一种提升高速耐久性能的UHP轮胎的制作方法

本实用新型涉及轮胎领域，具体为一种提升高速耐久性能的UHP轮胎。

背景技术：

轮胎是汽车行驶的承载部件，其主要功能是承载来自汽车的负荷、传递动力。产品有相应的国家标准和行业设计规范，以满足使用的基本要求。

随着汽车运输业的发展，汽车的行驶速度在大幅度提高，车辆性能也在不断改进及运输行业对经济效益的追求，轮胎使用条件发生了较大的改变，高速、连续行驶的状况下，传统的轮胎设计不能满足，这是由于：

1.现有的UHP轮胎沟底弧为平移胎冠弧设计，从沟底弧的中间部到沟底弧的肩部过渡区为沿轮胎主沟槽的槽底弧度的弯曲过渡。此类设计有以下不足：1)轮胎速度级别是W级和Y级的轮胎，常采用1JE的结构，平移胎冠弧设计的沟底弧使得胎肩部较厚，在汽车的高速行驶试验时，由于轮胎产生的热量较大，肩部厚使得轮胎散热较差，致使热量积聚，造成轮胎肩部掉块；2)移胎冠弧设计的沟底弧使得轮胎肩部厚，增加了肩部胎面的胶料，增加了轮胎的生产成本；3)平移胎冠弧设计的沟底弧使得沟底弧过渡有折点，沟底弧的不均匀性导致应力分布的不均匀，容易造成应力集中，不利于高速试验；

2.现有UHP轮胎的胎侧口型在子口处为倾斜直线设计，此类设计无法控制子口的厚度，易导致子口偏薄，或因生产时胎侧口型尺寸的波动，导致子口缺胶或露帘线，子口厚度偏薄会降低脱圈压力试验的性能，不利于高速试验；

3.UHP轮胎的胎面对轮胎的滚动阻力影响显著，现有技术UHP轮胎花纹设计方法大多是非对称花纹设计，其最内侧的花纹和最外侧自固花纹横沟设计都是各自朝向一个方向，轮胎在高速试验时，易产生变形，变形会使得轮胎抓地不稳，降低轮胎的性能，胎面花纹沟变形可能导致轮胎运行期间的胎面胶料的生热，不利于高速试验。

技术实现要素：

为解决现有轮胎在高速试验时，性能跟不上的问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种提升高速耐久性能的UHP轮胎，包括胎面和胎侧，所述胎面上从内侧起依次设有第一主沟，第二主沟，第三主沟，第四主沟和胎面外侧花纹，所述胎侧依次包括防水线、子口和胎侧末端，所述胎面外侧花纹由若干组自固花纹组成，该自固花纹为三个凹陷于胎面上的花纹横沟，其中每组自固花纹包括两个位于第四主沟沟槽两侧的胎面上的花纹横沟一、花纹横沟二，和一个位于第四主沟沟槽及其两侧胎面上的花纹横沟三；所述每组自固花纹的三个花纹横沟中心点呈三角形分布；所述胎侧从防水线至胎侧末端，依次设置有宽度为L1的倾斜过渡的第一区域、宽度为L2的平台过渡的第二区域和宽度为L3的倾斜过渡的第三区域；其中的第二区域中包括子口。

优选地，所述胎侧从防水线至胎侧末端的三个区域的宽度有如下关系：0.47≤L1/L2≤0.67，3.40≤L2/L3≤3.60；所述胎侧口型的总宽度为L＝L1+L2+L3。

优选地，所述L1：L2：L3等于4:7:2，波动在±0.10。

优选地，所述第一区域的宽度为8mm，厚度从5.0mm过渡到3mm；所述第二区域的宽度为14mm，厚度为3mm；所述第三区域的宽度为4mm，厚度从3mm过渡到0.5mm，所述胎侧口型的总宽度为26mm。

从CAE接触压力分布分析结果看，如图6所示，现有技术的2.0mm子口厚度的接触压力小于本实用新型的的3.0的子口厚度接触压力，轮辋和轮胎的接触压力大，有助于提升轮胎的脱圈压力性能。

从CAE剪切应变分析结果看，如图7所示，现有的2.0mm子口厚度剪切应变最大值小于本实用新型的3.0mm子口厚度剪切应变最大值，表明本实用新型的3.0mm子口厚度的剪切应变好于现有的2.0mm子口厚度的剪切应变，剪切应变大，子口和轮辋的接触力大，有助于提升轮胎的脱圈性能。

