一种提升低气压耐久性的充气轮胎的制作方法

本发明涉及轮胎
技术领域：
，具体涉及一种提升低气压耐久性的充气轮胎。
背景技术：
：轮胎是汽车行驶的承载部件，其承载来自汽车的负荷并传递动力，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，其中低气压高负荷的轮胎耐久性能测试是检测轿车子午线轮胎分模线凸台区域裂口的一项重要指标，特别是针对超高性能轮胎来说更是至关重要，在实际的车辆使用中，使用者常疏忽于轮胎压力检测，故经常可能出现轮胎在低气压下行驶几十甚至上百公里，而在低气压条件下，轮胎上胎侧部分会发生强烈曲挠，严重时，会出现裂口，在高速行驶的的时候，这种情况如果出现，会引起爆胎，造成严重的人员伤亡。现有技术无法解决低压高负荷条件下的轿车子午线轮胎的胎侧区域裂口问题，在30～40h就会出现此问题，无法正常使用，影响安全。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种提升低气压耐久性的充气轮胎，对轮胎轮廓形状进行优化，将分型凸台的位置移出强烈曲挠区，避免分型凸台这种不连续的几何形状造成的应力集中，降低了分型凸台处产生裂口的概率，提高了轮胎的低气压耐久性能。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种提升低气压耐久性的充气轮胎，包括胎冠和胎侧，所述胎冠包括胎面和设置在胎冠上的胎面花纹，所述胎面花纹一侧的端点沿轮廓方向向下1～2mm处设置有分型凸台，所述分型凸台与胎面最高点e之间的径向高度a、胎面花纹的轴向宽度p、胎侧最宽处到胎面最高点之间的径向高度su以及胎面轴向宽度t存在以下关系：25％≤a/su≤35％，且115％≤p/t≤130％。进一步地，所述充气轮胎还包括胎体，所述胎体包括第一帘布层和第二帘布层，所述第一帘布层的帘线、第二帘布层的帘线交叉设置且与轮胎轴向所成角度为45°～47.5°。进一步地，所述轮胎还包括胎圈，所述第一帘布层围绕胎圈从轮胎轴向方向上的内侧朝向轮胎轴向方向上的外侧反包形成折返部，所述充气轮胎的肩部设置有胎肩垫胶，所述胎面上开设有沿轮胎周向布置的第一主沟和第二主沟，所述第二主沟布置于第一主沟靠近胎侧的一侧，所述第二胎体上表面距离第二主沟沟底f距离最近的点g、所述第二帘布层上表面距离胎肩垫胶远离胎侧一侧的端点j最近的点i，以及第二帘布层上表面与折返部端点重合的点h之间具有以下关系：其中为g点到h点在第二帘布层上表面的弧长，为h点到i点在第二帘布层上表面的弧长。进一步地，所述充气轮胎还包括胎圈，所述胎圈处设置有12x2钢丝圈。进一步地，所述充气轮胎还包括内衬层，在胎侧最宽处所在的水平面上，所述内侧层的厚度il.ga和胎侧的厚度sw.ga具有以下关系：il.ga：sw.ga＝1：1.25。与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：1.对轮胎轮廓形状进行优化，将分型凸台的位置移出强烈曲挠区，避免分型凸台这种不连续的几何形状造成的应力集中，降低了分型凸台处产生裂口的概率，提高了轮胎的低气压耐久性能。2.两层帘布交叉设置，优化帘布的布置角度，提高帘布在强烈曲挠区的结构强度，减小轮胎的下沉量，降低强烈曲挠区的弯曲程度和剪切应力，提高了轮轮胎的低气压耐久性能。3.帘布采用高反包设计，折返部的端点进过特殊设计，远离强烈曲挠区，增强了胎侧和轮胎肩部的强度，提高了轮胎的耐久性能。附图说明图1为本发明分型凸台的结构示意图；图2为本发明轮胎各关键尺寸的结构示意图；图3为本发明胎面花纹一侧的端点c的结构示意图；图4为本发明内衬层的结构示意图；图5为本发明折返部的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。轮胎沿轮廓方向从上到下依次为胎冠区域、强烈曲挠区和温和曲挠区，胎面最高点e到胎踵a的径向距离为s，则胎冠区域的径向高度为1/5s，温和曲挠区域的径向高度为1/2s，剩余部分为强烈曲挠区域。现有设计中分型凸台的位置设置的不合理，导致分型凸台正好处于轮胎强烈曲挠区域内，由于分型凸台的几何形状的不连续，容易出现应力集中现象，产生很高的局部应力，轮胎在低气压情况下使用一段时间之后容易在分型凸台区域出现裂口，严重影响轮胎的耐久性能。轮胎的模具由花纹块和侧板组成，模具上花纹块与侧板的交界处几何形状不连续，导致轮胎的对应位置产生分型凸台，由于模具合模需要，分型凸台的产生无法避免，当分型凸台处在强烈曲挠区的时候，由于其几何形状不连续，分型凸台处易出现严重的应力集中，容易使强烈曲挠区产生裂口。如图1-5所示，一种提升低气压耐久性的充气轮胎，包括胎冠10和胎侧30，所述胎冠包括胎面11和设置在胎冠上的胎面花纹12，所述胎面花纹一侧的端点c沿轮廓方向向下1～2mm处设置有分型凸台20，所述分型凸台与胎面最高点e之间的径向高度a、胎面花纹的轴向宽度p，胎侧最宽处到胎面最高点之间的径向高度su以及胎面轴向宽度t存在以下关系：25％≤a/su≤35％，且115％≤p/t≤130％；上述a、su、p、t之间的关系使轮胎的胎肩部弧度更大，分型凸台发生上移且更加靠近胎冠，能够将分型凸台移出强烈曲挠区，对轮胎轮廓形状进行优化，避免分型凸台这种不连续的几何形状在轮胎肩部造成的应力集中，降低了轮胎肩部产生裂口的概率，提高了轮胎的低气压耐久性能。