一种具有错位排列花纹块的冬季轮胎的制作方法

本发明涉及轮胎领域，具体涉及一种具有错位排列花纹块的冬季轮胎。

背景技术：

轮胎在冰雪路面行驶时，在接触表面会形成一层水膜，从而降低了轮胎与路面的抓地力，导致轮胎打滑影响车辆行驶的安全性。

轮胎噪音的主要来源有如下两个：车辆的行驶过程中，轮胎表面与地面的摩擦产生的噪音；轮胎表面的沟槽与空气的相互作用产生的噪音。

现有冬季轮胎通过在胎面上社设置钢片花纹来增加轮胎抓地力，为了保证抓地力，需要设置较多的钢片花纹，增加了胎面小沟槽的数量，这些小沟槽与小沟槽内的空气相互作用时会产生较大的噪音。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有错位排列花纹块的冬季轮胎，通过在胎面设置错位排列的花纹块，阻断空气的流通，能够有效减少轮胎与空气作用产生的空腔噪音。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有错位排列花纹块的冬季轮胎，包括胎面部、胎肩部以及沿轮胎周向设置在胎面部和胎肩部上的轮胎花纹，所述轮胎花纹包括位于胎面中心的中心花纹以及位于中心花纹两侧的边部块状花纹，所述中心花纹包括位于轮胎中心线处的导向部以及位于导向部两侧的中间块状花纹，任意两个相邻的中间块状花纹之间设置有第一横沟，任意一个中间块状花纹以及一个与之相邻的第一横沟组成a类花纹节，任意两个相邻的边部块状花纹之间设置有第二横沟，任意一个边部块状花纹以及与一个之相邻的一个第二横沟之间组成b类花纹节，所述a类花纹节拥有的花纹节距的种类数与b类花纹节拥有的花纹节距的种类数不相同，所述a类花纹节的首个花纹节与b类花纹节的首个花纹节的在轮胎周向上的错位值x＝5.6mm～8.0mm。

进一步地，所述a类花纹节包括两种花纹节距，所述b类花纹节包括三种花纹节距。

进一步地，所述a类花纹节包括的两种花纹节距分别为第一花纹节距pa和第二花纹节距pb，第二花纹节距pb＝49.0mm～54.0mm，且第一花纹节距pa与第二花纹节距pb之间具有如下关系：pb/pa＝1.10～1.50。

进一步地，所述b类花纹节包括的三种花纹节距分别为第三花纹节距pc、第四花纹节距pd以及第五花纹节距pe，其中第四花纹节距pd＝33.0mm～38.00mm，且第三花纹节距pc、第四花纹节距pd以及第五花纹节距pe之间具有如下关系：pc/pd＝1.10～1.50,pd/pe＝1.06～1.40。

进一步地，在轮胎的任一径向截面上，胎面中心处到胎面一侧的上端点之间的外轮廓依次分为第一段弧和第二段弧，胎面中心处到胎面一侧的下端点之间的内轮廓依次分为第三段弧、第四段弧以及第五段弧，所述第一段弧的半径r1、第二段弧的半径r2、第三段弧的半径r3、第五段弧的半径r5、轮胎最宽处的宽度sw以及胎面的弧长tdw之间具有如下关系：tdw/sw＝0.8～0.9，r2/sw＝36.5～45，r3/sw＝0.14～0.2，r5＝25mm～50mm；所述第一段弧的弧长l1、胎面的弧长tdw、轮胎最宽处到胎踵的径向高度sdh以及轮胎最高点到胎踵的径向高度sh之间具有如下关系：l1/(tdw/2)＝0.45～0.6，sdh/sh＝0.42～0.58。

进一步地，所述导向部和中间块状花纹之间设置有第一纵向主沟，所述中间花纹和边部块状花纹之间设置有第二纵向主沟，第一纵向主沟的宽度f＝7mm～14mm，所述第二纵向主沟的宽度e与第一纵向主沟的宽度f之间具有如下关系：f/e＝0.40～0.80。

进一步地，所述导向部包括第一足形花纹块和第二足形花纹块，所述第一足形花纹块和第二足形花纹块沿导向部的延伸方向交替布置在轮胎中心线的两侧；任意一个第一足形花纹块以及与该第一足形花纹块最接近的第二花纹块之间设置有第一沟槽；任意两个相邻的第一足形花纹块之间、任意两个相邻的第二足形花纹块之间设置有第二沟槽；所述第二沟槽的一端与第一沟槽连通，且另一端与第一纵向主沟连通。

