一种越野汽车专用花纹轮胎的制作方法

本实用新型涉及汽车轮胎技术领域，具体涉及一种越野汽车专用花纹轮胎。

背景技术：

越野汽车需要在野外泥石、湿地、刺扎等复杂的非铺装路面行驶，所以越野汽车所使用的轮胎与普通轮胎有所不同，需要更强的抓地力、排水能力以及泥地行驶能力，并且经常遇到突发碰撞，轮胎侧面容易损坏，复杂的路面泥石容易填充在沟槽内，不容易清理出来造成轮胎损坏，常用的越野车轮胎采用大花纹块，来增强其抓地力，但是在高速运转时，离心力较大，胎冠冲击力大，容易变形，使得轮胎的耐磨性、抗撕裂性能、耐疲劳性能不强，使得轮胎整体寿命和行驶安全性不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种越野汽车专用花纹轮胎。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种越野汽车专用花纹轮胎，包括胎冠部、胎肩部、胎侧部、胎圈部，自外向内依次包括胎面胶、帘布冠带条、带束层、帘布层、内衬层，帘布层是轮胎的主要骨架支撑部位，是用来承受轮胎的荷重压力、内部的空气压力及横向的剪切力等，其主要是由一层或多层的纤维帘布组合而成，所述帘布层径向外侧覆盖有2层带束层，带束层是沿胎冠中心线圆周方向箍紧胎体的材料层，具有高张力，其作用在于补强胎冠的强度，并缓和路面的冲击力；带束层径向外侧平铺有2层帘布冠带条，是轮胎与地面直接接触的部位，因道路状况的不同以及不同需求的用途，需选定不同形状的花纹，具有保护胎体的作用，也是轮胎损耗最大的部位，提供驱动、牵引、制动、排水防滑、减震、转向等功能；胎侧部位帘布层外覆盖胎侧胶，这一部位虽未与地面接触，但却具有吸收路面冲击力及振动的功能；所述带束层由2层钢丝帘布组成，帘线角度为24°；

所述胎冠表面包括纵向排水沟、横向排水沟、花纹块，纵向排水沟的数量为1，位于轮胎胎冠的纵向中轴线上，所述横向排水沟包括排列在纵向排水沟两侧的多个横向排水沟组，每个横向排水沟组包括相邻的1条s形横向排水沟和1条弧形横向排水沟，花纹块由纵向排水沟、s形横向排水沟和弧形横向排水沟分割形成，包括交替排列的内花纹块和外花纹块，内花纹块距离纵向排水沟较近一端的宽度大于距离胎肩较近一端的宽度，外花纹块距离纵向排水沟较近一端的宽度小于距离胎肩较近一端的宽度，内花纹块根据与纵向排水沟的距离由近至远依次包括内花纹块头部、内花纹块腰部和内花纹块尾部，外花纹块根据与纵向排水沟的距离由远至近依次包括外花纹块头部、外花纹块腰部和外花纹块尾部。

具体地，所述胎圈内设有胎圈钢丝，胎圈钢丝选用φ1.3mm回火钢丝，覆胶后单丝直径为1.6mm。

具体地，所述带束层包括2层3×0.2+6×0.35ht钢丝帘布，帘线角度为24°，帘布冠带条采用2层1400dtex/2锦纶66浸胶帘布冠带条，第1层带束层宽度与行驶面宽度大取相同值。

具体地，所述纵向排水沟的轮廓形状为连续的s形，纵向排水沟由多个纵向沟段组首尾相连组成，每个纵向沟段组包括相连通第一纵向沟段和第二纵向沟段，第一纵向沟段的上半段向左倾斜且下半段向右倾斜，第二纵向沟段的上半段向右倾斜且下半段向左倾斜，纵向排水沟的横截面为梯形结构，两侧壁与底边之间的夹角为82度。

具体地，所述s形横向排水沟的轮廓形状为s形，弧形横向排水沟的轮廓形状为弧形；多个横向排水沟组交错排列在纵向排水沟1两侧，位于纵向排水沟1两侧的两个相邻的横向排水沟组20，其形状是以轮胎胎冠i的纵向中轴线为对称轴对称的，其位置是交错排列的，1个横向排水沟组的纵向长度为1个节距，位于纵向排水沟两侧的横向排水沟组的交错距离为半个节距，纵向排水沟分别与s形横向排水沟和弧形横向排水沟连通，s形横向排水沟、弧形横向排水沟横截面为梯形结构，两侧壁与底边之间的夹角为82度。