如图5所示，所述充气轮胎还包括胎体，所述胎体包括第一帘布层70和第二帘布层60，所述第一帘布层的帘线、第二帘布层的帘线交叉设置且与轮胎轴向所成角度为45°～47.5°；两层帘布交叉设置，优化帘布的布置角度，提高帘布在强烈曲挠区的结构强度，减小轮胎的下沉量，降低强烈曲挠区的弯曲程度和剪切应力，提高了轮胎的低气压耐久性能。对规格相同但第一帘布层帘线、第二帘布层帘线与轮胎轴向所成角度不同的轮胎进行了以下试验：轮胎规格：225/45r18，轮胎试验内压：120kpa；试验负荷：轮胎额定最大负荷*1.02；测试轮辋：轮胎标准轮辋。通过上述试验结果可知，第一帘布层的帘线、第二帘布层的帘线两层帘布采用交叉排布且与轮胎轴向所成角度在45°～47.5°时轮胎径向刚度较大，对应的下沉量较小，降低了轮胎的弯曲程度，轮胎肩部的局部应力相应减小，提高了轮胎的低压耐久性能。如图5所示，所述轮胎还包括胎圈40，所述第一帘布层围绕胎圈从轮胎轴向方向上的内侧朝向轮胎轴向方向上的外侧反包形成折返部70b，所述充气轮胎的肩部设置有胎肩垫胶32，所述胎面上开设有沿轮胎周向布置的第一主沟和第二主沟，所述第二主沟布置于第一主沟靠近胎侧的一侧，所述第二胎体上表面距离第二主沟沟底f距离最近的点g、所述第二帘布层上表面距离胎肩垫胶远离胎侧一侧的端点j最近的点i，以及第二帘布层上表面与折返部端点重合的点h之间具有以下关系：其中为g点到h点在第二帘布层上表面的弧长，为h点到i点在第二帘布层上表面的弧长。上述技术方案可以将折返部的端点移出强烈曲挠区内，折返部端点两侧的刚度不同，受力相同时弯曲程度不同，将折返部端点移出强烈曲挠区，避免在强烈曲挠区内出现不同弯曲程度的区域，减少应力集中的程度，提高了轮胎的低压耐久性能。对规格相同但折返部端点设置在不同位置的轮胎的耐久性能进行了以下试验。试验速度：81km/h；轮胎试验内压：120kpa；试验负荷：轮胎额定最大负荷*1.02；测试轮辋：轮胎标准轮辋；环境温度：38±3℃；对比例3实施例4对比例4轮胎规格225/45r18225/45r18225/45r18折返部端点位置i点h点g点累计试验时间475h10min484h30min394h34min累计试验里程56236.83km57377.28km46735.8km试验结束轮胎状况胎冠全周脱层轮胎完好胎冠全周脱层从耐久试验的结果中可知，实施例4的耐久性能最好，故折返部的端点设置在h点时，轮胎的耐久性能最好。如图5所示，所述充气轮胎还包括胎圈40，所述胎圈处设置有12x2钢丝圈41，这种设计可以使胎圈区域的胎体帘布层之间变的更加接近，降低帘线在胎圈区域脱层的几率，同时轮胎肩部到胎圈之间的刚度变的更加均衡，胎侧弯曲半径变大，轮胎整体轮廓更加趋圆形。如图4所示，所述充气轮胎还包括内衬层50，在胎侧最宽处所在的水平面上，所述内侧层的厚度il.ga和胎侧的厚度sw.ga具有以下关系：il.ga：sw.ga＝1：1.25；轮胎加载负荷时，温和曲挠区的内外侧会承受不同的力，并产生热量，胎侧主要受力为拉伸应力，内衬层主要受力为压缩应力，拉伸和压缩交界处的线，既不拉伸也不压缩，称之为中性线。由于轮胎中性线位置是变化的，通过减薄温和曲挠区部件厚度，可以使中性线内外的胶料都更向中性线靠近，中性线内外胶料所受的最大张力和压缩降低，同时也会降低该区域热量的产生。对规格相同，但内衬层厚度il.ga与胎侧厚度sw.ga之比不同的轮胎进行了如下实验，试验速度：81km/h；轮胎试验内压：120kpa；试验负荷：轮胎额定最大负荷*1.02；测试轮辋：轮胎标准轮辋；环境温度：38±3℃；轮胎出现裂口状况时停机。通过以上试验结论可知，il.ga：sw.ga＝1:2.5时二层帘布高反包结构的耐久试验数据最优。为了进一步说明内衬层厚度与胎侧厚度之比对轮胎耐久的影响，进行了如下实车鼓包试验，试验场及试验道路：垫江试验场综合性能道冲击路；测试车辆：奇瑞瑞虎7；冲击方坑：方坑长为760mm，坑深为100mm，方坑边缘为直角边，有铁质材料包裹；测试轮胎规格：225/45r18；测试要求：试验车以车速为25km/h作为起始速度，垂直撞击方坑5次，如果通过则车速增加5km/h，轮胎不出现裂痕、裂口、漏气、鼓包等现象表示合格；反之，则不合格，停止试验。上述表格中，“√”表示通过试验，“×”表示未通过试验，通过以上试验可得出结论，il.ga：sw.ga＝1:2.5时，充气轮胎在鼓包试验中表现更为优异。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技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，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。当前第1页12