構輪胎。子午輪胎從材料上又分為化纖輪胎和全鋼絲輪胎，化纖輪胎是指輪胎簾線中的緯線以人造纖維為輪胎的基礎帘布層，輪冠胎面的輔助層帘布由鋼絲順同一方向纏繞成的鋼絲帶形圈，帘布層的層數根據輪胎的用途和規格來確定(例為錦湖牌165/70R1379T由兩層尼龍線為緯線構成輪胎的基礎帘布層，由兩層鋼絲帶形圈為輔助帘布層)。全鋼絲子午輪胎是指以鋼絲為經，緯簾線構成一層基礎帘布層，輪冠的輔助層由鋼絲繩組成的帶束層，帶束層的層數根據輪胎的用途和規格確定。子午輪胎的特點是輪胎的斷面寬度大於斷面的高度，胎冠斷面大於普通輪胎，弧度低於普通輪胎，輪胎滾動中的接地面積大，接地面的單位壓力小。使用性能上的優點是耐扎、耐磨及抗硬傷性能高於普通輪胎，有較高的行駛裡程，有良好的抓著性能和越野性能，牽引性能比普通輪胎更為優越，車輛行駛中的周向滑移小。與同層級的普通輪胎相比較，有較薄的胎體及滾動中簾線之間不存在相互的剪切，所以生熱少，而散熱快，滾動阻力小，適於高速和高溫下行駛。因子午輪胎胎側薄，滾動中變形大，有很好的緩衝和減震性能，提高了乘坐的舒適性和降低了車輛機件的損壞，由於子午輪胎的耐扎，耐磨及抗硬傷性能大於普通輪胎，所以有良好的安全性能，並延長了輪胎的使用壽命和提高了輪胎的翻新率。它的缺點是在使用性能方面與普通輪胎相比，子午輪胎的胎側薄，剛性胝，滾動中變形大，側向穩定性能和爬坡性能差，同時由於胎側薄，在低等級路面滾動時胎側的耐劃傷性能低於普通輪胎。
由於子午輪胎的使用性能優於普通輪胎，是普通輪胎的替代產品，我國以作為基本國策，進行推廣實施，由於多方面的原因，目前我國生產的中型以上的貨用車輛(包括兩軸六輪乘用車輛)，裝配使用著普通輪胎。根據目前貨用車輛普遍存在超載的現象(超載的數量往往超過一倍以上)，在保持普通輪胎使用性能的同時，對普通輪胎胎體的簾線進行減少，從源頭上控制車輛的超載、減少由於超載帶來的路面損壞和交通事故的發生。
近年來，輪胎的設計都集中精力開發節能輪胎，降低滾動阻力，滾動阻力降低6％，可以節約燃料1％。滾動阻力佔車輛發動機輸出功率的30-40％左右，其中由於輪胎材料內磨擦生熱帶來的滯後損失功率又佔輪胎的滾動阻力耗用功率的90％左右，輪胎與路面的磨擦所耗用的功率佔輪胎耗用功率的5％-10％(車用輪胎的選擇與使用一書，譚忠南主編，四川科學技術出版社1998年9月出版)。因此，降低輪胎本身內磨擦及輪胎與路面的磨擦是降低輪胎滾動阻力，節約燃料的重要途徑。

發明內容
輪胎是一個彈性體，在負荷下滾動時，實際是壓縮彈起，反覆曲撓變形的過程，在這個過程中，由於輪胎與路面的磨擦及胎體的內磨擦，將發動機的能量轉換成熱能消失在大氣中，這種彈滯損失，是產生輪胎滾動阻力的重要因素。彈滯損失的大小，是同輪胎的結構、材料量、材料性質有直接的關係，因此，除改進花紋類型，減小輪胎規格外，減少材料用量、使輪胎在同一規格中達到輕量化。
輪胎的簾線構成了輪胎的骨架，由簾線組成的帘布層數決定了輪胎的剛性剛度的高低和熱量產生的多少，剛性的高低決定了輪胎的緩衝和減震性能。不論子午輪胎和普通輪胎，簾線材料用量的多少，是輪胎在負荷滾動中產生滾動阻力的主要因素。
對中型以上車輛使用的現有化纖子午輪胎(大規格)來說，增加一層化纖簾線除增加輪胎的重量外，也增加了輪胎的滾動阻力。對輕型和微型車輛使用的現有化纖輪胎，在輪胎氣壓正常的情況下，輪胎存在剛性高，緩衝性能和減震性能差的不足。特別是現有普通輪胎由於結構的特點，在使用性能和滾動阻力的大小上低於子午輪胎。