在轮胎结构设计和工况相同的情况下，只改变胎侧口型设计，进行轮胎实际脱圈压力分析，从下表可以看出：现有的胎侧口型做出来的轮胎的脱圈压力明显差于改善后的胎侧口型做出来的轮胎的脱圈压力。

优选地，所述花纹横沟二位于第四主沟沟槽和第三主沟沟槽中间的胎面上，该花纹横沟二的右侧延长线上设有连接花纹与第三主沟沟槽相连；该连接花纹为宽度窄于花纹横沟二的线性沟槽，两端分别与花纹横沟二和第三主沟沟槽连通。

优选地，所述花纹横沟三的中间槽壁不连续，被第四主沟沟槽穿过。

优选地，述花纹横沟三与花纹横沟一的轴向平行或相交。

轮胎在高速转弯或变向时，会收到行驶方向的阻力和或侧向力，此处的三角形横沟花纹组，可以两两之间互相支持减少变形：当花纹横沟二受到行驶方向的阻力时，会把力分散到花纹横沟三和花纹横沟一上，这样就会减少变向；当花纹横沟一受到侧向力，会把力分散到花纹横沟二上，减少变形；当侧向受力反过来，即方向盘想另一个方向打时，花纹横沟三受到侧向力，会把力分散到花纹横沟二上，它们互相支持，可以减少变形，提升了轮胎刚性。

如附图5所示，分别对纹横沟三与花纹横沟一的轴向平行和纹横沟三与花纹横沟一的轴向相交的轮胎进行CAE花纹刚性分析，对其是纵向花纹刚性和侧向花纹刚性进行分析，其中Rib1为本实用新型的花纹刚性，图5中A为轴向平行的轮胎，B为轴向相交的轮胎，从CAE结果看，纹横沟三与花纹横沟一的轴向相交的几何三角自固花纹的UHP轮胎，在纵向花纹刚性和侧向花纹刚性上较优。

优选地，还包括胎冠，胎肩，及胎冠与胎肩下点之间的沟底弧，该沟底弧为平滑过渡的圆弧，圆弧的圆心为两条直线的交点，其中一条直线为经过胎冠的中心下点的垂线，另一条直线为经过胎冠的中心下点和胎肩下点之间连线的垂直平分线。

优选地，还包括冠带层、带束层，所述胎冠的中心深度a，胎肩的厚度b，冠带层的厚度c，带束层的端点胶厚d，主沟基部的胶厚f和胎肩基部的胶厚g之间的关系为a-b＝c+d+e-(f-g)。

优选地，所述第一主沟内侧距胎冠的中心的距离为L12，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L11；所述第二主沟内侧距胎冠的中心的距离为L22，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L21；所述第三主沟内侧距胎冠的中心的距离为L31，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L32；所述第四主沟内侧距胎冠的中心的距离为L41，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L42；胎冠的水平宽度为TDW；所述主沟的位置由其内外侧距胎冠的中心的距离限定，其中L11＝23.58％*TDW、L12＝29.54％*TDW；L21＝5.65％*TDW、L22＝11.19％*TDW；L31＝5.75％*TDW、L32＝11.00％*TDW；L41＝22.58％*TDW、L42＝27.50％*TDW。

对本实用新型提供的一种提升高速耐久性能的UHP轮胎进行CAE接地压力分析，如图8所示，从结果看，现有的沟底弧的接地压力最大值为0.567Mpa，而本实用新型的接地压力最大值只有0.502Mpa，表明本实用新型的沟底弧接地压力明显好于现有的沟底弧的接地压力，接地压力小表明轮胎的受压小，有助于提升轮胎的高速性能。如图9所示，现有的沟底弧的带束层应变能密度最大值大于本实用新型的应变能密度最大值，表明改善后的沟底弧应变能密度明显好于现有的沟底弧的应变能密度。应变能密度小，表明带束层产生的能量少，有助于提升轮胎的高速性能。如图10所示，现有的沟底弧的接地压力最大值为0.623Mpa大于本实用新型的接地压力最大值0.619Mpa，表明本实用新型的沟底弧接地压力明显好于现有的沟底弧的接地压力。接地压力小表明轮胎的受压小，有助于提升轮胎的高速性能。

轮胎高速测试结果见下表，现有的沟底弧的高速PS32明显差于本实用新型的高速PS32。

(备注：国标PS32标准≥290×10km/h×min合格)