具体地，相邻的1个内花纹块和1个外花纹块作为一个花纹块组，多个花纹块组交错排列在纵向排水沟两侧，位于纵向排水沟两侧的两个相邻的花纹块组，其形状是以轮胎胎冠的纵向中轴线为对称轴对称的，其位置是交错排列的。

具体地，所述内花纹块头部和内花纹块尾部距离s形横向排水沟沟底的高度分别为一定值，内花纹块头部的高度大于内花纹块尾部的高度，内花纹块头部和内花纹块尾部之间通过内花纹块腰部连接，内花纹块腰部两端的高度分别与内花纹块头部和内花纹块尾部平齐，内花纹块腰部的高度为线性渐变，即从与内花纹块头部连接的一端到与内花纹块尾部连接的一端逐渐均匀递减，内花纹块尾部横截面为梯形结构，其两侧壁与顶面夹角分别为85度，内花纹块尾部远离内花纹腰部的一侧壁与其顶面的夹角为45度，过渡到纵向排水沟的底部，内花纹块头部与弧形横向排水沟相邻的一侧的中间位置制有一个内花纹块缺口。

具体地，所述外花纹块头部和外花纹块尾部距离排水沟沟底的高度分别为一定值，外花纹块头部的高度大于外花纹块尾部的高度，外花纹块头部和外花纹块尾部之间通过外花纹块腰部连接，外花纹块腰部两端的高度分别与外花纹块头部和外花纹块尾部平齐，外花纹块腰部的高度为线性渐变，即从与外花纹块头部连接的一端到与外花纹块尾部连接的一端逐渐均匀递减，外花纹块尾部高度为外花纹块头部高度的为1/7至1/6。

具体地，外花纹块头部的轮廓为不规则n边形，且n大于等于10，外花纹块头部与s形横向排水沟相邻的一侧的中间位置制有一个外花纹块缺口，外花纹块缺口深度小于弧形横向排水沟宽度的二分之一且大于弧形横向排水沟宽度的三分之一，外花纹块头部上制有一个外花纹块沟槽，外花纹块沟槽的轮廓形状为j形，外花纹块沟槽的深度是s形横向排水沟深度的五分之一，外花纹块沟槽的宽度是外花纹块头部宽度的五分之一到十分之一，沿着外花纹块沟槽的沟底制有一个外花纹块刀槽，外花纹块刀槽的轮廓形状为j形，外花纹块刀槽的微观形状为锯齿形，外花纹块刀槽宽度是外花纹块沟槽宽度的六分之一。

具体地，所述外花纹块头部延伸至胎肩，胎肩上设有第一梯形花纹块、第二梯形花纹块，花纹块组分为第一花纹块组、第二花纹块组，第二花纹组与第一花纹组交替分布，第一花纹块组的外花纹块头部与第一梯形花纹块之间通过内凹的弧形过渡段连接在一起，第一花纹组的外花纹块头部的外花纹块刀槽与外花纹沟槽到内凹的弧形过渡段截止，第二花纹块组的外花纹块头部与第二梯形花纹块之间通过外凸的弧形过渡段连接在一起，第二花纹组的外花纹块头部的外花纹块刀槽与外花纹沟槽延伸到胎肩部，第一梯形花纹块和第二梯形花纹块均为梯形，且与外花纹块头部相接的边为下底，第一梯形花纹块和第二梯形花纹块的下底的长度均大于外花纹块头部的宽度。

具体地，所述胎肩上还设第三梯形花纹块，第三梯形花纹块的下底与第一梯形花纹块的上底相邻。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型对花纹块分布、节距排列和噪声等进行仿真模拟，选取最优方案，胎面与内部各层间的排布以及其尺寸设计，有效减小轮胎在高速行驶下的离心力，从而减少带束层变形和剪切力，提高轮胎的高速性能和耐久性能，通常第1层带束层宽度比行驶面宽度大6mm，本次设计的轮胎属于越野轮胎，两者取相同值，有效提高了胎体帘布对轮胎的耐疲劳性，特别是耐屈挠疲劳性能有重要作用。配合胎冠、胎肩的花纹块设计，花纹深度为16mm，花纹饱和度为51.8％，花纹周节数为40，具有以下优点：胎肩的梯形花纹块为防撞装甲设计，在极端路况下有效保护轮胎；胎肩立体切角设计，提升非铺装路面上的牵引性能和操纵稳定性；合理的刀槽花纹设计，提升轮胎湿地性能及操纵稳定性；横向排水沟、纵向排水沟采用梯形设计，沟底为狭长条，具有自洁能力，有效避免轮胎损坏；花纹块边缘梯级设计和斜切角设计，有效避免轮胎异常磨损。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的内部各层间结构示意图。

