一种充气子午线轮胎的制作方法

1.本发明涉及轮胎设计制造技术领域，具体涉及一种充气子午线轮胎。


背景技术：

2.现有技术下，充气轮胎通常在冠部中间区域与肩部区域之间存在刚度差异，这种差异容易引起轮胎冠部不均匀的充气增大(后续统称冠弧成长不均匀)，这种不均匀的冠弧成长可能会在轮胎的胎肩中心形成活动点，这个活动点可能会对胎肩周向沟槽的底部造成较大应力，容易导致轮胎肩部区域的周向沟槽发生沟底开裂问题。业内实现轮胎均匀的充气增大的尝试多集中于增加胎冠部分的带束层组合件的结构刚度，或通过控制冠带层在胎肩部和胎冠中间区域的张力梯度变化来实现；但通过增加带束层结构刚度以实现轮胎的均匀充气增大，会增加轮胎成本以及重量，同时可能会对轮胎滚动阻力产生不利影响；而通过冠带层张力梯度控制的方法，对轮胎制造工艺要求较高，不易实现。
3.同时，为了提升轮胎的湿地排水性能，业内常用的技术手段是增加轮胎胎面花纹沟槽(包括纵沟和横沟)的设计宽度，或通过切削沟槽边缘形成3d倒角，以提升轮胎胎面沟槽的腔体水容量；但是会降低轮胎整体花纹刚度，直接影响轮胎的操控性能和制动性能，且沟槽宽度增加会加剧轮胎沟槽两侧花纹块刚度差异，导致轮胎行驶中沟槽两侧的形变差异增加，更容易发生沟槽开裂问题；而通过切削沟槽边缘形成3d倒角的设计，虽然可以兼顾提升轮胎胎面沟槽的腔体水容量和胎面花纹块的刚度，但仅对新胎的湿地性能略有提升，提升效果不佳。