本实用新型提供的一种提升高速耐久性能的UHP轮胎，通过将其子口所在的平台区域设置为一定宽度区域，将子口的厚度控制在3mm，提升了轮胎的接触压力和剪切应变，同时子口厚度的增加也有利于改善轮胎生产时此处的缺胶率，有助于提升轮胎的脱圈压力性能，使得轮胎的脱圈压力得到明显的改善；通过将其胎面上的花纹横沟设计成由多组花纹横沟中心点呈三角形分布的花纹，利用用了几何三角自固的性能，提升了轮胎最外侧自固花纹的刚性，使得轮胎在高速变向或转向受力时，可以减少外侧自固花纹的变形，可以有效的提升轮胎的操控性能；通过改善该UHP轮胎中的沟底弧设计，建立外轮廓的胎冠弧、沟底弧、主沟之间的联系，通过主沟位置的配比和沟深的变化，使得主沟和沟底弧的设计不再是单纯的偏移做出，将现有技术中的沟底弧的弯曲过渡区消除，成为同一圆周上的一段均匀的平滑圆弧，使得沟底弧的接地压力明显好于现有的沟底弧的接地压力；同时也降低了沟底弧的应变能密度，使得带束层产生的能量少，有助于提升轮胎的高速性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图，其中A是俯视图，B为正视图，包括本实用新型中胎侧的放大图。

图2是本实用新型的另一种实施例的俯视图。

图3是本实用新型的主沟定位图。

图4是本实用新型的主沟样式图。

图5是本实用新型的CAE花纹刚性分析图。

图6是轮胎的接触压力分布分析图，其中A是现有技术，B为本实用新型。

图7是轮胎的子口处CAE剪切应变图，其中A是现有技术，B为本实用新型。

图8是轮胎的沟底弧CAE接地图，其中A是现有技术，B为本实用新型。

图9是轮胎的CAE应变能密度图，其中A是现有技术，B为本实用新型。

图10是轮胎的沟底弧轮胎接地图，其中A是现有技术，B为本实用新型。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

根据本实用新型的一种实施方式，如附图1所示，一种提升高速耐久性能的UHP轮胎，包括胎面8和胎侧7，所述胎面8上从内侧起依次设有第一主沟，第二主沟，第三主沟，第四主沟和胎面外侧花纹，所述胎侧7依次包括防水线、子口和胎侧末端；所述胎面外侧花纹由若干组自固花纹组成，该自固花纹为三个凹陷于胎面上的花纹横沟，其中每组自固花纹包括两个位于第四主沟沟槽两侧的胎面上的花纹横沟一、花纹横沟二，和一个位于第四主沟沟槽及其两侧胎面上的花纹横沟三；所述每组自固花纹的三个花纹横沟中心点呈三角形分布；所述胎侧7从防水线至胎侧末端，依次设置有宽度为L1的倾斜过渡的第一区域、宽度为L2的平台过渡的第二区域和宽度为L3的倾斜过渡的第三区域；其中的第二区域中包括子口。

所述第一区域的宽度为8mm，厚度从5.0mm过渡到3mm；所述第二区域的宽度为14mm，厚度为3mm；所述第三区域的宽度为4mm，厚度从3mm过渡到0.5mm，所述胎侧口型的总宽度为26mm。

所述花纹横沟二位于第四主沟沟槽和第三主沟沟槽中间的胎面上，该花纹横沟二的右侧延长线上设有连接花纹与第三主沟沟槽相连；该连接花纹为宽度窄于花纹横沟二的线性沟槽，两端分别与花纹横沟二和第三主沟沟槽连通。花纹横沟三的中间槽壁不连续，被第四主沟沟槽穿过。所述花纹横沟三与花纹横沟一的轴向平行。

本实用新型提供的一种耐高速UPH轮胎，还包括胎冠，胎肩，冠带层，带束层，及胎冠与胎肩下点之间的沟底弧，该沟底弧为平滑过渡的圆弧，圆弧的圆心为两条直线的交点，其中一条直线为经过胎冠的中心下点1的垂线5，另一条直线为经过胎冠的中心下点1和胎肩下点2之间连线的垂直平分线6。

