[发明专利]一种低扁平率的三角平衡轮廓轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎结构设计技术领域，具体来说，涉及一种低扁平率的轮胎断面轮廓结构及设计方法。

背景技术

在目前能源日益匮乏的形势下，随着现代汽车工业的迅猛发展，提高能源利用率和降低轮胎滚动能量损失逐渐成为了轮胎制造商和研究者所关注的焦点，因此通过尽可能地降低轮胎滚动阻力来降低车辆燃料消耗具有重要意义。1946年法国的米其林发明的子午线轮胎使轮胎在滚动阻力、舒适性等方面取得了前所未有的发展。但是子午线轮胎还存在着以下几点不足：轮胎接地压力分布不均匀，胎肩部位磨损严重，轮胎滚动过程中断面轮廓形状畸变严重，滚动阻力仍较大等。目前，世界主流的轮胎制造商为了降低滚动阻力都把主要的精力放在了研发新配方上，所采取的措施主要是降低橡胶（尤其是胎面胶）的损耗因子，而在通过优化轮胎轮廓结构降低其滚动阻力方面未有很大的进展。虽然目前很多轮胎通过增加胎肩垫层结构和降低胎面曲率措施来增大轮胎的接地面积，改善轮胎接地压力分布均匀性，但却因此降低了轮胎的承载能力，并且使轮胎断面轮廓形状在轮胎承受载荷时发生严重的变形，从而增加了轮胎的滚动阻力，因此目前的轮胎结构设计很难同时满足轮胎的结构力学性能和充气力学性能达到最优。

发明内容

本发明的目的在于减小轮胎变形，降低轮胎滚动阻力，提高汽车燃油经济性，减少尾气排放对环境造成的污染，通过设计一种结构合理的轮胎断面轮廓形状结构来提高轮胎的综合力学性能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种低扁平率的三角平衡轮廓轮胎，轮胎结构主要包括胎面部、胎侧部、胎圈部、三角胶、气密层、胎体层、带束层、冠带层和支撑块，胎冠部是胎面部与两胎肩部之间的整个部位，主要包括胎面部、胎体层、带束层和冠带层，胎肩部是胎冠部与胎侧部的过渡区域，采用一定的曲率半径使胎冠部与胎侧部圆滑过渡，改善胎面接地压力分布均匀性，胎面部设置在所述轮胎的径向最外层，采用邵尔A硬度为55-60的胶料，使得接地应力分布更为均匀，较软胶料增大了胎面花纹的牵引性能，在高速行驶时这一点对车辆的操纵性能至关重要，胎侧部设置在胎面部的下方，与胎面部的两端紧密连接，当轮胎承受载荷时，胎侧部曲挠变形较小，且胎侧部的外轮廓形状基本不发生变化，断面水平轴位于轮胎断面最宽处，是轮胎在负荷下法向变形最大的位置，断面水平轴在轮胎自由状态下距胎圈的距离相比传统轮廓轮胎多3%，当轮胎承受载荷时，使得轮胎滚动阻力降低，胎圈部设置在胎侧部的下方，与汽车轮辋相接触，材料采用邵尔A硬度为70-75的胶料，胎圈部在轮胎未安装于轮辋的自由状态下的着合宽度相比普通轮廓小3%-6%，使胎体层的断面轮廓形状在受力状态下呈倒三角形结构，构成三角平衡轮廓，三角胶设置在胎圈部的内部，总体高度相比传统轮廓轮胎的三角胶增大100%，采用邵尔A硬度为55-65的软胶料，使得轮胎胎侧部下端和胎圈部上端的胶料整体硬度降低，改变了轮胎在承受载荷状态下胎侧部发生屈挠变形的位置，气密层设置在轮胎内轮廓的最内层，胎体层设置在胎冠部、胎侧部和胎圈部的里面，带束层设置在胎冠部的内部，相邻胎体层，位于胎体层的上方，冠带层设置在胎冠部的内部，相邻带束层，位于带束层的上方，支撑块设置在轮胎的胎肩部与胎侧部的内轮廓处，与气密层紧密贴合，由于增设的高硬度、耐高温和耐磨损的支撑块增大了胎侧部的整体刚性，因此使得轮胎的断面轮廓形状在轮胎正常运转时保持稳定的三角形形状，此时轮胎胎冠沿胎面横向方向被拉直，且胎冠部的胎体帘线呈张紧状态。