一种低扁平宽基全钢子午线轮胎的制作方法

1.本实用新型涉及子午线轮胎领域，具体是一种低扁平宽基全钢子午线轮胎。


背景技术：

2.随着中国市场法规gb1589
‑
2016的颁布和921治超新政策的实施，国内的整车厂需降低车辆总重，并提高车辆的承载能力，从而提高车辆的市场竞争力。同时，中国的电商发展迅猛，大大带动了快递物流业的发展。而快递的时效性更是竞争力的首要指标。低扁平宽基胎以单胎替换双胎使用，有效的降低了整车重量，降低了拖车的底盘高度，增大了集装箱的容积，从而提升车辆的承载能力。
3.但单胎替代双胎使用，也意味着单胎负载更高，轮胎变形更大，生热更高，由于是单胎，一旦发生故障，会对车辆的时效性造成很大影响，因此低扁平宽基胎对耐久性能要求更高，现有技术中的低扁平宽基胎无法满足实际的使用需要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种低扁平宽基全钢子午线轮胎，通过对子午线轮胎的胎面尺寸和带束层尺寸的改进，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种低扁平宽基全钢子午线轮胎，包括轮胎胎面和四层带束层，所述四层带束层包括第一带束层、第二带束层、第三带束层和第四带束层，
7.所述第一带束层的厚度范围为1.6～2.0mm，其宽度满足：(80％～95％)*断面宽,其与圆周方向的角度范围为45
°
～60
°
；
8.所述第二带束层由单根或多根钢丝并排缠绕形成，所述第二带束层的厚度范围为 1.6～2.0mm，其宽度满足：(75％～90％)*断面宽，其与圆周方向的角度为0
°
；
9.所述第三带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，其宽度满足：(70％～85％)*断面宽，其与圆周方向的夹角范围为10
°
～24
°
，所述第三带束层的延伸方向与第一带束层相反；
10.所述第四带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，其宽度满足：(40％～60％)*断面宽，其与圆周方向夹角范围为10
°
～24
°
，所述第四带束层的延伸方向与第一带束层相反。
11.作为本实用新型进一步的方案：所述轮胎胎面的轮胎轴向断面外轮廓由n段胎面弧依次平滑连接形成，所述n≥6，所述n段胎面弧分别沿胎面中心点对称分布，所述n段胎面弧的轴向水平宽度分别为l1、l2、l3…
l
n
，所述轮胎胎面的胎面宽为l，所述n段胎面弧与轮胎胎面中心点的最大高度差分别为h1、h2、h3…
h
n
，所述n段胎面弧的半径分别满足 r1＝r
n
＝k1*(l/2)2/8h1、r2＝r
n
‑1＝k2*(l/2
‑
l1)2/8h2、r3＝r
n
‑2＝k3*(l/2
‑
l1‑
l2)2/8h3、
…
、r
2/n
＝r (2/n) 1
＝k
2/n
*(2/l
‑
l1‑
l2‑…‑
l
(2/n)
‑1)2/8h
2/n
，所述k1、k2、k3、
…
、k
2/n
的取值均在0.8～4.2 内。
12.作为本实用新型进一步的方案：所述n＝6，所述n段胎面弧为6段胎面弧，所述6段胎面弧的半径分别满足r1＝r6＝k1*(l/2)2/8h1、r2＝r5＝k2*((l/2
‑
l1))2/8h2、r3＝r4＝k3* (l/2
‑
l1‑
l2)2/8h3，所述k1的取值范围为0.8～0.9，k2的取值范围为2.0～3.0，k3的取值范围
＝l6、l2＝l5＝(10％～20％)*断面宽、l3＝l4＝(15％～20％)*断面宽，所述6段胎面弧与轮胎胎面中心点的最大高度差分别满足h1＝h6＝(1％～2％)*外直径、h2＝h5＝(20％～50％)*h1、h3＝h4＝(5％～15％)*h1。
25.所述带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0mpa，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能。模量低于6.0mpa时，带束层端点剪应变及应变能密度会升高；模量高于7.0mpa时，胶料强度及疲劳性能会下降，导致轮胎性能降低。
26.通过上述带束层结构可以降低带束层端点剪应变，同时保证轮胎接地形状均匀，提升轮胎耐久性能的同时保证了轮胎磨耗性能；通过上述的冠弧设计，可以优化轮胎接地形状，降低胎面应力。
27.为验证本实施例中四层带束层与6段弧的轮胎胎面相结合，能够起到轮胎改进后所描述的实际效果，本实施例做出如下实验：
28.实施例1
‑
3，均为带束层与轮胎胎面相结合的实验部分。
29.[0030][0031]
根据上述实验结果能够得出：
[0032]
1、根据现有技术与对比例1的实验数据对比能够得出：在四层带束层的尺寸与现有技术尺寸相同的前提下，仅对轮胎胎面的对应尺寸进行改进，优化了轮胎的接地形状，通过上述两组实验结果也能够验证，改进轮胎胎面的轮胎在实际使用的过程中其带束层的最大剪应变以及胎面应力明显小于未改进轮胎胎面的轮胎。
[0033]