进一步地，所述中间块状花纹的两侧分别为第一侧和第二侧，任意一个中间块状花纹的第一侧设置有第三沟槽且第二侧设置有第四沟槽，所述中间块状花纹的中部设置有第五沟槽，所述第三沟槽的一端与靠近第一侧的第一横沟连通且另一端与第五沟槽的第一端连通，所述第四沟槽的一端与靠近第二侧的第一横沟连通且另一端与第五沟槽的第二端连通，所述第三沟槽、第四沟槽和第五沟槽形成大致的“工”字形；任意一个第一横沟、该第一横沟一侧的中间块状花纹上的第三沟槽、该第一横沟另一侧的中间块状花纹上的第四沟槽之间形成大致的“十”字形。

进一步地，还包括对称设置在胎肩部的肩部花纹，所述肩部花纹设置于边部块状花纹的外侧，所述肩部花纹块上开设有竖向沟槽。

进一步地，所述轮胎花纹上布置有呈正弦波形状的钢片花纹，所述钢片花纹具有深度较大的深部位以及深度较小浅部位。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.通过在胎面设置错位排列的花纹块，阻断空气在胎面沟槽内的流通，能够有效减少轮胎与空气作用产生的空腔噪音。

2.优化胎面轮廓，提高轮胎的接地面积，提高轮胎的抓地能力。

3.在胎面增加各种花纹沟样式，提高排水能力，进一步提高轮胎的抓地能力。

4.优化轮胎的胎面节距比值，将胎面与地面接触时的噪音分散到多个频率上，降低了轮胎噪音。

附图说明

图1为本发明轮胎花纹的结构示意图；

图2为本发明外轮廓和内轮廓的结构示意图；

图3为本发明第一段弧和第二段弧的结构示意图；

图4为本发明第三花纹节距、第四花纹节距、第五花纹节距的结构示意图；

图5为本发明第一花纹节距、第二花纹节距的结构示意图；

图6为本发明钢片花纹的结构示意图；

图7为本发明钢片花纹的深部位、浅部位第一种布置方式的结构示意图；

图8为本发明钢片花纹的深部位、浅部位第二种布置方式的结构示意图。

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。

如图1所示，一种具有错位排列花纹块的冬季轮胎，包括胎面部1、胎肩部2以及沿轮胎周向设置在胎面部和胎肩部上的轮胎花纹，所述轮胎花纹包括位于胎面中心的中心花纹以及位于中心花纹两侧的边部块状花纹50，所述中心花纹包括位于轮胎中心线处的导向部10以及位于导向部两侧的中间块状花纹30，任意两个相邻的中间块状花纹之间设置有第一横沟31，任意一个中间块状花纹以及一个与之相邻的第一横沟组成a类花纹节，任意两个相邻的边部块状花纹50之间设置有第二横沟51，任意一个边部块状花纹以及与一个之相邻的一个第二横沟之间组成b类花纹节，所述a类花纹节拥有的花纹节距的种类数与b类花纹节拥有的花纹节距的种类数不相同，所述a类花纹节的首个花纹节与b类花纹节的首个花纹节的在轮胎周向上的错位值x＝5.6mm～8.0mm。

本实施例中a类花纹节有两种，分别为第一花纹节距pa和第二花纹节距pb，第一花纹节距的数量为npa、第二花纹节距的数量为npb；b类花纹节有三种，分别为第三花纹节距pc、第四花纹节距pd以及第五花纹节距pe，第三花纹节距的数量为npc，第四花纹节距的数量为npd，第五花纹节距的数量为npe。

由于轮胎的外周长的是一定的，所以pa*npa+pb*npb＝pc*npc+pd*npd+pe*npe＝轮胎外周长。

a类花纹节和b类花纹节在轮胎的周向表面进行排布时，a类花纹节的首个花纹节p1以及b类花纹节的首个花纹节p2之间具有如下关系：p1的一端与p2的一端在轮胎周向方向对齐，但由于p1和p2的长度不同，导致p1的另一端与p2的另一端在轮胎周向方向上错开，该错开值即为a类花纹节的首个花纹节与b类花纹节的首个花纹节在轮胎周向上的错位值x；其中p1为第一花纹节距pa或者第二花纹节距pb中的一种，p2为第三花纹节距pc、第四花纹节距pd或者第五花纹节距pe中的任意一种。

由于中间块状花纹和边部块状花纹之间存在错位，且中间块状花纹拥有的花纹节距的种类数与边部块状花纹拥有的花纹节距的种类数不同，能够最大程度上使第一横沟和第二横沟错开，在车辆行驶的过程中，轮胎表面沟槽内的空气被压缩，并沿着沟槽的延伸方向进行运动，高速运行的空气与沟槽作用产生空腔噪音；第一横沟和第二横沟错开能够破坏空气在轮胎表面沟槽内的运动，减缓其运行速度，降低轮胎与地面作用时产生的噪音。

