一种全钢子午线轮胎

技术领域

本发明涉及子午线轮胎领域，具体是一种全钢子午线轮胎。

背景技术

随着中国市场法规GB1589-2016的颁布和921治超新政策的实施，国内的整车厂需降低车辆总重，并提高车辆的承载能力，从而提高车辆的市场竞争力。同时，中国的电商发展迅猛，大大带动了快递物流业的发展。而快递的时效性更是竞争力的首要指标。低扁平宽基胎以单胎替换双胎使用，有效的降低了整车重量，降低了拖车的底盘高度，增大了集装箱的容积，从而提升车辆的承载能力。

但单胎替代双胎使用，也意味着单胎负载更高，轮胎变形更大，生热更高，由于是单胎，一旦发生故障，会对车辆的时效性造成很大影响，因此低扁平宽基胎对耐久性能要求更高，现有技术中的低扁平宽基胎无法满足实际的使用需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全钢子午线轮胎，通过对子午线轮胎的胎面尺寸结合带束层尺寸的改进，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：

一种全钢子午线轮胎，包括轮胎胎面和四层带束层，

所述四层带束层包括第一带束层、第二带束层、第三带束层和第四带束层，所述第一带束层包括左段部、中段部和右段部，所述第一带束层的左段部与右段部的宽度相同，宽度范围均为20％～30％断面宽，所述左段部、中段部和右段部的延伸方向与轮胎的圆周方向均相同，所述左段部与右段部的厚度以及两者与圆周方向夹角均相同，所述厚度范围均为1.6～2.0mm，所述中段部延伸方向与左、右段部延伸方向相同，所述中段部厚度范围为1.6～2.2mm，所述第二带束层、第三带束层和第四带束层的厚度范围均为1.8～2.2mm，所述第二带束层延伸方向与第一带束层的中段部相同，所述第三带束层和第四带束层延伸方向均与第一带束层的中段部相反。

所述轮胎胎面的轮胎轴向断面外轮廓由n段胎面弧依次平滑连接形成，所述n≥6，所述n段胎面弧分别沿胎面中心点对称分布，所述n段胎面弧的轴向水平宽度分别为L

作为本发明进一步的方案：所述第一带束层左段部和右段部与圆周方向的夹角范围均为0°～15°，所述第一带束层中段部与圆周方向的夹角范围为45°～60°，所述第二带束层、第三带束层和第四带束层与圆周方向夹角范围均为10°～24°。

作为本发明进一步的方案：所述n＝6，所述6段胎面弧的半径分别满足R

作为本发明进一步的方案：所述n＝8，所述8段胎面弧的半径分别满足R

作为本发明进一步的方案：所述n的取值范围为：6≤n≤8。

作为本发明进一步的方案：所述四层带束层表面附有胶料，所述胶料拉伸模量为6.0～7.0MPa。

作为本发明进一步的方案：所述轮胎还包括胎肩部，所述胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围为：1.0～1.3.

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构新颖，优化了胎面轮廓及带束层结构，增加了带束层胶料的模量同时控制胎面与肩部厚度比，可以降低轮胎带束层端点剪应变，同时保证轮胎接地形状均匀，提升轮胎耐久性能，从而降低轮胎故障率。

附图说明

图1为一种全钢子午线轮胎的胎面轮廓的结构示意图；

图2为一种全钢子午线轮胎的带束层的部分结构示意图；

图中：1-第一带束层、2-第二带束层、3-第三带束层、4-第四带束层。

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。

实施例1：

本发明实施例中，一种全钢子午线轮胎，包括轮胎胎面和四层带束层，所述四层带束层包括：第一带束层1、第二带束层2、第三带束层3和第四带束层4，所述第一带束层包括左段部、中段部和右段部，所述左段部与右段部的延伸方向与轮胎的圆周方向均相同，所述左段部与右段部的厚度与圆周方向夹角均相同，所述厚度范围均为1.6～2.0mm，与圆周方向的夹角范围均为0°～15°，所述中段部延伸方向与左、右段部延伸方向相同，所述中段部厚度范围为1.6～2.2mm，与圆周方向夹角范围为45°～60°，所述第二带束层延伸方向与中段部相同，所述第二带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，与圆周方向夹角范围为10°～24°，所述第三带束层的延伸方向与中段部相反，所述第三带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，与圆周方向夹角范围为10°～24°，所述第四带束层的延伸方向与中段部相反，所述第四带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，与圆周方向夹角范围为10°～24°。

