[发明专利]一种乘用车轮胎尼龙带束预应力的设计方法

说明书

本发明通过提供一种乘用车轮胎尼龙带束预应力的设计方法，来改善尼龙带束层应力分布的方案，进而延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的高速性能，胎肩耐久性能和磨耗里程。

技术领域

本发明涉及轮胎设计和制造领域，特别涉及轮胎尼龙带束预应力(BeltPrestress Obtain Technology--BPOT)的设计方法和实现工艺。

背景技术

目前的轮胎设计，由于胎面的弧形曲线曲率半径较小且段数较少，同时由于轮胎生产成型时尼龙带束为平面铺设且铺设张力恒定，导致成品轮胎的张力由肩部到胎冠中心逐渐增大(物理伸张逐渐增大)。肩部尼龙带束张力相对胎冠中心弱，致使轮胎在使用中的破坏位置多集中在胎肩位置(尼龙带束层和钢丝带束层的端点)，这会降低轮胎的使用寿命，高速性能，胎肩耐久性能，甚至磨耗里程。

通过轮胎轮廓设计的优化和轮胎生产成型时尼龙带束层张力的调整，来调节每匝尼龙带束的铺设张力，使成品轮胎中尼龙带束层的张力由肩部到胎冠中心均匀分布，减少因尼龙带束层张力分布不均造成的轮胎肩部位置的损坏。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种乘用车轮胎尼龙带束预应力的设计方法，来改善尼龙带束层应力分布的方案，进而延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的高速性能，胎肩耐久性能和磨耗里程。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)确定轮胎外轮廓胎面弧弧段数N；N为3～6；根据带束预应力(BPOT)理论，在目前设计的基础上增加胎面弧2～3段。

步骤2)确定轮胎的外轮廓半径R；R＝(14.8-0.14ar)s_G，

ar表示轮胎扁平率；s_G表示由安装轮辋宽度决定的允许使用最大断面宽度；

步骤3)根据ETRTO中提供的计算方法来计算胎面弧每段弧的半径Rm；

步骤4)根据每匝尼龙带束在成品轮胎中位置的半径Rci和在成型铺设时位置的半径Rgi，来匹配每匝冠带的伸长率Kni；其中，Kni＝Rgi/Rci，随着伸张率的增大，铺设张力相应降低。

尼龙带束的匝数为n；从中心到端点尼龙带束的顺序号，i＝1，2，3，4，5，6，7…n；

步骤5)根据步骤3)得出的每匝尼龙带束的伸长率来计算每匝尼龙带束在成型铺设时的张力Fgi，Fgi＝F0*Kni*α；

其中，轮胎速度级别为Q及以下时，α＝1.01；轮胎速度级别为S～T时，α＝1.015～1.025；轮胎速度级别为H～V时，α＝1.025～1.035；轮胎速度级别为W～Y时，α＝1.03～1.04；

F0表示最边端尼龙带束的铺设张力，且F0＝3～5kgf。

作为优选，步骤1)中的多段胎面弧之间平缓连接。

作为优选，轮胎名义断面宽为205mm及以下规格：外轮廓胎面弧段数为3-4段；轮胎名义断面宽为215-255mm规格，外轮廓胎面弧段数为4-5段，断面宽为265mm及以上规格轮胎的外轮廓胎面弧段数为5-6段。