CN210733720U - 一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构，包括设置在轮胎两侧的子口耐磨胶以及设置在胎圈部位的三角胶，所述子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下延伸，形成上端较宽、下端较窄的倒立三角形结构，所述子口耐磨胶上端点A的径向高度低于三角胶上端点D的径向高度，且A点与D点的径向高度差H为20mm～30mm，过所述子口耐磨胶上端点的两条边所成夹角θ为15°～30°，通过将子口耐磨胶设置为倒三角形，且优化其径向高度以及过子口耐磨胶上端点两条边的角度，使子口耐磨胶上端点的径向高度低于三角胶上端点高度，将子口耐磨胶移出轮胎曲挠区，降低胎侧部位参与形变的橡胶量，降低了轮胎的滚动阻力。

Description

一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构

技术领域

本实用新型涉及轮胎技术领域，具体涉及一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构。

背景技术

由于轮胎是由橡胶，钢丝和帘线组成的黏弹性体，运动中必然会伴随变形，形变最终以热量的形式产生能量损耗，这种单位行驶里程的能量损失称之为轮胎滚阻，欧洲轮胎工业对轮胎轮胎生命周期分析结果表明，轮胎对环境的主要影响是发生在轮胎的使用阶段，其中轮胎滚总阻力对环境影响占据了很大的份额。

轮胎主要由胎面、胎侧、三角胶、冠带层、带束层、胎体、内衬、钢丝圈组成，而轮胎滚阻产生的部位占比一般为冠部、胎侧、子口，轮胎滚阻的降低可以通过改善胎面配方、降低轮胎重量、优化轮胎结构设计等方法来实现，现有技术中由于考虑到轮胎的噪音、磨耗、经济性、操控性、轮胎湿地等性能需要同时兼顾，在不改变轮胎结构的情况下，轮胎滚阻的降低出现瓶颈。

现有技术普通轮胎由于子口耐磨胶上端点高于三角胶的上端点，而三角胶的上方刚好处于轮胎曲挠区，生热多，能耗较大，对轮胎滚阻极其不利。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构，通过将子口耐磨胶设置为倒三角形，且优化其径向高度以及过子口耐磨胶上端点两条边的角度，将子口耐磨胶移出轮胎曲挠区，减少胎侧部位参与形变的橡胶量，降低了轮胎的滚动阻力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构，包括设置在轮胎两侧的子口耐磨胶以及设置在胎圈部位的三角胶，所述子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下延伸，形成上端较宽、下端较窄的倒立三角形结构，所述子口耐磨胶上端点A的径向高度低于三角胶上端点D的径向高度，且A点与D点的径向高度差H为20mm～30mm，过所述子口耐磨胶上端点的两条边所成夹角θ为15°～30°。

进一步地，所述胎侧结构还包括胎侧胶，所述胎侧胶和子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下依次设置，所述子口耐磨胶上端与胎侧胶下端粘结，所述子口耐磨胶的径向截面的面积S_rc与胎侧胶的径向截面的面积S_w之比为9%～14%。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：

1.通过将子口耐磨胶设置为倒三角形，且优化其径向高度以及过子口耐磨胶上端点两条边的角度，使子口耐磨胶上端点的径向高度低于三角胶上端点高度，将子口耐磨胶移出轮胎曲挠区，降低胎侧部位参与形变的橡胶量，降低了轮胎的滚动阻力。

2.子口耐磨胶胶料的迟滞损失大，对轮胎的滚阻贡献较大，本实用新型中轮胎的子口耐磨胶径向截面的面积小，子口耐磨胶在胎侧中的占比随之减小，滚动阻力也会随之降低。

附图说明

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为本实用新型胎侧胶和子口耐磨胶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。