所述轮胎胎面的轮胎轴向断面外轮廓由n段胎面弧依次平滑连接形成，当n＝6时，所述6段胎面弧的半径分别满足R

所述带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0MPa，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能。模量低于6.0MPa时，带束层端点剪应变及应变能密度会升高；模量高于7.0MPa时，胶料强度及疲劳性能会下降，导致轮胎性能降低。

通过上述带束层结构可以降低带束层端点剪应变，同时保证轮胎接地形状均匀，提升轮胎耐久性能的同时保证了轮胎磨耗性能；通过上述的冠弧设计，可以优化轮胎接地形状，降低胎面应力。

为验证本实施例中四层带束层与6段弧的轮胎胎面相结合，能够起到轮胎改进后所描述的实际效果，本实施例做出如下实验：

现有技术为带束层与胎面均为改进的实验部分；对比例1为仅改变胎面、仍采用现有技术中的带束层的实验部分；对比例2为仅改变带束层、仍采用现有技术中轮胎胎面的实验部分；实施例1-3，均为带束层与轮胎胎面相结合的实验部分。

根据上述实验结果能够得出：

1、根据现有技术与对比例1的实验数据对比能够得出：在保持四层带束层的尺寸与现有技术尺寸相同的前提下，仅对轮胎胎面的对应尺寸进行改进，优化了轮胎的接地形状，能够有效降低带束层的最大剪应变和胎面应力。

2、根据现有技术与对比例2的实验数据对比能够得出：在采用现有技术轮胎胎面尺寸的前提下，对轮胎的四层带束层进行改进，相较于现有技术的带束层，本发明增加了带束层的胶料模量，有效降低了带束层的最大剪应变和胎面应力。

3、根据实施例2与对比例1的实验数据对比能够得出：实施例2和对比例1中的轮胎胎面均为冠弧尺寸改进后的轮胎胎面，两组实验的区别点仅为：实施例2中的四层带束层均为本发明改进后的四层带束层，其中带束层胶模量为6.5MPa，对比例1中的四层带束层为现有技术中采用的带束层，其中带束层胶模量小于6MPa，从两组实验数据结果可以看出：增加带束层胶模量的实施例2中轮胎带束层剪应变明显小于对比例1中胶模量较小的轮胎，进一步能够验证得出：本发明通过增加带束层胶模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度。

4、根据实施例1-3和对比例2的实验数据对比能够得出：在四层带束层尺寸保持相同的情况下，增设轮胎胎面的尺寸改进，能够进一步降低带束层最大剪应变和胎面应力。

5、根据实施例1-3和现有技术、对比例1-2之间的实验数据对比能够得出：本发明能够通过实验数据对上述理论推导的结论进行验证，即：通过单独对带束层的改进，能够降低带束层端点剪应变，提升耐久性能，通过单独对轮胎胎面冠弧的改进，能够优化轮胎接地形状，降低胎面应力，当本发明中实验轮胎同时进行轮胎胎面和轮胎带束层的改进时，该轮胎相较于仅改变胎面或仅改变带束层的轮胎，本发明能够进一步降低带束层最大剪应变以及胎面应力。

为验证：本发明中限定带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0MPa这一范围的特殊性，以及本发明中限定胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围为1.0～1.3这一范围的特殊性，本发明做出如下验证实验：

根据上述实验结果能够验证得出：

相较于现有技术中的轮胎，本发明中所限定的带束层所附胶料拉伸膜量为6.0～7.0MPa同时胎肩部与轮胎的厚度比值范围为1.0～1.3的轮胎，有效降低了胎面应力以及带束层的最大剪应变，同时当带束层所附胶膜拉伸模量以及胎肩部与轮胎的厚度比值均超过上述范围时，会对轮胎的胎面应力以及带束层的最大剪应变有一定数值的升高，通过上述实验数据的对比，能够验证得出上述限定的带束层所附胶料拉伸模量的范围以及胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围均具有一定特殊性，且能够证明所述带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0MPa，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能。模量低于6.0MPa时，带束层端点剪应变及应变能密度会升高；模量高于7.0MPa时，胶料强度及疲劳性能会下降，导致轮胎性能降低。

