一种重载充气子午线轮胎轮辋及其和轮胎的组合体的制作方法

本实用新型涉及无内轮辋的轮廓设计，尤其涉及一种重载充气子午线轮胎轮辋及其

和轮胎的组合体。

背景技术：

轮胎和轮辋的组合体是汽车底盘的重要组成部分，是支撑汽车重量的主要载体，一旦轮胎发生故障将威胁整车的安全性。目前无内子午线轮胎正快速替代有内轮胎，成为市场的主流产品，在替换使用过程中，特别是中短途重载轮胎，极易发生轮胎脱圈的问题，严重的将导致重大安全事故，对于道路使用者是个极大的安全隐患。轮胎脱圈的发生首先是因为在替换使用过程中，轮胎的使用条件未发生明显改变，仍以高气压、大负荷为主，行驶过程中轮胎胎圈变形过大，胎圈周长变长，最终导致轮胎从轮辋中脱开。其次为了便于装胎，无内轮辋的轮缘设计高度普遍偏低，轮廓弧度偏大，对轮胎的包裹面积过小，不能有效约束胎

圈的横向移动。第三无内轮辋较同规格的有内轮辋强度小、刚性低，特别是当汽车重载行驶在恶劣路面上时，轮辋易发生变形、失圆，造成轮胎从椭圆的轮辋中脱出。

传统方式解决脱圈问题，主要采用增加胎圈钢丝圈缠绕根数，提高胎圈整体刚性和强度，增加胎圈周向箍紧力，降低胎圈形变，从而降低脱圈的发生率。但是单方面提升胎圈刚性必将导致装胎困难，胎圈就位难度大，降低胎圈和轮辋的配合性，加剧胎圈的振动。另一方面加强胎圈结构将使胎圈整体变大变厚，重量上升，既会引起滚动阻力上升，油耗增加，也会增大胎圈生热，引发胎圈热破坏。

如图1 所示的正常无内轮辋，轮缘设计高度H1 为12.7mm，弧度为Ra 为12.7mm，倒角Rb 为8mm，与胎圈的相互接触面积较小，对胎圈的包裹性较差，过渡圆滑的设计也不能有效约束轮胎的横向移动，特别是轮辋变形失圆后，胎圈极易沿着轮缘的弧度滑出去。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型的第一个目的是提供一种重载充气子午线轮胎轮辋，该轮辋对无内轮胎胎圈外轮廓和轮辋轮缘轮廓进行重新设计，提高轮辋高度，调整轮缘角度和弧度，优化轮缘边部结构，增加轮缘刚性，使轮辋在受力过程中不易发生变形。

本实用新型的另外一个目的是提供采用上述的轮辋的组合体。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：一种重载充气子午线轮胎轮辋，该轮辋包括轮缘，该轮辋轮缘高度H1′设计高度为15mm～25mm，轮辋具有凹槽，凹槽底部到对面轮缘的顶部距离不大于胎圈最大变形时的椭圆长轴；轮缘角度为90~120度，轮缘边缘倒圆Ra′为10~20mm，轮缘底部倒圆的弧度半径Rb′为6mm~15mm。

作为优选，轮缘高度H1′设计高度为18~21mm，轮缘角度为100~120 度，轮缘边缘倒圆Ra′为11~15mm，轮缘底部倒圆Rb′为8mm~10mm。

作为优选，轮缘高度H1′为19.5mm，轮缘角度a 为120°，轮缘边缘倒圆Ra′为12mm，轮缘底部倒圆Rb′为8mm。

本实用新型提高轮辋H1′和H2′的高度，调整轮辋角度a，调整弧度Rb′的半径。

增加H1 的高度可以使轮辋对胎圈具备更大的包裹面积，有效约束了胎圈横向移动；调整轮缘角度a，可提升轮缘的刚性，改变轮辋扭矩的方向，同时优化胎圈和轮辋的配合性；调整倒角Ra可提升轮缘的强度，同时优化大变形下同胎圈的接触形式。