图3为本实用新型的胎面结构示意图。

图4为本实用新型的胎冠花纹的结构示意图。

图5为本实用新型的纵向排水沟a-a处示意图。

图6为本实用新型的横向排水沟c-c处示意图。

图7为本实用新型的外花纹块腰部h-h′处示意图。

图8为本实用新型的外花纹尾部i-i处示意图。

图9为本实用新型的外花纹块尾部j-j′处示意图。

图10为本实用新型的胎冠花纹与胎肩处的平铺结构示意图。

图11为本实用新型的第一外花纹块的外花纹块沟槽处结构示意图。

图12为本实用新型的第二外花纹的外花纹块沟槽处结构示意图。

图13为本实用新型的外花纹块沟槽与外花纹块刀槽的横截面示意图。

图14为本实用新型的另一实施例胎冠花纹与胎肩处的平铺结构示意图。

图15为本实用新型的纵向排水沟结构示意图。

图16为本发明的纵向排水沟段结构示意图。

图中i胎冠，ⅱ胎肩,ⅲ胎侧,1纵向排水沟，10纵向沟段组，11第一纵向沟段，12第二纵向沟段，2横向排水沟，21s形横向排水沟，22弧形横向排水沟，3花纹块，301第一花纹块组，302第二花纹块组，31内花纹块，311内花纹块头部，312内花纹块腰部，313内花纹块尾部，32外花纹块，321外花纹块头部，322外花纹块腰部，323外花纹块尾部，324内花纹块缺口，325外花纹块沟槽，326外花纹块刀槽，4梯形花纹块，41第一梯形花纹块，42第二梯形花纹块，5胎肩垫胶，601缓冲层，602帘布冠带条，603带束层，604帘布层，605胎圈钢丝，606三角胶。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图16所示的一种越野汽车专用花纹轮胎，包括胎面i、帘布冠带条602、带束层603、帘布层604、内衬层(图中未画出)，所述帘布层604包括一对胎体胎圈6041、沿胎圈6041径向外侧设置的胎体侧帘布层6042、设在两个胎体侧帘布层6042之间的胎体面帘布层6043，所述胎体面帘布层6043径向外侧覆盖有2层带束层603，带束层603径向外侧平铺有2层帘布冠带条602，帘布冠带条602径向外侧、帘布层的胎体侧帘布层外覆盖有胎面，胎面分为胎冠i、胎肩ⅱ、胎侧ⅲ，所述带束层由2层3×0.2+6×0.35ht钢丝帘布组成，帘线角度为24°，以承担胎冠70％的冲击力；

所述胎冠i表面包括纵向排水沟1、横向排水沟2、花纹块3，纵向排水沟1的数量为1，位于轮胎胎冠i的纵向中轴线上，所述横向排水沟2包括排列在纵向排水沟1两侧的多个横向排水沟组20，每个横向排水沟组20包括相邻的1条s形横向排水沟21和1条弧形横向排水沟22，花纹块3由纵向排水沟1、s形横向排水沟21和弧形横向排水沟22分割形成，包括交替排列的内花纹块31和外花纹块32，内花纹块3距离纵向排水沟1较近一端的宽度大于距离胎肩较近一端的宽度，外花纹块3距离纵向排水沟1较近一端的宽度小于距离胎肩较近一端的宽度；内花纹块31根据与纵向排水沟1的距离由近至远依次包括内花纹块头部311、内花纹块腰部312和内花纹块尾部313，外花纹块32根据与纵向排水沟1的距离由远至近依次包括外花纹块头部321、外花纹块腰部322和外花纹块尾部323，花纹深度为16mm，花纹饱和度为51.8％，花纹周节数为40。

具体地，所述胎圈6041内设有胎圈钢丝605，胎圈钢丝605选用φ1.295mm回火钢丝，覆胶后单丝直径为1.6mm，钢丝圈为单丝缠绕，呈六角形，排列方式为4-5-6-5-4-3，为保证轮胎的舒适性和操纵性，三角胶采用复合胶，下三角胶较硬，高度为15mm；上三角胶较软，高度为30mm，成型采用二次法成型机、冠包侧生产工艺，成型机头宽度与帘线假定伸张值有关，本次设计假定伸张值取1，一段成型机头宽度为488mm，硫化采用液压硫化机、充氮气硫化工艺；硫化条件为：外温(173±3)℃，内温(203±3)℃，内压1.6～2.4mpa，总硫化时间21.0min，为防止轮胎在使用后期胎体变形，该系列产品采用硫化后充气工艺。