为了证明本发明的实际效果，对规格245/55r19的轮胎进行了试验。

试验标准：ecer117；

试验条件：风速1.8m/s～3.6m/s，地表温度11.5～18.8℃，空气温度8.2～15.7℃；

由上述结构可知，实施例4采用的错位值能够取得最佳的轮胎噪音；与对比例相比，a类花纹节的首个花纹节与b类花纹节的首个花纹节的在轮胎周向上的错位值x＝5.6mm～8.0mm时，轮胎的噪音水平显著降低。

如图1所示，所述a类花纹节包括的两种花纹节距分别为第一花纹节距pa和第二花纹节距pb，第二花纹节距pb＝49.0mm～54.0mm，且第一花纹节距pa与第二花纹节距pb之间具有如下关系：pb/pa＝1.10～1.50。

如图1所示，所述b类花纹节包括的三种花纹节距分别为第三花纹节距pc、第四花纹节距pd以及第五花纹节距pe，其中第四花纹节距pd＝33.0mm～38.00mm，且第三花纹节距pc、第四花纹节距pd以及第五花纹节距pe之间具有如下关系：pc/pd＝1.10～1.50,pd/pe＝1.06～1.40。

如图1所示，在轮胎的任一径向截面上，胎面中心处到胎面一侧的上端点d之间的外轮廓依次分为第一段弧71和第二段弧72，胎面中心处到胎面一侧的下端点c之间的内轮廓依次分为第三段弧73、第四段弧74以及第五段弧75，所述第一段弧的半径r1、第二段弧的半径r2、第三段弧的半径r3、第五段弧的半径r5、轮胎最宽处的宽度sw以及胎面的弧长tdw之间具有如下关系：tdw/sw＝0.8～0.9，r2/sw＝36.5～45，r3/sw＝0.14～0.2，r5＝25mm～50mm；所述第一段弧的弧长l1、胎面的弧长tdw、轮胎最宽处到胎踵的径向高度sdh以及轮胎最高点到胎踵的径向高度sh之间具有如下关系：l1/(tdw/2)＝0.45～0.6，sdh/sh＝0.42～0.58。

通过上述参数的设计，保证了轮胎在行驶过程中的接地面积最大化。

如图1所示，第一段弧71和第二段弧72确定轮胎的外轮廓，第三段弧73、第四段弧74以及第五段弧75。

tbw为轮胎两侧与轮辋接触点的轴向距离，其采用标准轮辋加0.5英寸设计。

轮胎最宽处的宽度sw，在国家标准的基础上进行放大处理，以便实际轮胎可以达到国家标准；本发明中，sw值针对不同的扁平率所采用的设计标准不同；扁平率为40、45以及50的轮胎，其sw＝国家标准断面宽+(6～8)mm；扁平率为55、60以及65的轮胎，其sw＝国家标准断面宽+(8～13)mm；扁平率为70及70以上的轮胎，其sw＝国家标准断面宽+(3～6)mm。

第一纵向主沟20的深度gd＝8.0mm～12.5mm。

在轮胎的任意一个径向截面上，胎面两侧的上端点d处不作倒角，采用尖角设计，能够增加接地面积，提高轮胎的抓地能力。

如图1所示，所述导向部10和中间块状花纹30之间设置有第一纵向主沟20，所述中间花纹和边部块状花纹50之间设置有第二纵向主沟40，第一纵向主沟的宽度f＝7mm～14mm，所述第二纵向主沟的宽度e与第一纵向主沟的宽度f之间具有如下关系：f/e＝0.40～0.80；第一纵向主沟的宽度较宽，有利于快速排雪，第二纵向主沟的宽度比第一纵向主沟更宽，进一步提高了排雪性能。

如图1所示，所述导向部包括第一足形花纹块11和第二足形花纹块12，所述第一足形花纹块和第二足形花纹块沿导向部10的延伸方向交替布置在轮胎中心线的两侧；任意一个第一足形花纹块以及与该第一足形花纹块最接近的第二花纹块之间设置有第一沟槽13；任意两个相邻的第一足形花纹块之间、任意两个相邻的第二足形花纹块之间设置有第二沟槽14；所述第二沟槽的一端与第一沟槽连通，且另一端与第一纵向主沟20连通。

如图1所示，所述中间块状花纹30的两侧分别为第一侧和第二侧，任意一个中间块状花纹的第一侧设置有第三沟槽32且第二侧设置有第四沟槽34，所述中间块状花纹的中部设置有第五沟槽33，所述第三沟槽32的一端与靠近第一侧的第一横沟连通且另一端与第五沟槽的第一端连通，所述第四沟槽34的一端与靠近第二侧的第一横沟连通且另一端与第五沟槽的第二端连通，所述第三沟槽32、第四沟槽34和第五沟槽33形成大致的“工”字形。