实施例2：

本发明实施例中，一种全钢子午线轮胎，包括轮胎胎面和四层带束层，所述四层带束层包括：第一带束层1、第二带束层2、第三带束层3和第四带束层4，所述第一带束层包括左段部、中段部和右段部，所述左段部与右段部的延伸方向与轮胎的圆周方向均相同，所述左段部与右段部的厚度与圆周方向夹角均相同，所述厚度范围均为1.6～2.0mm，与圆周方向的夹角范围均为0°～15°，所述中段部延伸方向与左、右段部延伸方向相同，所述中段部厚度范围为1.6～2.2mm，与圆周方向夹角范围为45°～60°，所述第二带束层延伸方向与中段部相同，所述第二带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，与圆周方向夹角范围为10°～24°，所述第三带束层的延伸方向与中段部相反，所述第三带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，与圆周方向夹角范围为10°～24°，所述第四带束层的延伸方向与中段部相反，所述第四带束层的厚度范围为1.8～2.2mm，与圆周方向夹角范围为10°～24°。

所述轮胎胎面的轮胎轴向断面外轮廓由n段胎面弧依次平滑连接形成，当n＝8时，所述8段胎面弧的半径分别满足R

为验证本实施例中四层带束层与8段弧的轮胎胎面相结合，能够起到轮胎改进后所描述的实际效果，本实施例做出如下实验：

轮胎8段弧和带束层相结合改进的相关实验数据分析，可参考上述6段弧与带束层相结合改进的相关实验数据分析。

根据上述实验结果能够得出：

1、根据现有技术与对比例1的实验数据对比能够得出：在四层带束层的尺寸范围不变的前提下，仅对轮胎胎面对应的冠弧尺寸进行改进，优化了轮胎的接地形状，能够有效降低带束层的最大剪应变和胎面应力。

2、根据现有技术与对比例2的实验数据对比能够得出：在采用现有技术轮胎胎面尺寸的前提下，对轮胎的四层带束层进行改进，相较于现有技术的带束层，本发明增加了带束层的胶料模量，有效降低了带束层的最大剪应变和胎面应力。

3、根据实施例1与对比例1的实验数据对比能够得出：实施例2和对比例中的轮胎胎面均为冠弧尺寸改进后的轮胎胎面，两组实验的区别点仅为：实施例2中的四层带束层均为本发明改进后的四层带束层，其中带束层胶膜量为6.5MPa，对比例1中的四层带束层为现有技术中采用的带束层，其中带束层胶膜量小于6MPa，从两组实验数据结果可以看出：增加带束层胶膜量的实施例2中轮胎带束层剪应变明显小于对比例1中胶膜量较小的轮胎，进一步能够验证得出：本发明通过增加带束层胶膜量可以医生带束层端点的剪应变及应变能密度。

4、根据实施例1-3和对比例2的实验数据对比能够得出：在四层带束层尺寸保持相同的情况下，增设轮胎胎面的尺寸改进，能够进一步降低带束层最大剪应变和胎面应力。

5、根据实施例1-3和现有技术、对比例1-2之间的实验数据对比能够得出：本发明能够通过实验数据对上述理论推导的结论进行验证，即：通过对带束层以及轮胎胎面冠弧的改进设计，能够降低带束层端点剪应变，同时能够优化接地形状，保证轮胎接地形状均匀，降低胎面应力。

本发明为验证：本发明中限定带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0MPa这一范围的特殊性，以及本发明中限定胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围为1.0～1.3这一范围的特殊性，本发明做出如下验证实验：

根据上述实验结果能够验证得出：

相较于现有技术中的轮胎，本发明中所限定的带束层所附胶料拉伸膜量为6.0～7.0MPa同时胎肩部与轮胎的厚度比值范围为1.0～1.3的轮胎，有效降低了胎面应力以及带束层的最大剪应变，同时当带束层所附胶膜拉伸模量以及胎肩部与轮胎的厚度比值均超过上述范围时，会对轮胎的胎面应力以及带束层的最大剪应变有一定数值的升高，通过上述实验数据的对比，能够验证得出上述限定的带束层所附胶料拉伸模量的范围以及胎肩部与轮胎胎面的厚度比值范围均具有一定特殊性，且能够证明所述带束层所附胶料拉伸模量为6.0～7.0MPa，较高的胶料模量可以抑制带束层端点的剪应变及应变能密度，提升轮胎的耐久性能。模量低于6.0MPa时，带束层端点剪应变及应变能密度会升高；模量高于7.0MPa时，胶料强度及疲劳性能会下降，导致轮胎性能降低。

本发明结构新颖，运行稳定，本发明优化了胎面轮廓及带束层结构，增加了带束层胶料的模量同时控制胎面与肩部厚度比，可以降低轮胎带束层端点剪应变，同时保证轮胎接地形状均匀，降低轮胎胎面应力，提升轮胎耐久性能，从而降低轮胎故障率。

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。