2、根据现有技术与对比例2的实验数据对比能够得出：在采用现有技术轮胎胎面尺寸的前提下，对轮胎的四层带束层进行改进，相较于现有技术的带束层，本实用新型中增加了带束层的胶料模量，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能，通过上述两组实验结果也能够验证，改进带束层的轮胎在使用使用的过程中，其带束层的最大剪应变以及胎面应力明显小于为改进带束层的轮胎。
[0034]
3、根据实施例2与对比例1的实验数据对比能够得出：实施例2和对比例1中的轮胎胎面均为冠弧尺寸改进后的轮胎胎面，两组实验的区别点仅为：实施例2中的四层带束层均为本实用新型人改进后的四层带束层，其中带束层的胶模量为6.5mpa，对比例1中的四层带束层为现有技术中采用的带束层，其中带束层胶模量小于6mpa，通过两组实验数据结果能够得出：增加带束层胶模量的轮胎带束层剪应变明显小于胶模量较小的轮胎，本实用新型通过增加带束层胶模量可以抑制带束层端点的剪应变以及应变能密度。
[0035]
4、根据实施例1
‑
3和对比例2的实验数据对比能够得出：在四层带束层尺寸保持相同的情况下，增设轮胎胎面的尺寸改进，能够进一步降低带束层最大剪应变以及胎面应力。
[0036]
5、根据实施例1
‑
3和现有技术、对比例1
‑
2之间的实验数据对比能够得出：本实用新型能够通过实验数据对上述理论推导的结论进行验证，即：通过单独对带束层的改进，能够降低带束层端点剪应变，提升耐久性能，通过单独对轮胎胎面冠弧的改进，能够优化轮胎接地形状，降低胎面应力，当本实用新型中实验轮胎同时进行轮胎胎面和轮胎带束层的改进时，该轮胎相较于仅改变胎面或仅改变带束层的轮胎，本实用新型能够进一步降低带束层最大剪应变以及胎面应力。
[0037]
为验证：本实用新型中限定带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0mpa这一范围的特殊性，以及本实用新型中限定胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围为1.0～1.3这一范围的
特殊性，本实用新型做出如下验证实验：
[0038] 现有技术对比例3实施例1实施例2实施例3胶模量5.08.06.06.57.0胎肩部与胎面的厚度比值1.371.41.01.151.3胎面应力1.9021.9361.8551.8731.862带束层最大剪应变63.153.352.751.249.7
[0039]
根据上述实验结果能够验证得出：
[0040]
相较于现有技术中的轮胎，本实用新型中所限定的带束层所附胶料拉伸膜量为6.0～ 7.0mpa同时胎肩部与轮胎的厚度比值范围为1.0～1.3的轮胎，有效降低了胎面应力以及带束层的最大剪应变，同时当带束层所附胶膜拉伸模量以及胎肩部与轮胎的厚度比值均超过上述范围时，会对轮胎的胎面应力以及带束层的最大剪应变有一定数值的升高，通过上述实验数据的对比，能够验证得出上述限定的带束层所附胶料拉伸模量的范围以及胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围均具有一定特殊性，且能够证明所述带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0mpa时，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能。当模量低于6.0mpa时，带束层端点剪应变及应变能密度会升高；当模量高于7.0mpa时，胶料强度及疲劳性能会下降，导致轮胎性能降低。
[0041]
实施例2：
[0042]
本实用新型实施例中，一种低扁平宽基全钢子午线轮胎，包括轮胎胎面和四层带束层，所述四层带束层包括第一带束层1、第二带束层2、第三带束层3和第四带束层4，所述第一带束层的厚度范围为1.6～2.0mm，其宽度满足：(80％～95％)*断面宽,其与圆周方向的角度范围为45
°
～60
°
；所述第二束带层由单根或多根钢丝并排缠绕形成，所述第二束带层的厚度范围为1.6～2.0mm，其宽度满足：(75％～90％)*断面宽，其与圆周方向的角度为0
°
；所述第三带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，其宽度满足：(70％～85％)*断面宽，其与圆周方向的夹角范围为10
°
～24
°
，所述第三束带层的延伸方向与第一带束层相反；所述第四带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，其宽度满足：(40％～60％)*断面宽，其与圆周方向夹角范围为10
°
～24
°
，所述第四带束层的延伸方向与第一带束层相反。
[0043]
所述轮胎胎面的轮胎轴向断面外轮廓由8段胎面弧依次平滑连接形成，所述8段胎面弧依次平滑连接形成，所述n＝8，所述8段胎面弧的半径分别满足r1＝r8＝k1*(l/2)2/8h1、 r2＝r7＝k2*(l/2
‑
l1)2/8h2、r3＝r6＝k3*(l/2
‑
l1‑
l2)2/8h3、r4＝r5＝k4*(l/2