本新型在保持現有輪胎使用性能的基礎上，將輪胎的圓周等距離分成若干等分段，間隔一等份段，對帘布層中的簾線進行增加和減少。通過對簾線的增加和減少，使輪胎在負荷滾動中的使用性能有所提高的同時，降低了輪胎的滾動阻力，達到節能和節耗的目的。
技術方案通過對輪胎簾線的增加和減少，使輪胎輕量化，達到生產時節能，滾動中節耗。本新型的技術方案是根據輪胎的用途及規格，將輪胎的圓周等距離分段等份，分段等份後的分段等份數量為偶數。
1、化纖子午輪胎由鋼絲順同一方向纏繞成的鋼絲帶形圈，起到了輪胎經線的作用，同時承受主要的負荷，化纖緯線在固定鋼絲帶形圈的同時，與胎圈的鋼絲環固定在一起，構成了輪胎的形狀，並承受小的負荷。對中型以上車輛所使用的大規格化纖輪胎，在化纖緯線帘布層的基礎上，等距離間隔一等份段增加一等份段的化纖緯線。對輕型和微型車輛所用的小規格化纖輪胎，在原兩層簾線層中，對其中的一層等距離間隔一等份段減少一等份段的化纖簾線。
2、普通輪胎胎體由多層交叉的簾線組成帘布層，在多層交叉的帘布層中，根據輪胎的用途和規格，等距離間隔一等份段減少一等份段簾線。
輪胎在滾動中是一個旋轉體，處於反覆壓縮彈起的旋轉過程，壓縮和彈起，形成了輪胎的變形，輪胎的變形有胎側的變形和徑向的變形，這兩個變形是相互影響的，胎側的變形必定影響到徑向的變形，而胎側的變形集中在胎肩到胎側的中心線部位，輪胎的變形，導致了簾線的曲撓，是輪胎在滾動中產生熱量的主要部位，在對中型以上車輛所使用的大規格化纖輪胎、簾線的等距離間隔一等份段的增加，提高了輪胎的剛性，使這一部位變形減少及生熱的減少。輪胎剛性的提高，減少了輪胎的變形及由變形帶來的輪胎滾動阻力的增加，提高了輪胎在滾動中的穩定性能和爬坡性能。對輕型和微型車輛的化纖子午輪胎簾線等距離間隔一等份段的減少，在輪胎氣壓正常情況下，剛性有不同程度的降低，在提高輪胎的緩衝性能和減震性能的同時，由於簾線用量的減少，使輪胎在負荷滾動中產生熱量也少，降低了輪胎的滾動阻力。對普通輪胎多層交叉的帘布層中減少簾線的用量，在降低輪胎剛性的同時，提高了輪胎的緩衝性能和減震性能，特別是輪胎的胎肩到胎側中心線部位簾線的減少，降低了輪胎在負荷滾動中這一部位因簾線相互剪切及內磨擦所產生熱量的減少，降低了輪胎的滾動阻力。
對兩種結構輪胎的簾線進行增加和減少，在同一規格的輪胎中，使輪胎輕量化，使輪胎在負荷滾動中減少熱量的產生，降低了滾動阻力，達到輪胎在生產時節能，滾動中節耗的目的。
有益效果
輪胎發展的趨向是輕量化，子午化和無內胎化。本新型對兩種結構輪胎簾線的增加和減少，對大規格的化纖子午輪胎來說，提高了輪胎的穩定性能和爬坡性能，對小規格的化纖子午輪胎來講，在保持使用性能的同時，輪胎的剛性有不同程度的降低，提高了輪胎的緩衝性能和減震性能。子午輪胎是普通輪胎的換代產品，但是普通輪胎在一定的時期內還將大量使用，普通輪胎簾線的減少，提高了輪胎的緩衝性能和減震性能的同時，使輪胎在負荷滾動中減少了熱量的產生，提高了輪胎在高速和高溫下負荷滾動中的性能，延長了輪胎的使用壽命。普通輪胎帘布層中簾線的減少，相應的對輪胎的負荷有不同程度的降低，對裝配普通輪胎車輛的超載，從源頭上起到限制的作用，減少了因超載造成對路面的損壞及交通事故的發生。對輪胎簾線的增加和減少，彌補了現有輪胎在使用性能上不足的同時，使輪胎輕量化，降低滾動阻力，使輪胎在生產時節省材料用量和能源的消耗，在滾動中節省燃料的消耗。