轮胎主要由胎面、胎侧、三角胶、冠带层、带束层、胎体、内衬、钢丝圈组成，而轮胎滚阻产生的部位占比一般为冠部、胎侧、子口，轮胎滚阻的降低可以通过改善胎面配方、降低轮胎重量、优化轮胎结构设计等方法来实现，现有技术中由于考虑到轮胎的噪音、磨耗、经济性、操控性、轮胎湿地等性能需要同时兼顾，在不改变轮胎结构的情况下，轮胎滚阻的降低出现瓶颈。

普通轮胎由于子口耐磨胶的上端点高于三角胶的上端点，而三角胶的上方刚好处于轮胎曲挠区，生热多，能耗较大，对轮胎滚阻极其不利。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构，包括设置在轮胎两侧的子口耐磨胶10以及设置在胎圈部位的三角胶30，所述子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下延伸，形成上端较宽、下端较窄的倒立三角形结构，所述子口耐磨胶10上端点A的径向高度低于三角胶上端点D的径向高度，且A点与D点的径向高度差H为20mm～30mm，过所述子口耐磨胶上端点的两条边AB、AC所成夹角θ为15°～30°。

降低子口耐磨胶10上端点的高度，使子口耐磨胶的上端点A低于三角胶的上端点D；三角胶上端点以上为胎侧曲挠区，生热多，能耗大，本实用新型中的参数设置可以将子口耐磨胶移出曲挠区，降低胎侧生热。

过所述子口耐磨胶上端点的两条边为AB和AC，且边AB与边AC所成夹角θ为15°～30°，θ小于15°时会导致子口耐磨胶的厚度值过小，轮胎与轮辋接触时无法起到保护子口的目的，当θ过大则会造成子口耐磨胶与胎侧胶的粘结处尺寸过小，粘结强度不够，子口耐磨胶与胎侧胶的进行力传递时过渡不均匀，且θ过大会造成子口耐磨胶的径向截面面积增大，不利于减小轮胎滚动阻力；将过所述子口耐磨胶上端点的两条边所成夹角θ的值设置为15°～30°时，保证子口耐磨胶保护子口的同时，能够降低子口耐磨胶的径向截面的面积，降低了轮胎滚动阻力。

如图1所示，所述胎侧结构还包括胎侧胶20，所述所述胎侧胶和子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下依次设置，所述子口耐磨胶上端与胎侧胶下端粘结，所述子口耐磨胶的径向截面面积S_rc与胎侧胶的径向截面面积S_w之比为9%～14%。

由于轮胎是由橡胶，钢丝和帘线组成的黏弹性体，运动中必然会伴随变形，这种变形最终以热量的形式产生能量损失，这种能量损失便产生了轮胎滚阻，滚动阻力F_R定义：单位行驶里程的能量损失（或能耗），其表达式为：

F_R=E_loss/C=f(σ,ε,V,tanδ)/C

其中E_loss为轮胎的能量损耗，σ为应力，ε为应变，V为轮胎体积，tanδ为胶料损耗角，C为滚动周长。

胎侧由胎侧胶、子口耐磨胶组成，胎侧主要承受曲挠变形作用，保护胎侧帘线不受损伤，其胶料特点为硬度低、耐曲挠、耐老化；子口耐磨胶硬度比三角胶小且比胎侧大，从而使三角胶与胎侧力的过渡更为平稳，其胶料特点为硬度高、耐磨。由于两种胶料不同，其tanδ材料损耗角也不同，由于子口耐磨胶的tanδ大，在保证子口耐磨胶起到过渡作用的同时，需要降低子口耐磨胶的用量来降低滚阻，本实用新型中子口耐磨胶的使用量较少，能够减少轮胎的滚阻。

对比例1：

子口耐磨胶上端点A与三角胶上端点D的径向高度差H为25mm，过子口耐磨胶上端点两条边AB和AC所成夹角θ为10°，子口耐磨胶的径向面积占在胎侧中的占比为9.4%；

对比例2：

子口耐磨胶上端点A与三角胶上端点D的径向高度差H为25mm，过子口耐磨胶上端点两条边AB和AC所成夹角θ为35°，子口耐磨胶的径向面积占在胎侧中的占比为13.2%；