具体地，所述纵向排水沟的轮廓形状为连续的s形，纵向排水沟1由多个纵向沟段组10首尾相连组成，每个纵向沟段组10包括相连通第一纵向沟段11和第二纵向沟段12，第一纵向沟段11的上半段向左倾斜且下半段向右倾斜，第二纵向沟段12的上半段向右倾斜且下半段向左倾斜；第一纵向沟段11的左侧壁和第二纵向沟段12左侧壁的夹角a为135度，纵向排水沟的横截面为梯形结构，两侧壁与底边之间的夹角为82度，如图5所示。

具体地，所述s形横向排水沟21的轮廓形状为s形，弧形横向排水沟22的轮廓形状为弧形；多个横向排水沟组20交错排列在纵向排水沟1两侧，位于纵向排水沟1两侧的两个相邻的横向排水沟组20，其形状是以轮胎胎冠i的纵向中轴线为对称轴对称的，其位置是交错排列的，1个横向排水沟组20的纵向长度为1个节距，位于纵向排水沟两侧的横向排水沟组20的交错距离为半个节距，纵向排水沟1分别与s形横向排水沟21和弧形横向排水沟22连通，弧形横向排水沟22与轮胎胎冠i的纵向中轴线之间的夹角b为50度，与轮胎胎肩ⅱ边缘的夹角c为90度，s形横向排水沟21与轮胎胎冠i的纵向中轴线之间的夹角d为50度，与轮胎胎肩ⅱ边缘的夹角e为90度，s形横向排水沟、弧形横向排水沟22横截面为梯形结构，两侧壁与底边之间的夹角为82度，如图6所示。

具体地，相邻的1个内花纹块31和1个外花纹块32作为一个花纹块组30，多个花纹块组30交错排列在纵向排水沟1两侧，位于纵向排水沟1两侧的两个相邻的花纹块组30，其形状是以轮胎胎冠的纵向中轴线为对称轴对称的，其位置是交错排列的，由于花纹块组30本身就是横向排水沟组20分割形成的，因此花纹块组20的节距与横向排水沟组20的节距相同，且位于纵向排水沟1两侧的花纹块组20的交错距离同样也是半个节距。

具体地，所述内花纹块头部311和内花纹块尾部313距离s形横向排水沟21沟底的高度分别为一定值，内花纹块头部311的高度大于内花纹块尾部313的高度，内花纹块头部311和内花纹块尾部313之间通过内花纹块腰部312连接，内花纹块腰部312两端的高度分别与内花纹块头部311和内花纹块尾部313平齐，内花纹块腰部312的高度为线性渐变，即从与内花纹块头部311连接的一端到与内花纹块尾部313连接的一端逐渐均匀递减，内花纹块尾部313高度为内花纹块头部311高度的1/7至1/6，内花纹块尾部横截面为梯形结构，其两侧壁与顶面夹角分别为85度，内花纹块尾部远离内花纹腰部的一侧壁与其顶面的夹角为45度，过渡到纵向排水沟1的底部，如图9所示，内花纹块头部311的轮廓为不规则n边形，且n大于等于9，内花纹块头部311与弧形横向排水沟22相邻的一侧的中间位置制有一个内花纹块缺口314，内花纹块缺口314深度为弧形横向排水沟22宽度的35％；内花纹块缺口314长度为内花纹块头部311的沿横向排水沟方向长度的33％。

具体地，所述外花纹块头部321和外花纹块尾部323距离排水沟沟底的高度分别为一定值，外花纹块头部321的高度大于外花纹块尾部323的高度，外花纹块头部321和外花纹块尾部323之间通过外花纹块腰部322连接，外花纹块腰部322两端的高度分别与外花纹块头部321和外花纹块尾部323平齐，外花纹块腰部322的高度为线性渐变，即从与外花纹块头部321连接的一端到与外花纹块尾部323连接的一端逐渐均匀递减，外花纹块尾部323高度为外花纹块头部321高度的为1/7至1/6，如图7所示。