所述胎冠的中心深度a，胎肩的厚度b，冠带层的厚度c，带束层的端点胶厚d，主沟基部的胶厚f和胎肩基部的胶厚g之间的关系为a-b＝c+d+e-(f-g)。

如图3所示，所述第一主沟内侧距胎冠的中心的距离为L12，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L11；所述第二主沟内侧距胎冠的中心的距离为L22，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L21；所述第三主沟内侧距胎冠的中心的距离为L31，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L32；所述第四主沟内侧距胎冠的中心的距离为L41，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L42；胎冠的水平宽度为TDW；所述主沟的位置由其内外侧距胎冠的中心的距离限定，其中L11＝23.58％*TDW、L12＝29.54％*TDW；L21＝5.65％*TDW、L22＝11.19％*TDW；L31＝5.75％*TDW、L32＝11.00％*TDW；L41＝22.58％*TDW、L42＝27.50％*TDW。其中如图4所示，图中SEC A-A1、SEC B-B1、SEC C-C1、SEC D-D1即第一主沟，第二主沟，第三主沟，第四主沟的样式图，包括角度和沟底半径，主沟的沟深可以由主沟的外轮廓的胎冠弧和沟底弧及主沟的具体样式确定。

实施例二

根据本实用新型的一种实施方式，如附图2所示，一种提升高速耐久性能的UHP轮胎，包括胎面8和胎侧7，所述胎面8上从内侧起依次设有第一主沟，第二主沟，第三主沟，第四主沟和胎面外侧花纹，所述胎侧7依次包括防水线、子口和胎侧末端；所述胎面外侧花纹由若干组自固花纹组成，该自固花纹为三个凹陷于胎面上的花纹横沟，其中每组自固花纹包括两个位于第四主沟沟槽两侧的胎面上的花纹横沟一、花纹横沟二，和一个位于第四主沟沟槽及其两侧胎面上的花纹横沟三；所述每组自固花纹的三个花纹横沟中心点呈三角形分布；所述胎侧7从防水线至胎侧末端，依次设置有宽度为L1的倾斜过渡的第一区域、宽度为L2的平台过渡的第二区域和宽度为L3的倾斜过渡的第三区域；其中的第二区域中包括子口。

所述第一区域的宽度为8mm，厚度从5.0mm过渡到3mm；所述第二区域的宽度为14mm，厚度为3mm；所述第三区域的宽度为4mm，厚度从3mm过渡到0.5mm，所述胎侧口型的总宽度为26mm。

所述花纹横沟二位于第四主沟沟槽和第三主沟沟槽中间的胎面上，该花纹横沟二的右侧延长线上设有连接花纹与第三主沟沟槽相连；该连接花纹为宽度窄于花纹横沟二的线性沟槽，两端分别与花纹横沟二和第三主沟沟槽连通。花纹横沟三的中间槽壁不连续，被第四主沟沟槽穿过。所述花纹横沟三与花纹横沟一的轴向相交。

本实用新型提供的一种耐高速UPH轮胎，还包括胎冠，胎肩，冠带层，带束层，及胎冠与胎肩下点之间的沟底弧，该沟底弧为平滑过渡的圆弧，圆弧的圆心为两条直线的交点，其中一条直线为经过胎冠的中心下点1的垂线5，另一条直线为经过胎冠的中心下点1和胎肩下点2之间连线的垂直平分线6。

所述胎冠的中心深度a，胎肩的厚度b，冠带层的厚度c，带束层的端点胶厚d，主沟基部的胶厚f和胎肩基部的胶厚g之间的关系为a-b＝c+d+e-(f-g)。

如图3所示，所述第一主沟内侧距胎冠的中心的距离为L12，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L11；所述第二主沟内侧距胎冠的中心的距离为L22，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L21；所述第三主沟内侧距胎冠的中心的距离为L31，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L32；所述第四主沟内侧距胎冠的中心的距离为L41，所述第一主沟外侧距胎冠的中心的距离为L42；胎冠的水平宽度为TDW；所述主沟的位置由其内外侧距胎冠的中心的距离限定，其中L11＝23.58％*TDW、L12＝29.54％*TDW；L21＝5.65％*TDW、L22＝11.19％*TDW；L31＝5.75％*TDW、L32＝11.00％*TDW；L41＝22.58％*TDW、L42＝27.50％*TDW。其中如图4所示，图中SEC A-A1、SEC B-B1、SEC C-C1、SEC D-D1即第一主沟，第二主沟，第三主沟，第四主沟的样式图，包括角度和沟底半径，主沟的沟深可以由主沟的外轮廓的胎冠弧和沟底弧及主沟的具体样式确定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。