路面等級的提高，車輛發動機在同樣耗油的同時，發動機功率的增加，為車輛的高速行駛提供了條件，輪胎的輕量化，使輪胎在負荷滾動中降低了輪胎的滾動阻力，在達到輪胎節能節耗的同時，提高了輪胎的使用壽命和翻新率，給使用者和社會帶來明顯的正效益。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是輪胎的立體圖。
圖2是化纖子午輪胎分段減少的化纖簾線局部剖視圖。
圖2-1是鋼絲帶形圈。
圖2-2是分段減少的化纖簾線。
圖2-3是原有的化纖簾線層。
圖3是化纖輪胎分段增加的化纖簾線局部剖視圖。
圖3-1是鋼絲帶形圈。
圖3-2是原有的兩層簾線層。
圖3-3是分段增加的簾線層。
圖4是普通輪胎在一層簾線層中等距離分段後，間隔一段等份減少簾線的局部剖視圖。
圖4-1是普通輪胎分段減少的簾線層。
圖4-2是普通輪胎原有的簾線層。
圖4-3是胎面。
圖5是普通輪胎在不同密度的簾線層中等距離分段後，間隔一段等份減少簾線的局部剖視圖。
圖5-1是分段減少密度小的簾線層。
圖5-2是分段減少密度大的簾線層。
圖5-3是原有的簾線層。
圖5-4是胎面。
具體實施方式
兩種結構的輪胎是多品種和多規格的，本新型是根據不同結構輪胎的用途和規格等距離分段等份增加和減少簾線來實施的，等距離分段等份輪胎的園周時，分段等份的數量為偶數。
1、輪胎的生產工藝流程已自動化，簾線的增加和減少，可在簾線纏繞的流程中增加時間控制裝置，使簾線在纏繞時達到時斷時續的纏繞。
2、化纖子午輪胎簾線的減少，應根據輪胎的用途和規格，每間隔一段等份減少一段等份的簾線，如圖2。
3、化纖子午輪胎簾線的增加，應根據輪胎的用途和規格，每間隔一段等份增加一段等份的簾線，如圖3。
4、普通輪胎簾線的減少，應根據輪胎的用途和規格，在密度不同的多層簾線中；從1-2層的簾線層中每間隔一段等份減少一段等份的簾線，如圖4、圖5。
5、在兩層簾線層中分段等份減少簾線時，簾線層中減少的部位應相互錯開，減去的簾線不要對在整體簾線層中的同一部位，以保證輪胎剛性和承受負荷的均勻，如圖5。
6、輪胎園周等距離分段等份的數量越多，輪胎剛性的增加和減少及輪胎承受的負荷也越均勻。
權利要求1.一種新型「節能耗輪胎」，由橡膠和簾線化纖、鋼絲製成的乘用和貨用輪胎，其特徵是將輪胎的園周等距離分段等份後，間隔一段等份增加和減少帘布層中的簾線。
2.根據權利要求1所述的新型節能耗輪胎，其特徵是貨用化纖子午輪胎，在兩層簾線的基礎上，間隔一段等份增加一段等份化纖簾線。
3.根據權利要求1所述的新型節能耗輪胎，其特徵是乘用化纖子午輪胎，間隔一段等份減少一段等份兩層帘布層中一層中的化纖簾線。
4.根據權利要求1所述的新型節能耗輪胎，其特徵是普通輪胎在1——2層的密度不同的帘布層中，間隔一段等份，減少一段等份簾線。
專利摘要本實用新型是提高和彌補現有乘用和貨用機動車輛輪胎的使用性能的輪胎。是在保持現有結構輪胎使用性能的基礎上。通過局部增加和減少輪胎簾線的用量，減少輪胎在負荷滾動中熱量的產生，使輪胎輕量化和降低輪胎的滾動阻力。達到輪胎在生產中節省原材料和能源、車輛在行駛中節省燃料的消耗，同時提高了輪胎的散熱性能和使用壽命，減少因輪胎引發的交通事故。可製成不同品種和規格的系列輪胎，滿足不同車輛對輪胎的需求。
文檔編號B60C9/00GK2620639SQ0323621
公開日2004年6月16日 申請日期2003年1月20日 優先權日2003年1月20日
發明者張懷璽 申請人:張懷璽