一種安全、舒適的UHP輪胎

高飛

摘 要：一種安全、舒適的高速轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì)。采用非對(duì)稱花紋設(shè)計(jì)。施工設(shè)計(jì)：胎體采用2層聚酯浸膠簾子布超高反包，帶束層采用2層鋼簾線，冠帶層采用1JF1JE 聚酯復(fù)合浸膠簾子布，鋼絲圈采用單鋼絲結(jié)構(gòu)，采用二次法成型，B型硫化機(jī)硫化。成品性能試驗(yàn)結(jié)果表明，輪胎的外緣尺寸、強(qiáng)度性能、脫圈性能、耐久性能均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，高速性能遠(yuǎn)大于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：UHP；安全；舒適

UHP輪胎因操控性、安全性、高速性優(yōu)異，受到汽車廠家和消費(fèi)者的青睞。高速性能是輪胎行駛的最基本的性能，影響到車輛行駛的安全性能。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車的行駛速度在大幅度提高，車輛性能也在不斷改進(jìn)及運(yùn)輸行業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求，對(duì)輪胎的高速性能要求越來越高，Y級(jí)輪胎市場需求量越來越大，因此Y級(jí)的輪胎產(chǎn)品成為必然研究開發(fā)的趨勢(shì)。經(jīng)過市場調(diào)查，255/40ZR19規(guī)格輪胎原配的車型有大眾輝昂、福特MUSTANG、大眾Tiguan等，具有一定的市場，為豐富公司產(chǎn)品的種類，提高市場占有率，特開發(fā)了此產(chǎn)品。

255/40ZR19其Y級(jí)的速度級(jí)別的特性，在設(shè)計(jì)和制造方面具有一定難度。現(xiàn)將255/40ZR19設(shè)計(jì)簡要介紹如下。

1 技術(shù)要求

為適應(yīng)中國市場的需要，產(chǎn)品按照GB 9743-2015標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2 外輪廓設(shè)計(jì)

外輪廓設(shè)計(jì)對(duì)輪胎性能的影響至關(guān)重要，應(yīng)用我公司自行開發(fā)的特有的5PEC輪廓設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)輪胎胎體上特殊點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)整，并結(jié)合使用ISOM技術(shù)對(duì)輪胎輪廓和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行更精細(xì)的優(yōu)化，得到具有最佳胎體剛性和接地性能的輪廓，使輪胎在充氣負(fù)荷狀態(tài)下具有良好的應(yīng)力分布，進(jìn)一步提高了輪胎的耐久性能，同時(shí)確保輪胎在行使過程中，胎面花紋與地面充分接觸，車輛行駛更安全、更穩(wěn)定。

2.1 外直徑和斷面寬。子午線輪胎冠部有周向不易伸張的鋼絲帶束層及周向纏繞的KEVLAR冠帶層緊箍，其充氣后外直徑膨脹率很小，UHP輪胎充氣后外直徑一般膨脹更小。充氣后斷面寬影響因素較多，主要有高寬比、胎體簾線種類、帶束層對(duì)輪胎外徑箍緊程度、施工設(shè)計(jì)等。

2.2 行駛面寬和冠弧高。行駛面寬和冠弧高的設(shè)計(jì)對(duì)輪胎接地印痕影響很大，從而影響耐磨性、抓地力及行駛穩(wěn)定性，因該系列產(chǎn)品斷面及行駛面均較寬，為保證輪胎在行駛過程中胎冠部位壓力分布均勻，胎冠采用三段弧設(shè)計(jì)。

2.3 著合直徑和著合寬度。著合直徑的選取應(yīng)考慮UHP輪胎在行駛過程中，不會(huì)出現(xiàn)胎圈與輪輞間產(chǎn)生滑移及漏氣現(xiàn)象，胎圈與輪輞間應(yīng)為過盈配合，同時(shí)需要考慮輪胎裝卸方便的需求。本次設(shè)計(jì)著合直徑比輪輞標(biāo)定直徑小。為改善輪胎在充氣負(fù)荷下胎圈部位的應(yīng)力，提高子口部位的支撐性能及其裝配性能，本次設(shè)計(jì)著合寬度比標(biāo)準(zhǔn)輪輞寬度放大設(shè)計(jì)。

3 輪胎外觀設(shè)計(jì)