技术实现要素：

4.本发明的目的提供一种耐沟裂且排水性能好的充气子午线轮胎，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种充气子午线轮胎，包括轮胎胎体，胎体轮廓的胎冠部包括一段或多段相切的圆弧且胎冠的表面设置至少三条纵向布置的主沟以及若干道横沟，所述胎冠部圆弧的中心点o与端点p1的连线与水平线的夹角α≤7
°
，位于最外侧主沟的轮廓中心位置点m与胎冠部圆弧的中心点o的连线与水平线的夹角β≤1/2α；所述主沟或横沟的沟底面设置由若干不限形状的凹坑。
7.进一步地，所述胎体轮廓中，所述主沟的沟底存在一条圆心在轮廓对称中心线上的圆弧，该圆弧也可以是由圆心在轮廓对称中心线的圆弧以及与之相切的半径相等多段圆弧共同组成，且所有圆弧的半径相等。
8.优选地，所述胎体轮廓中，胎冠部圆弧的中心点与主沟沟底圆弧的中心点o
′
之间的深度d1，以及所述端点p1处的横沟深度d2满足d1-d2≥1.5mm。
9.优选地，所述胎体轮廓中，胎冠部圆弧断点p2的下沉量h1，以及p2在主沟沟底圆弧上的投影点p3的下沉量h2满足0.6≤h2/h1≤0.8。
10.优选地，所述凹坑应避开主沟或横沟的内壁以及沟底平面部倒圆角区域，所述凹坑内侧壁的倾角不小于15
°
，且主沟或横沟最薄处沟底胶厚度t不小于1.5mm。
11.由以上技术方案可知，本发明通过优化胎冠部轮廓以及主沟底部的弧轮廓设计，以获得一种在充气标准气压条件下胎冠弧成长更均匀、抗沟裂性能更好的轮胎，并通过在沟底部增设凹坑，使该轮胎具备更好的湿地排水性能。
附图说明
12.图1为本发明轮胎胎体的部分轮廓示意图；
13.图2为本发明所述轮胎部分胎面结构示意图；
14.图3为本发明所属沟槽部结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明的一种优选实施方式做详细的说明。
16.如图1所示的充气子午线轮胎，其胎体轮廓的胎冠部包括一段或多段相切的圆弧且胎冠的表面设置至少三条纵向布置的主沟以及若干道横沟，所述主沟或横沟的沟底面设置由若干不限形状的凹坑，形成碎石状纹路。
17.本发明为了获得一种在充气标准气压条件下胎冠弧成长更均匀、抗沟裂性能更好的轮胎，本优选实施例所述的胎冠部圆弧的中心点o与端点p1的连线与水平线的夹角α≤7
°
，位于最外侧主沟的轮廓中心位置点m与胎冠部圆弧的中心点o的连线与水平线的夹角β≤1/2α；且在所述胎体轮廓中，胎冠部圆弧的中心点与主沟沟底圆弧的中心点o
′
之间的深度d1，以及所述端点p1处的横沟深度d2满足d1-d2≥1.5mm；所述胎体轮廓中，胎冠部圆弧断点p2的下沉量h1，以及p2在主沟沟底圆弧上的投影点p3的下沉量h2满足0.6≤h2/h1≤0.8，其中p1点处的胎面宽度tw1与p2点处的台面宽度tw2满足tw2/tw1＝0.9；通过以上轮廓参数设计相应的轮胎模具，可使充气轮胎的冠部获得更均匀的冠弧成长特性，进而有效提升轮胎耐沟裂性能。
18.本发明所述的沟底凹坑设计，其原理可以参照高尔夫球的空气动力学模型，行进中的光滑球面的流体边界层容易剥离而产生较大的尾流区，形成的压差阻力也较大，而表面带有小凹坑的球体表面行进时，小凹坑附近会产生漩涡，球体表面附近的流体分子被漩涡所吸引，边界层的分离点会推后很多，此时，在带有小凹坑的球体后面所形成的尾流区便比表面光滑的球体所形成的尾流区小得多，从而使前后压差所形成的阻力大为减小；与之相似的，在飞机的机翼上布置多孔板(一种近似于蜂窝的结构)，通过规则或不规则的小孔形状及排布，降低机翼的表面摩擦阻力，效果可以减少到原来的60％。
19.因此，本发明在轮胎的花纹沟底部增置形状和排布规则或不规则小凹坑，如图2所示，可有效降低轮胎过水时水流的阻力，使花纹沟内的水分更快的排出，且可以使轮胎脱离水面部分的沟底部粘附的水分与小凹坑区域粘附的水分分别获得不同方向的脱离速度，更有利与轮胎沟内粘附的水分的进一步排出，最终有效提升轮胎的湿地性能。
20.如图3所示，在具体的使用中，本优选实施例所述的凹坑避开沟槽底部应力集中区，即避开主沟或横沟的内壁以及沟底平面部倒圆角区域；且所述凹坑内侧壁的倾角不小于15
°
，更利于水分从沟槽底部小凹坑部有效排出；同时应保证主沟或横沟最薄处沟底胶厚
度t不小于1.5mm，即从沟底部轮廓至自外而内第一层骨架材料上端的橡胶的厚度，以确保轮胎不丧失耐沟裂性能。
21.以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种充气子午线轮胎，包括轮胎胎体，其特征在于，胎体轮廓的胎冠部包括一段或多段相切的圆弧且胎冠的表面设置至少三条纵向布置的主沟以及若干道横沟，所述胎冠部圆弧的中心点o与端点p1的连线与水平线的夹角α≤7
°
，位于最外侧主沟的轮廓中心位置点m与胎冠部圆弧的中心点o的连线与水平线的夹角β≤1/2α；所述主沟或横沟的沟底面设置由若干不限形状的凹坑。2.根据权利要求1所述的一种充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎体轮廓中，所述主沟的沟底存在一条圆心在轮廓对称中心线上的圆弧，该圆弧也可以是由圆心在轮廓对称中心线的圆弧以及与之相切的半径相等多段圆弧共同组成，且所有圆弧的半径相等。3.根据权利要求2所述的一种充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎体轮廓中，胎冠部圆弧的中心点与主沟沟底圆弧的中心点o
′
之间的深度d1，以及所述端点p1处的横沟深度d2满足d1-d2≥1.5mm。4.根据权利要求2所述的一种充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎体轮廓中，胎冠部圆弧端点p2的下沉量h1，以及p2在主沟沟底圆弧上的投影点p3的下沉量h2满足0.6≤h2/h1≤0.8。5.根据权利要求1所述的一种充气子午线轮胎，其特征在于，所述凹坑应避开主沟或横沟的内壁以及沟底平面部倒圆角区域，所述凹坑内侧壁的倾角不小于15
°
，且主沟或横沟最薄处沟底胶厚度t不小于1.5mm。

技术总结
本发明提供一种充气子午线轮胎，其胎体轮廓的胎冠部包括一段或多段相切的圆弧且胎冠的表面设置至少三条纵向布置的主沟以及若干道横沟，所述胎冠部圆弧的中心点O与端点P1的连线与水平线的夹角α≤7


技术研发人员：信昆峰 张方亮 赵东升 郭宏辉 陈越
受保护的技术使用者：安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/3/4