具体地，外花纹块头部321的轮廓为不规则n边形，且n大于等于10，外花纹块头部321与s形横向排水沟21相邻的一侧的中间位置制有一个外花纹块缺口324，外花纹块缺口324深度小于弧形横向排水沟22宽度的二分之一且大于弧形横向排水沟22宽度的三分之一，外花纹块缺口324长度为外花纹块头部321的沿横向排水沟2方向长度的33％，外花纹块头部321上制有一个外花纹块沟槽325，外花纹块沟槽325的轮廓形状为j形，外花纹块沟槽325的深度是s形横向排水沟21深度的五分之一，外花纹块沟槽325的宽度是外花纹块头部321宽度的五分之一到十分之一，沿着外花纹块沟槽325的沟底制有一个外花纹块刀槽326，外花纹块刀槽326的轮廓形状为j形，外花纹块刀槽326的微观形状为锯齿形，外花纹块刀槽326宽度是外花纹块沟槽325宽度的六分之一，如图11、12、13所示。

具体地，所述外花纹块头部321延伸至胎肩，胎肩上设有第一梯形花纹块41、第二梯形花纹块42，花纹块组30按照尺寸大小分为第一花纹块组301、第二花纹块组302，第一花纹块组301的外花纹块头部321与第一梯形花纹块41之间通过内凹的弧形过渡段连接在一起，第一花纹组302的外花纹块头部的外花纹块刀槽326与外花纹沟槽325到内凹的弧形过渡段截止，如图11所示，第二花纹块组302的外花纹块头部321与第二梯形花纹块41之间通过外凸的弧形过渡段连接在一起，第二花纹组302的外花纹块头部的外花纹块刀槽326与外花纹沟槽325延伸到胎肩部，便于排水，如图12所示，第一梯形花纹块41和第二梯形花纹块42均为梯形，且与外花纹块头部321相接的边为下底，第一梯形花纹块41和第二梯形花纹块42的下底的长度均大于外花纹块头部321的宽度。

具体地，如图14所示的另一实施例，胎肩上还设第三梯形花纹块43，第三梯形花纹块43的下底与第一梯形花纹块41的上底相邻。

胎面半部件的尺寸胎面中间厚度为12mm(胎面半部件的尺寸)，胎肩部厚度为14.5mm，胎肩部宽度为258mm，总宽度为328mm，采用环保设计，添加了偶联剂和高耐磨炭黑，以提高耐磨性和抗撕裂性；胎面与帘布冠带条之间设有缓冲层，主要作用是胎面胶与冠带层之间更好的粘合，散热等，胎肩内侧与带束层之间设有带束层边胶5，起到保护和缓冲的作用，通常第1层带束层宽度比行驶面宽度大6mm，本次设计的轮胎属于越野轮胎，两者取相同值；所述帘布冠带条采用1400dtex/2锦纶66浸胶帘布冠带条，以减小轮胎在高速行驶下的离心力，从而减少带束层变形和剪切力，提高轮胎的高速性能和耐久性能；帘布层对轮胎的耐疲劳性，特别是耐屈挠疲劳性能有重要作用，结合工厂实际情况，选用具有模量高、收缩率低、产热低的1500d/250e聚酯帘布，该聚酯帘布不仅可减小轮胎变形，而且可提高子午线轮胎的耐疲劳性能和高速性能，降低轮胎行驶过程中的生热，从而延长轮胎使用寿命。泥石花纹轮胎由于需要应对野外复杂的使用环境，胎体需要较高的强度，以提升抗撞击和刺扎等性能，本次设计采用3层帘布层，保证野外行驶安全性。

成品性能:

成品轮胎外缘尺寸按照gb/t521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测量。结果表明，在标准规定试验条件下，充气外直径为882mm，充气断面宽为312mm，满足设计要求。轮胎强度性能按照gb/t4501—2016《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行测试，充气压力为450kpa，压头直径为19mm，试验结束点的破坏能为1033.9j(第5点压穿)，为国家标准值的201％，满足设计要求。轮胎耐久性能按照美国fmvss139标准进行测试，在完成34h的常规耐久性试验后进入低气压耐久试验阶段。成品轮胎在120km/h的速度下累计行驶51.5h，试验结束时负荷率为120％，轮胎未破坏，耐久性能超过了标准要求。轮胎高速性能按照gb/t4501—2016进行测试，试验负荷为1156.5kg，充气压力为450kpa，初始速度为140km/h，在标准规定试验时间结束后按每10min速度递增10km/h进行延时试验。试验结束时累计行驶87min，速度达到190km/h轮胎出现胎肩脱层,远远高于轮胎的最大速度160km/h。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型不局限于所述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。