一种高里程的全钢子午线轮胎的制作方法

本发明涉及轮胎技术领域，具体是一种高里程的全钢子午线轮胎。

背景技术：

随着国家近年来对客运市场超员现象的治理，客运汽车的轮胎负荷率过大带来的安全隐患得以缓解，但随着轮胎的负荷率下降，轮胎的接地形状和接地应力也发生了相应的变化，而轮胎的接地状况与轮胎的磨耗性能息息相关。在目前市场上轮胎负荷率不足的情况下，导致轮胎的肩部接地印痕比中心的接地印痕要短，这对于轮胎的磨耗非常不利。

目前为解决轮胎的磨耗问题，大多数的轮胎厂家一般采用提升肩部的厚度，或者缩短轮胎带束层的宽度来提升肩部的磨耗性能，从而增加轮胎的肩部接地印痕长度。但增加轮胎肩部的厚度会使肩部材料过多，生热增加，对轮胎安全性不利，同时会增加轮胎的生产成本；而缩短轮胎带束层的宽度会降低胎冠肩部的刚性，致使在行驶过程中，轮胎的肩部变形过大，对轮胎的经济性和安全性不利，影响轮胎的行驶里程。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高里程的全钢子午线轮胎，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高里程的全钢子午线轮胎，包括胎肩与胎面，所述胎面轮廓为两段式结构、且所述胎面宽度tdw与轮胎断面宽度sw之间存在0.68≤tdw/sw≤0.83的关系；

所述胎面在轮胎子午线的截面上、从轮胎赤道面cl与胎面轮廓的交点a至胎肩的起始点b的胎冠部轮廓依次分成第一段冠弧、第二段冠弧；

所述第一段冠弧的水平宽度l1与第二段冠弧的水平宽度l2之间存在1.23≤l2/l1≤1.49的关系，且所述第一段冠弧的水平宽度l1与胎面宽度tdw之间存在0.39≤l1/tdw≤0.46的关系。

作为本发明进一步的方案：所述第一段冠弧的外径r1与第二段冠弧的外径r2之间存在0.64≤r2/r1≤0.78的关系。

作为本发明进一步的方案：所述轮胎赤道面cl与胎面轮廓的交点a至轮胎内轮廓的垂直距离为h1、第一段冠弧与第二段冠弧的中心点为c至轮胎内轮廓的垂直距离为h2、以及胎肩的起始点b至轮胎内轮廓的垂直距离为h3；所述h1：h2：h3等于32.9：33.7：43.2，波动在±1.5范围内。

作为本发明进一步的方案：所述轮胎赤道面cl与胎面轮廓的交点a至轮胎内轮廓的垂直距离h1、第一段冠弧与第二段冠弧的中心点为c至轮胎内轮廓的垂直距离h2之间存在0.87≤h1/h2≤0.97的关系。

作为本发明进一步的方案：所述第一段冠弧与第二段冠弧的中心点为c至轮胎内轮廓的垂直距离h2、胎肩的起始点b至轮胎内轮廓的垂直距离h3之间存在0.70≤h2/h3≤0.78的关系。

作为本发明进一步的方案：所述胎面上开设有四条以上、沿着轮胎周向延伸的周向主槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将轮胎的胎面设置成仅包括第一段冠弧和第二段冠弧的两段式结构，并使得胎面宽度tdw与轮胎断面宽度sw之间存在0.68≤tdw/sw≤0.83的关系，第一段冠弧的水平宽度l1与第二段冠弧的水平宽度l2之间存在1.23≤l2/l1≤1.49的关系、且第一段冠弧的水平宽度l1与胎面宽度tdw之间存在0.39≤l1/tdw≤0.46的关系，实现轮胎第一段冠弧与第二段冠弧宽度的合理分布，进而实现整个轮胎胎面材料的合理分布，确保轮胎充气时轮胎的肩部能足够的成长，进而实现轮胎在行驶过程中，其肩部的变形量控制在合理的范围内，保证轮胎接地压力分布均匀，从而保证轮胎的均匀磨耗，大大提升了轮胎的行驶里程；

2、将轮胎胎面的第一段冠弧的外径r1与第二段冠弧的外径r2之间的比例控制在0.64≤r2/r1≤0.78，可使得轮胎胎面两端冠弧之间能平滑过渡，避免胎面两段冠弧之间因不平滑过渡而使得轮胎在行驶过程中出现应力集中现象，确保两端冠弧平滑过渡，可大大延长轮胎的使用寿命，进而提升了轮胎的行驶里程；

3、通过限定轮胎胎面h1：h2：h3＝32.9：33.7：43.2，且波动在±1.5，可进一步确保轮胎胎面轮廓的平滑过渡，保证轮胎的接地应力均匀分布、轮胎行驶过程中均匀磨损，延长了轮胎的使用寿命；

