一種改善溝底弧的UHP輪胎的製作方法

2023-06-02 13:50:21 1

本實用新型涉及輪胎領域，具體為一種改善溝底弧的UHP輪胎。

背景技術：

現有的UHP輪胎溝底弧為平移胎冠弧設計，溝底弧的中間部平移距離為主溝深度a，溝底弧的肩部處平移距離b為主溝溝深a減去1.8mm，其中1.8mm是輪胎磨耗標記高度，從溝底弧的中間部到溝底弧的肩部過渡區為沿輪胎主溝槽的槽底弧度的彎曲過渡。

此類設計有以下不足：1.輪胎速度級別是W級和Y級的輪胎，常採用1JE的結構，平移胎冠弧設計的溝底弧使得胎肩部較厚，在汽車的高速行駛試驗時，由於輪胎產生的熱量較大，肩部厚使得輪胎散熱較差，致使熱量積聚，造成輪胎肩部掉塊；2.平移胎冠弧設計的溝底弧使得輪胎肩部厚，增加了肩部胎面的膠料，增加了輪胎的生產成本；3.平移胎冠弧設計的溝底弧使得溝底弧過渡有折點，溝底弧的不均勻性導致應力分布的不均勻，容易造成應力集中，不利於高速試驗。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種改善溝底弧的UHP輪胎，包括胎冠、胎肩和主溝，所述輪胎的溝底弧為平滑過渡的圓弧，該圓弧的圓心為兩條直線的交點，其中一條直線為經過所述胎冠的中心下點的垂線，另一條直線為經過所述輪胎冠部中心下點和輪胎肩部下點之間連線的垂直平分線。

優選地，還包括冠帶層、帶束層，所述胎冠的中心深度a，胎肩的厚度b，冠帶層的厚度c，帶束層的端點膠厚d，主溝基部的膠厚f和胎肩基部的膠厚g之間的關係為a-b＝c+d+e-(f-g)。所述胎冠的中心深度a與胎肩的厚度b差值為2.0～3.0mm，這是由於1JE冠帶層的厚度約c＝1.1mm，帶束層端點膠厚約d＝1.0mm(公差±0.3mm)，胎肩墊膠膠厚約e＝0.7mm(公差±0.2mm)，主溝溝底基部膠厚為f＝2.0mm，肩部溝基部膠厚為g＝1.8mm，因此相當於肩部處厚度比胎冠厚度厚了c+d+e-(f-g)＝1.1+1.0+0.7-(2.0-1.8)＝2.5mm，公差為±0.5mm；此時為了確保肩部處厚度和胎冠厚度相當，溝底弧厚度b＝冠部中心主溝溝深a-(2.0～3.0mm)。

優選地，所述主溝由輪胎內側起依次為第一主溝，第二主溝，第三主溝，第四主溝，所述第一主溝內側距胎冠的中心的距離為L12，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L11；所述第二主溝內側距胎冠的中心的距離為L22，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L21；所述第三主溝內側距胎冠的中心的距離為L31，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L32；所述第四主溝內側距胎冠的中心的距離為L41，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L42；胎冠的水平寬度為TDW；所述主溝的位置由其內外側距胎冠的中心的距離限定，其中L11＝23.58％*TDW、L12＝29.54％*TDW；L21＝5.65％*TDW、L22＝11.19％*TDW；L31＝5.75％*TDW、L32＝11.00％*TDW；L41＝22.58％*TDW、L42＝27.50％*TDW。其中主溝的溝深可以由主溝的外輪廓的胎冠弧和溝底弧及主溝的具體樣式確定。

對本實用新型提供的一種改善溝底弧的UHP輪胎進行CAE接地壓力分析，如圖5、6所示，從結果看，現有的溝底弧的接地壓力最大值為0.567Mpa，而本實用新型的接地壓力最大值只有0.502Mpa，表明本實用新型的溝底弧接地壓力明顯好於現有的溝底弧的接地壓力，接地壓力小表明輪胎的受壓小，有助於提升輪胎的高速性能。如圖7、8所示，現有的溝底弧的帶束層應變能密度最大值大於本實用新型的應變能密度最大值，表明改善後的溝底弧應變能密度明顯好於現有的溝底弧的應變能密度。應變能密度小，表明帶束層產生的能量少，有助於提升輪胎的高速性能。如圖9、10所示，現有的溝底弧的接地壓力最大值為0.623Mpa大於本實用新型的接地壓力最大值0.619Mpa，表明本實用新型的溝底弧接地壓力明顯好於現有的溝底弧的接地壓力。接地壓力小表明輪胎的受壓小，有助於提升輪胎的高速性能。

輪胎高速測試結果見下表，現有的溝底弧的高速PS32明顯差於本實用新型的高速PS32。

(備註：國標PS32標準≥290×10km/h×min合格)