‑
l1‑
l2‑
l3)2/8h4，所述k1的取值范围为1.0～1.4，k2的取值范围为1.0～1.4，k3的取值范围为1.3～2.0， k4的取值范围为3.8～4.2；所述8段胎面弧的轴向水平宽度分别满足l1＝l8、l2＝l7＝(8％～ 12％)*断面宽、l3＝l6＝(6％～11％)*断面宽、l4＝l5＝(10％～20％)*断面宽，所述8段胎面弧与轮胎胎面中心点的最大高度差分别满足h1＝h8＝(1％～2％)*外直径、h2＝h7＝(30％～45％)*h1、 h3＝h6＝(5％～15％)*h1、h4＝h5＝(1％～5％)*h1。
[0044]
为验证本实施例中四层带束层与8段弧的轮胎胎面相结合，能够起到轮胎改进后所描述的实际效果，本实施例做出如下实验：
[0045]
轮胎8段弧和带束层相结合改进的相关实验数据分析，可参考上述6段弧与带束层相结合改进的相关实验数据分析。
[0046]
[0047][0048]
根据上述实验结果能够得出：
[0049]
1、根据现有技术与对比例1的实验数据对比能够得出：在保持四层带束层的尺寸与现有技术尺寸相同的前提下，仅对轮胎胎面的对应尺寸进行改进，优化了轮胎的接地形状，能够有效降低带束层的最大剪应变和胎面应力。
[0050]
2、根据现有技术与对比例2的实验数据对比能够得出：在采用现有技术轮胎胎面尺寸的前提下，对轮胎的四层带束层进行改进，相较于现有技术的带束层，本实用新型增加了带束层的胶料模量，有效降低了带束层的最大剪应变和胎面应力。
[0051]
3、根据实施例2与对比例1的实验数据对比能够得出：实施例2和对比例1中的轮胎胎面均为冠弧尺寸改进后的轮胎胎面，两组实验的区别点仅为：实施例2中的四层带束层均为本实用新型改进后的四层带束层，其中带束层胶模量为6.5mpa，对比例1中的四层带束层为现有技术中采用的带束层，其中带束层胶模量小于6mpa，从两组实验数据结果可以看出：增加带束层胶模量的实施例2中轮胎带束层剪应变明显小于对比例1中胶模量较小的轮胎，进一步能够验证得出：本实用新型通过增加带束层胶模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度。
[0052]
4、根据实施例1
‑
3和对比例2的实验数据对比能够得出：在四层带束层尺寸保持相同的情况下，增设轮胎胎面的尺寸改进，能够进一步降低带束层最大剪应变和胎面应力。
[0053]
5、根据实施例1
‑
3和现有技术、对比例1
‑
2之间的实验数据对比能够得出：本实用新型能够通过实验数据对上述理论推导的结论进行验证，即：通过单独对带束层的改进，能够降低带束层端点剪应变，提升耐久性能，通过单独对轮胎胎面冠弧的改进，能够优化轮胎接地形状，降低胎面应力，当本实用新型中实验轮胎同时进行轮胎胎面和轮胎带束层的改进时，该轮胎相较于仅改变胎面或仅改变带束层的轮胎，本实用新型能够进一步降低带束层最大剪应变以及胎面应力。
[0054]
为验证：本实用新型中限定带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0mpa这一范围的特殊性，以及本实用新型中限定胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围为1.0～1.3这一范围的特殊性，本实用新型做出如下验证实验：
[0055][0056]
根据上述实验结果能够验证得出：
[0057]
相较于现有技术中的轮胎，本实用新型中所限定的带束层所附胶料拉伸膜量为6.0～ 7.0mpa同时胎肩部与轮胎的厚度比值范围为1.0～1.3的轮胎，有效降低了胎面应力以及带束层的最大剪应变，同时当带束层所附胶膜拉伸模量以及胎肩部与轮胎的厚度比值均超过上述范围时，会对轮胎的胎面应力以及带束层的最大剪应变有一定数值的升高，通过上述实验数据的对比，能够验证得出上述限定的带束层所附胶料拉伸模量的范围以及胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围均具有一定特殊性，且能够证明所述带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0mpa，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能。模量低于6.0mpa时，带束层端点剪应变及应变能密度会升高；模量高于7.0mpa 时，胶料强度及疲劳性能会下降，导致轮胎性能降低。
[0058]
本实用新型结构新颖，运行稳定，本实用新型通过对带束层和轮胎胎面的结合改进，使改进后的带束层能够与改进后的六段弧胎面或改进后的八段弧胎面相互配合，本实用新型相较于现有技术中的普通轮胎，不仅能够降低带束层的最大剪应变，而且能够优化轮胎胎面的接地形状，降低胎面应力，进一步提升轮胎的耐久性能。
[0059]
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0060]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。