4、通过将h1/h2的比例关系控制在0.87-0.97范围、将h2/h3的比例关系控制在0.70-0.78范围、或同时将h1/h2和h2/h3的比例关系分别控制在其各自范围内时，均可避免轮胎的肩部在充气时膨胀不均匀，进而使得轮胎在行驶过程中，特别是在负荷率不足的情况下，使得轮胎在行驶过程中应力分布均匀；

5、高里程的全钢子午线轮胎整体通过改变胎面轮廓形状，限定r1、r2、l1、l2、tdw之间的函数关系，实现对轮胎胎面形状的设计，控制第一段冠弧与第二段冠弧的平滑过渡，保证轮胎在接地过程中应力的分布均匀；同时控制轮胎冠部到胎里轮廓的关键尺寸h1、h2、h3，保证轮胎在充气的时候肩部得到足够的成长，确保轮胎在行驶过程中接地应力分布均匀，避免轮胎在行驶过程中，特别是在负荷率不足的情况下出现异常磨损，实现轮胎使用寿命的延长，并最终提升了轮胎的行驶里程。

附图说明

图1为本发明高里程的全钢子午线轮胎的局部断面图；

图2为在80％负荷下，本发明轮胎与常规轮胎的接地形状对比图；

图3为在100％负荷下，本发明轮胎与常规轮胎的接地形状对比图。

图中：1-胎肩、2-胎面轮廓、21-第一段冠弧、22-第二段冠弧、3-胎内轮廓、4-周向主槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种高里程的全钢子午线轮胎，包括胎肩1与胎面，所述胎面轮廓2为两段式结构、且所述胎面宽度tdw与轮胎断面宽度sw之间存在0.68≤tdw/sw≤0.83的关系；所述胎面在轮胎子午线的截面上、从轮胎赤道面cl与胎面轮廓2的交点a至胎肩1的起始点b的胎冠部轮廓依次分成第一段冠弧21、第二段冠弧22；

所述第一段冠弧21的水平宽度l1与第二段冠弧22的水平宽度l2之间存在1.23≤l2/l1≤1.49的关系，且所述第一段冠弧21的水平宽度l1与胎面宽度tdw之间存在0.39≤l1/tdw≤0.46的关系。

通过改变轮胎的胎面轮廓2，使得轮胎的胎面轮廓2设置成仅包括第一段冠弧21与第二段冠弧22，并使得第一段冠弧21的水平宽度l1与第二段冠弧22的水平宽度l2之间存在1.23≤l2/l1≤1.49的关系，且第一段冠弧21的水平宽度l1与胎面宽度tdw之间存在0.39≤l1/tdw≤0.46的关系，实现轮胎第一段冠弧21与第二段冠弧22宽度的合理分布，进而实现整个轮胎胎面材料的合理分布，确保轮胎充气时轮胎的肩部能足够的成长，进而实现轮胎在行驶过程中，其肩部的变形量控制在合理的范围内，保证轮胎接地压力分布均匀。

请参阅图2，在轮胎行驶过程中，当轮胎的负荷率降低至80％时，本发明的轮胎接地印痕与现有常规设计的轮胎相比，轮胎肩1部的接地印痕与轮胎中部的接地印痕基本一致，可知本发明轮胎的接地压力分布更均匀。

进一步的，将按照本发明设计的轮胎与现有技术中常规设计的轮胎在负荷率降低至80％时的接地压力进行对比，请参阅下表一：

通过将本发明设计方案的轮胎与常规设计方案的轮胎进行对比，可看出，轮胎在行驶过程中，本发明设计方案下轮胎平均接地压力小于常规设计方案下轮胎的接地压力，同时，本发明设计方案轮胎的线载标准差、肩部压力不足度均分别远远小于常规设计方案下轮胎的线载标准差、肩部压力不足度。

请参阅图3，在轮胎行驶过程中，当轮胎的负荷率降低至100％时，本发明的轮胎接地印痕与现有常规设计的轮胎相比，轮胎肩1部的接地印痕与轮胎中部的接地印痕基本一致，可知本发明轮胎的接地压力分布也比现有常规设计轮胎的接地压力分布更均匀。

进一步的，将按照本发明设计的轮胎与现有技术中常规设计的轮胎在负荷率降低至100％时的接地压力进行对比，请参阅下表二：

通过将本发明设计方案的轮胎与常规设计方案的轮胎进行对比，可看出，轮胎在行驶过程中，本发明设计方案下轮胎平均接地压力小于常规设计方案下轮胎的接地压力，同时，本发明设计方案轮胎的线载标准差也小于常规设计方案下轮胎的线载标准差，并且本发明设计方案轮胎的肩部压力不足度远远小于常规设计方案下轮胎的肩部压力不足度。

综上可知，通过将轮胎的胎面设置成仅包括两端冠弧的结构、并使得第一段冠弧21的水平宽度l1与第二段冠弧22的水平宽度l2之间存在1.23≤l2/l1≤1.49的关系，第一段冠弧21的水平宽度l1与胎面宽度tdw之间存在0.39≤l1/tdw≤0.46的关系，使得本发明设计的轮胎与现有常规设计的轮胎相比，本发明的轮胎接地压力分布更均匀。