由于增加了轮辋H1′的高度，使装胎需要更大的胎圈周长，为解决新型轮辋的装胎问题，需要在增加H1 的同时一起增加H2′的高度，使轮辋具有更深的凹槽，使得凹槽底部到对面轮缘的顶部距离不大于胎圈最大变形时的椭圆长轴。即图4处L的长度需小于轮胎胎圈最大变形时的椭圆长轴。由于轮辋Фd 需与汽车刹车鼓配合，不能随意改变，故H1 和H2 只能向外增加，需要在设计轮胎时增加轮胎胎圈直径，导致轮胎的规格发生以下变化，

本实用新型为了实现第二个目的采用了以下的技术方案：一种重载充气子午线轮胎和轮辋组合体，该组合体包括所述的轮辋和轮胎，所述的轮胎的轮

胎规格增2~3寸；轮胎的胎圈底部侧面角度C 略大于轮辋角度a的弧度，与轮辋实现过盈配合，有效约束胎圈的移动；另为便于装胎，胎圈直径ФD需增加2*(H2′- H2)。

作为优选，所述的轮胎胎圈的钢丝圈采用Φ1.8mm 钢丝缠绕72 圈的钢丝圈。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，具有以下的特点：

一、轮辋仍可采用现有工艺生产，不会改变现有设备和人员；

二、轮胎需要重新设计胎侧板和令模，对生产工艺不会产生影响。

附图说明

图1 为正常无内轮辋的结构视图。

图2 为发明无内轮辋的结构示意图。

图3 为轮缘局部放大图。

图4 为轮胎安装时的结构示意图。

图5 为胎圈的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图2、图3 所示的一种重载充气子午线轮胎轮辋，该轮辋包括轮缘，本实用新型提高轮辋H1′和H2′的高度，调整轮辋角度a，调整弧度Rb′的半径。增加H1 的高度可以使轮辋对胎圈具备更大的包裹面积，有效约束了胎圈横向移动；调整轮缘角度a，可提升轮缘的刚性，改变轮辋扭矩的方向，同时优化胎圈和轮辋的配合性；调整倒角Ra 可提升轮缘的强度，同时优化大变形下同胎圈的接触形式。高度H2′为H2+25.4mm，高度H1′的变化范围为15mm 到25mm，角度a 变化范围为90 度到120 度，弧度半径Rb′变化范围为8mm 到15mm。

由于增加了轮辋H1′的高度，使装胎需要更大的胎圈周长，为解决新型轮辋的装胎问题，需要在增加H1 的同时一起增加H2′的高度，使轮辋具有更深的凹槽，使得凹槽底部到对面轮缘的顶部距离不大于胎圈最大变形时的椭圆长轴。即图4 处L的长度需小于轮胎胎圈最大变形时的椭圆长轴。由于轮辋Фd 需与汽车刹车鼓配合，不能随意改变，故H1 和H2 只能向外增加，需要在设计轮胎时增加轮胎胎圈直径，导致轮胎的规格发生以下变化，原22.5 寸变成24.5 寸，原19.5 变成22.5，原17.5 变成19.5。

图5 为胎圈设计方案，为了配合新型的轮辋，轮胎的胎圈底部侧面角度C 须做一个略大于轮辋角度a 的弧度，与轮辋实现过盈配合，有效约束胎圈的移动。另为便于装胎，胎圈直径ФD需增加2*(H2′- H2)。

当采用本实用新型的轮胎和轮辋组合体试做的12R24.5 产品与同类12R24.5 产品做室内水压爆破对比试验，实验数据较传统方案提高了28.3%，说明本实用新型具有提升轮胎抗脱圈的能力。

本试验采用的轮缘高度H1′为19.5mm，轮缘角度a 为120°，轮缘边缘倒圆Ra′为12mm，轮缘底部倒圆Rb′为8mm 的24.5 寸发明轮辋。轮胎规格为12R24.5。钢丝圈皆采用Φ1.8mm 钢丝缠绕72 圈的钢丝圈。

具体数据如下表：