本實用新型提供的一種改善溝底弧的UHP輪胎，通過改善UHP輪胎中的溝底弧設計，建立外輪廓的胎冠弧、溝底弧、主溝之間的聯繫，通過主溝位置的配比和溝深的變化，使得主溝和溝底弧的設計不再是單純的偏移做出，將現有技術中的溝底弧的彎曲過渡區消除，成為同一圓周上的一段均勻的平滑圓弧，使得溝底弧的接地壓力明顯好於現有的溝底弧的接地壓力；同時也降低了溝底弧的應變能密度，使得帶束層產生的能量少，有助於提升輪胎的高速性能。同時，使得輪胎肩部膠料使用的減少，降低了生產成本。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1是現有技術的溝底弧的UHP輪胎。

圖2是本實用新型的改善溝底弧的UHP輪胎。

圖3是本實用新型的主溝定位圖。

圖4是本實用新型的主溝樣式圖。

圖5是現有技術的溝底弧CAE接地圖。

圖6是本實用新型的溝底弧CAE接地圖。

圖7是現有技術的CAE應變能密度圖。

圖8是本實用新型的CAE應變能密度圖。

圖9是現有技術的溝底弧輪胎接地圖。

圖10是本實用新型的溝底弧輪胎接地圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。

根據本實用新型的實施方式，如圖2所示，提出一種改善溝底弧的UHP輪胎，本實用新型提供了一種改善溝底弧的UHP輪胎，包括胎冠、胎肩、主溝、冠帶層和帶束層，所述溝底弧為平滑圓弧，該圓弧的圓心為經過胎冠中心下點1的垂線5與通過輪胎冠部中心下點1和輪胎肩部下點2之間直線的垂直平分線6的交點。

所述胎冠的中心深度a，胎肩的厚度b，冠帶層的厚度c，帶束層的端點膠厚d，主溝基部的膠厚f和胎肩基部的膠厚g之間的關係為a-b＝c+d+e-(f-g)。其中胎冠的中心深度a與胎肩的厚度b差值為2.0～3.0mm，這是由於1JE冠帶層的厚度約c＝1.1mm，帶束層端點膠厚約d＝1.0mm(公差±0.3mm)，胎肩墊膠膠厚約e＝0.7mm(公差±0.2mm)，主溝溝底基部膠厚為f＝2.0mm，肩部溝基部膠厚為g＝1.8mm，因此相當於肩部處厚度比胎冠厚度厚了c+d+e-(f-g)＝1.1+1.0+0.7-(2.0-1.8)＝2.5mm，公差為±0.5mm。

如圖3所示，所述主溝由輪胎內側起依次為第一主溝，第二主溝，第三主溝，第四主溝，所述第一主溝內側距胎冠的中心的距離為L12，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L11；所述第二主溝內側距胎冠的中心的距離為L22，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L21；所述第三主溝內側距胎冠的中心的距離為L31，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L32；所述第四主溝內側距胎冠的中心的距離為L41，所述第一主溝外側距胎冠的中心的距離為L42；胎冠的水平寬度為TDW；所述主溝的位置由其內外側距胎冠的中心的距離限定，其中L11＝23.58％*TDW、L12＝29.54％*TDW；L21＝5.65％*TDW、L22＝11.19％*TDW；L31＝5.75％*TDW、L32＝11.00％*TDW；L41＝22.58％*TDW、L42＝27.50％*TDW。其中如圖4所示，圖中SEC A-A1、SEC B-B1、SEC C-C1、SEC D-D1即第一主溝，第二主溝，第三主溝，第四主溝的樣式圖，包括角度和溝底半徑，主溝的溝深可以由主溝的外輪廓的胎冠弧和溝底弧及主溝的具體樣式確定。

如圖5、6所示，從CAE接地壓力分析結果看，現有的溝底弧的接地壓力最大值為0.567Mpa，而本實用新型的接地壓力最大值只有0.502Mpa，表明本實用新型的溝底弧接地壓力明顯好於現有的溝底弧的接地壓力，接地壓力小表明輪胎的受壓小，有助於提升輪胎的高速性能。

如圖7、8所示，現有的溝底弧的帶束層應變能密度最大值大於本實用新型的應變能密度最大值，表明改善後的溝底弧應變能密度明顯好於現有的溝底弧的應變能密度。應變能密度小，表明帶束層產生的能量少，有助於提升輪胎的高速性能。

如圖9、10所示，現有的溝底弧的接地壓力最大值為0.623Mpa大於本實用新型的接地壓力最大值0.619Mpa，表明本實用新型的溝底弧接地壓力明顯好於現有的溝底弧的接地壓力。接地壓力小表明輪胎的受壓小，有助於提升輪胎的高速性能。

輪胎高速測試結果見下表，現有的溝底弧的高速PS32明顯差於本實用新型的高速PS32。

(備註：國標PS32標準≥290×10km/h×min合格)

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。