所述中间块状花纹30靠近第一纵向主沟的一侧开设有第六沟槽35，且靠近第二纵向主沟的一侧开设有第七沟槽36。

如图1所示，任意一个第一横沟31、该第一横沟一侧的中间块状花纹30上的第三沟槽32、该第一横沟另一侧的中间块状花纹上的第四沟槽34之间形成大致的“十”字形。

所述第一沟槽13的宽度为1.2mm～3.5mm，且深度为1.5mm～4.0mm；所述第二沟槽14从轮胎中心线到第一纵向主沟20的方向，其宽度由1.0mm到4.0mm渐变，其深度由1.2mm到8.0mm渐变；第六沟槽35、第七沟槽36在宽度和深度方向上同样采用渐变的设计，第六沟槽35和第七沟槽36从中间块状花纹的中心到中间块状花纹的两侧方向上，其由1.0mm到4.0mm渐变，其深度由0mm到6.0mm渐变；第三沟槽32、第四沟槽34从中间块状花纹的中心到中间块状花纹的两端，其宽度由1.0mm到4.0mm渐变，深度由2mm到8.0mm渐变；第五沟槽的宽度为2.0mm～5.0mm，深度为2.0mm～5.0mm；第一横沟的宽度为4.0mm～7.5mm，深度为7.0mm～10.0mm；本发明各沟槽之间贯通性好，排水能力强，第二沟槽14和第六沟槽35的宽度和深度设计为渐变结构，能够在保证排水能力的同时增加胎面刚性，使轮胎在湿路面上有良好的抓地力；所述第三沟槽32、第四沟槽34和第五沟槽33形成大致的“工”字形，中间块状花纹中心的积水能够及时排除到第一横沟中，提高了轮胎的排水能力；任意一个第一横沟31、该第一横沟一侧的中间块状花纹30上的第三沟槽32、该第一横沟另一侧的中间块状花纹上的第四沟槽34形成大致的“十”字形，第三沟槽32、第四沟槽34在深度方向上的渐变使相邻两个中间块状花纹之间形成“v”形沟壑，能够有效且及时的将中间块状花纹中部的水排出，增加胎面咬雪能力，保证轮胎的湿地性能和雪地性能。

还包括对称设置在胎肩部的肩部花纹60，所述肩部花纹设置于边部块状花纹的外侧，所述肩部花纹块上开设有竖向沟槽61，竖向沟槽与轮胎的中心线垂直，能够促进排水，提高轮胎的抓地性能

如图1所示，所述轮胎花纹上布置有呈正弦波形状的钢片花纹3，所述钢片花纹具有深度较大的深部位5以及深度较小浅部位4。

为保证花纹块刚性均匀，防止轮胎异常磨损，本发明对胎面钢片进行优化设计，根据中心花纹和边部块状花纹的花纹块面积布置不同数量的钢片花纹；对于第一足形花纹块11以及第二足形花纹块12，面积较大的花纹块上布置13个钢片花纹，面积较小的花纹块上布置11个钢片花纹；对于中间块状花纹，面积较大的花纹块上布置24个钢片花纹，面积较小的花纹块上布置20个钢片花纹；对于边部花纹块，根据面积从大到小的顺序，依次布置6个、5个和4个钢片花纹；每个区域的钢片花纹之间的间距为4.8mm～5.1mm；每个花纹块上的钢片花纹均匀分布，使各花纹块具有一致的花纹刚性，能够防止轮胎的异常磨损。

如图4所示，钢片花纹的中部呈正弦波形状，两端为直线形状，所述钢片花纹的宽度w为0.3mm～0.6mm。

所述钢片花纹具有深度较大的深部位以及深度较小浅部位，当钢片花纹的长度l≤25mm时，钢片花纹具有一个深部位和两个浅部位，钢片花纹的两端的深度为d1且长度为l1，钢片花纹其余部分均为深部位且深度为d；当钢片长度l＞25mm时，钢片花纹具有两个深部位和三个浅部位，钢片花纹两端以及中间位置的浅部位的深度为d1，两端浅部位的长度为l1，中间位置的浅部位的长度为l2，其与部分为布置在中间位置的浅部位两侧的深部位，且深部位的深度为d；上述参数的取值范围为：3mm≤l1≤5mm，2.4mm≤l2≤4.0mm，1.0mm≤d1≤3.0mm，d＝7mm；根据钢片花纹长度的不同，将其底部的区域设计为深浅不一的样式，能够提高钢片花纹的刚性，防止轮胎的异常磨损。

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。