3.1 輪胎花紋設(shè)計(jì)?；y設(shè)計(jì)是輪胎設(shè)計(jì)的重要組成部分，對(duì)輪胎的耐磨性能、牽引性能、操控性能等有著至關(guān)重要的影響。冠部4條寬大的直溝使得輪胎在雨天具有極佳的破壞路面水膜和流暢排水的能力，帶來雨天行駛安全性。細(xì)小的鋼片平衡了內(nèi)側(cè)花紋的剛性，降低了輪胎與路面的沖擊，降低噪音，提升了乘坐的舒適性。內(nèi)外側(cè)非對(duì)稱花紋首次采用二合一節(jié)距設(shè)計(jì)，通過優(yōu)化的變節(jié)距輔以頻譜分析，有效降低了行駛噪音。非對(duì)稱花紋設(shè)計(jì)，外側(cè)海陸比大于內(nèi)側(cè)海陸比，同時(shí)優(yōu)化內(nèi)外側(cè)塊比例，使得外側(cè)具有極佳的抓地力和轉(zhuǎn)彎的響應(yīng)性，有利于操控穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)彎更及時(shí)。3D橫溝切角分散了花紋塊與路面接觸時(shí)的撞擊力，減少了噪音的傳播同時(shí)提高了輪胎的接觸面積，具有卓越的抓地力，3D刀槽同時(shí)也增加了輪胎的海陸比，具有極佳的濕地性能。內(nèi)外側(cè)非對(duì)稱花紋采用二合一節(jié)距設(shè)計(jì)，通過優(yōu)化的變節(jié)距輔以頻譜分析，有效降低了行駛噪音。胎面花紋展開如圖1所示。

3.2 輪胎胎側(cè)設(shè)計(jì)。佳通首次胎面、胎側(cè)均采用彈簧氣孔套設(shè)計(jì)，更加美觀，飄旗狀網(wǎng)格設(shè)計(jì)，使胎側(cè)更加靈動(dòng)，富有運(yùn)動(dòng)感。

4 施工設(shè)計(jì)

4.1 胎面

胎面采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分為胎面膠、基部膠和兩塊胎翼膠，全新高性能耐磨胎面膠配方，采用彈性高的橡膠體系與基本粒徑為納米級(jí)的補(bǔ)強(qiáng)炭黑，極大提高了輪胎的耐磨性能，同時(shí)融入了高苯乙烯含量的合成橡膠與高抗?jié)窕δ苄詷渲案叻稚滋亢冢诓粨p失滾動(dòng)阻力情況下，提供優(yōu)越的干濕地抓地力，保證輪胎的安全操控。

4.2 帶束層。帶束層結(jié)構(gòu)對(duì)輪胎高速性能及使用性能影響很大，本次設(shè)計(jì)帶束層2層鋼簾線角度交叉排列，來分擔(dān)胎冠的沖擊力。帶束層上纏繞聚酯復(fù)合浸膠簾子布冠帶層，以減小輪胎在高速行駛下的離心力，從而減少帶束層蠕動(dòng)提高輪胎的高速性能。

4.3 胎體簾布。輪胎耐疲勞性著重表現(xiàn)在胎體耐疲勞方面，為此胎體簾線必須具有很好的耐曲撓、耐疲勞應(yīng)力的性能，本次設(shè)計(jì)選取2層聚酯浸膠簾子布，確保輪胎的耐鼓包性能。胎體簾布寬度設(shè)計(jì)需確保簾布反包端點(diǎn)避開胎側(cè)曲撓區(qū)，本次設(shè)計(jì)采用超高反包設(shè)計(jì)。

4.4 鋼絲圈。胎圈鋼絲選用回火鋼絲，本次設(shè)計(jì)為單鋼絲纏繞，可提高輪胎在使用過程中胎圈部位的穩(wěn)定性，保證胎圈底部接觸面與輪輞曲線良好的配合。

4.5 成型。成型設(shè)備選用二次法成型機(jī)，采用冠蓋側(cè)TOS生產(chǎn)工藝。

4.6 硫化。該系列產(chǎn)品采用B型硫化機(jī)，為氮?dú)饬蚧?。提高生產(chǎn)效率，而且節(jié)能環(huán)保，符合低碳的發(fā)展趨勢(shì)。為提升輪胎的生產(chǎn)效率，采用免后充氣硫化。

5 成品性能

5.1 外緣尺寸。輪胎外緣尺寸測試標(biāo)準(zhǔn)按照GB 9743-2015測定，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)條件下，輪胎外直徑和斷面寬測量值符合法規(guī)設(shè)計(jì)要求。

5.2 強(qiáng)度性能。輪胎強(qiáng)度性能按照GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測試結(jié)果，壓頭觸及輪輞未穿，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.3 脫圈阻力。輪胎脫圈阻力按照GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，輪胎脫圈阻力值大于法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求的最小脫圈阻力11120N，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.4 高速性能。輪胎高速性能按照GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)時(shí)間結(jié)束后按每10min速度遞增10km/h進(jìn)行延時(shí)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果高達(dá)340km/h*10min，輪胎高速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家標(biāo)準(zhǔn)290km/h*10min要求。

5.5 耐久性能。輪胎耐久性能按照GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，輪胎的耐久性能超過了國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)束語

255/40ZR19高性能輪胎在設(shè)計(jì)和工藝上采取了一系列措施，使最終的各項(xiàng)室內(nèi)測試性能滿足相關(guān)法規(guī)要求，高速試驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)高于法規(guī)要求，同時(shí)輪胎具有很好的舒適性能，該規(guī)格產(chǎn)品的成功開發(fā)，提高了我公司研發(fā)水平，為后續(xù)UHP高速輪胎開發(fā)提供了經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)豐富了公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。