当超出第一冠弧与第二冠弧水平宽度之间的比例关系、以及两段冠弧与胎面宽度之间的比例关系时，均会使得轮胎的接地应力分布不够均匀，导致轮胎的中间部位与轮胎的肩部之间磨耗不同步的现象，进而导致轮胎出现磨损不均匀等异常磨损。并最终导致轮胎的总行驶里程下降。

通过将轮胎的胎面设置成仅包括两端冠弧的结构、使得第一段冠弧21的水平宽度l1与第二段冠弧22的水平宽度l2之间存在1.23≤l2/l1≤1.49的关系，第一段冠弧21的水平宽度l1与胎面宽度tdw之间存在0.39≤l1/tdw≤0.46的关系，具体可实现轮胎肩1部的接地印痕长度与中部接地印痕长度之间存在0.97≤肩部的接地印痕长度/中部接地印痕长度≤1.03的关系，从而保证轮胎的均匀磨耗，大大提升了轮胎的行驶里程。

所述第一段冠弧21的外径r1与第二段冠弧22的外径r2之间存在0.64≤r2/r1≤0.78的关系。

将轮胎的胎面轮廓2设置成仅包括第一段冠弧21与第二段冠弧22的结构，并使得第一段冠弧21的外径r1与第二段冠弧22的外径r2之间存在0.64≤r2/r1≤0.78的关系，可使得轮胎胎面两端冠弧之间能平滑过渡，避免胎面两段冠弧之间因不平滑过渡而使得轮胎在行驶过程中出现应力集中现象，导致轮胎在行驶过程中局部压力过大，并进而加速轮胎的磨损，通过将轮胎两端冠弧之间的外径比例控制在0.64-0.78之间，确保两端冠弧平滑过渡，可大大延长轮胎的使用寿命，进而提升了轮胎的行驶里程。

所述轮胎赤道面cl与胎面轮廓2的交点a至轮胎内轮廓3的垂直距离为h1、第一段冠弧21与第二段冠弧22的中心点为c至轮胎内轮廓3的垂直距离为h2、以及胎肩1的起始点b至轮胎内轮廓3的垂直距离为h3；所述h1：h2：h3等于32.9：33.7：43.2，波动在±1.5范围内。

通过限定轮胎胎面h1：h2：h3＝32.9：33.7：43.2，且波动在±1.5，可进一步确保轮胎胎面轮廓2的平滑过渡，保证轮胎的接地应力均匀分布、轮胎行驶过程中均匀磨损，延长了轮胎的使用寿命。

所述轮胎赤道面cl与胎面轮廓2的交点a至轮胎内轮廓3的垂直距离h1、第一段冠弧21与第二段冠弧22的中心点为c至轮胎内轮廓3的垂直距离h2之间存在0.87≤h1/h2≤0.97的关系。

所述第一段冠弧21与第二段冠弧22的中心点为c至轮胎内轮廓3的垂直距离h2、胎肩1的起始点b至轮胎内轮廓3的垂直距离h3之间存在0.70≤h2/h3≤0.78的关系。

通过控制h1/h2的比例关系、或控制h2/h3的比例关系、或同时将h1/h2与h2/h3的比例关系均控制在合理范围内，可确保轮胎的肩部在充气时膨胀均匀，进而保证轮胎接地应力均匀分布、轮胎行驶过程中均匀磨损。

当h1/h2的比例关系超出0.87-0.97范围、或h2/h3的比例关系超出0.70-0.78范围、或h1/h2和h2/h3的比例关系同时超出其各自范围时，均会导致轮胎的肩部在充气时膨胀不均匀，导致轮胎肩1部成长不够，并进而使得轮胎在行驶过程中，特别是在负荷率不足的情况下，轮胎肩1部的接地印痕小于轮胎中部的接地印痕，使得轮胎在行驶过程中应力分布不均匀，出现异常磨损，并最终影响轮胎的行驶里程。

所述胎面上开设有四条以上、沿着轮胎周向延伸的周向主槽4。

开设在轮胎胎面上的轴向主槽主要用于雨天排水，满足轮台在雨天行驶时的需要。

由以上技术方案可知，本发明通过改变胎面轮廓2形状，限定r1、r2、l1、l2、tdw之间的函数关系，实现对轮胎胎面形状的设计，控制第一段冠弧与第二段冠弧的平滑过渡，保证轮胎在接地过程中应力的分布均匀。同时控制轮胎冠部到胎里轮廓的关键尺寸h1、h2、h3，保证轮胎在充气的时候肩部得到足够的成长，确保轮胎在行驶过程中接地应力分布均匀，避免轮胎在行驶过程中，特别是在负荷率不足的情况下出现异常磨损，实现轮胎使用寿命的延长，并最终提升了轮胎的行驶里程。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。