对比例3：

子口耐磨胶上端点A与三角胶上端点D的径向高度差H为25mm，过子口耐磨胶上端点两条边AB和AC所成夹角θ为40°，子口耐磨胶的径向面积占在胎侧中的占比为14.6%；

实施例1：

子口耐磨胶上端点A与三角胶上端点D的径向高度差H为25mm，过子口耐磨胶上端点两条边AB和AC所成夹角θ为15°，子口耐磨胶的径向面积占在胎侧中的占比为10.5%；

实施例2：

子口耐磨胶上端点A与三角胶上端点D的径向高度差H为25mm，过子口耐磨胶上端点两条边AB和AC所成夹角θ为23°，子口耐磨胶的径向面积占在胎侧中的占比为11.8%；

实施例3：

子口耐磨胶上端点A与三角胶上端点D的径向高度差H为25mm，过子口耐磨胶上端点两条边AB和AC所成夹角θ为30°，子口耐磨胶的径向面积占在胎侧中的占比为12.5%；

为了更加直观地说明本实用新型的技术效果，使用上述三组对比例和三组实施例进行的轮胎滚阻试验，参考标准ISO28580，制定了轮胎规格为205/55R16的测量轮胎滚阻大小的试验，试验速度：80km/h；气压：210kpa；负荷：单胎最大负荷*80%；温度为25℃；

测试过程：轮胎充气结束后将轮胎停放在25℃环境温度中至少3h进行热平衡；热平衡后将气压调整至试压气压，并在调整10min后进行再次确认，然后装进设备进行滚阻测试，试验结果如下：

对比例1

对比例2

对比例3

实施例1

实施例2

实施例3

A点与D点的径向高度差H

25mm

25mm

25mm

25mm

25mm

25mm

子口耐磨胶上端点对应的夹角θ

10°

35°

40°

15°

23°

30°

子口耐磨胶径向截面面积的占比

9.4%

13.2%

14.6%

10.5%

11.8%

12.5%

轮胎滚阻F<sub>R</sub>

39.96N

42.75N

43.34N

40.37N

41.23N

42.12N

由实验结果可以看出，子口耐磨胶上端点的高度相同时，通过改变过子口耐磨胶上端点两条边的夹角，轮胎滚阻下降。

当两条边AB和AC所成夹角θ小于15°，会致使RC厚度过小，轮胎与轮辋接触时无法起到保护子口的目的，通过对对比例1轮胎进行轮胎耐久试验验证，结果为耐久测试不合格，具体试验如下：

参考标准GB/T 4502-2016，轮胎规格为205/55R16，试验速度：120km/h，气压：180kpa，温度为38℃；

测试过程：第一步在单胎负荷85%的状态下跑4h，行驶里程480km，第二步在单胎负荷90%的状态下跑6h，行驶里程1200km，第三步在单胎负荷100%的状态下跑24h，行驶里程4080km，停机检查外观，发现轮胎子口部位磨损严重，开裂，轮胎耐久测试不合格。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内，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。

Claims (2)

1.一种用于低滚阻轮胎的胎侧结构，包括设置在轮胎两侧的子口耐磨胶（10）以及设置在胎圈部位的三角胶（30），其特征在于：所述子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下延伸，形成上端较宽、下端较窄的倒立三角形结构，所述子口耐磨胶（10）上端点A的径向高度低于三角胶上端点D的径向高度，且A点与D点的径向高度差H为20mm～30mm，过所述子口耐磨胶上端点的两条边（AB、AC）所成夹角θ为15°～30°。

2.根据权利要求1所述的用于低滚阻轮胎的胎侧结构，其特征在于：所述胎侧结构还包括胎侧胶（20），所述胎侧胶和子口耐磨胶沿胎侧轮廓从上到下依次设置，所述子口耐磨胶上端与胎侧胶下端粘结，所述子口耐磨胶的径向截面的面积S_rc与胎侧胶的径向截面的面积S_w之比为9%～14%。

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