435/50R19.5寬基全鋼載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)

劉圣林 張?jiān)菩? 欒海濤

摘 要：隨著全球能源枯竭，氣候變暖，各種自然災(zāi)害頻發(fā)，人們對(duì)于環(huán)保節(jié)能的要求開始重視。從輪胎方面來說就是低滾阻、低消耗輪胎的研發(fā)成為一種趨勢(shì)。根據(jù)市場(chǎng)需求，我司設(shè)計(jì)開發(fā)了435/50R19.5規(guī)格輪胎，通過試驗(yàn)及路試表明輪胎達(dá)到相關(guān)法律法規(guī)及客戶要求。

關(guān)鍵詞：435/50R19.5；超寬輪胎；輪胎外輪廓及施工設(shè)計(jì)

1 技術(shù)要求

按歐盟輪胎標(biāo)準(zhǔn)ETRTO 2010要求435/50R19.5寬基無內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎（以下簡(jiǎn)稱TBR輪胎）標(biāo)準(zhǔn)輪輞寬度 13.00英寸，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力 900kPa，充氣外直徑931±15mm，充氣斷面寬438±17mm，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷4500kg。

2 輪廓設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

TBR輪胎在胎冠部有剛性的帶束層箍緊，標(biāo)準(zhǔn)充氣一般增大0-3mm，同時(shí)因本次設(shè)計(jì)為拖車輪輪胎，綜合考慮，本次設(shè)計(jì)D取919mm。

B的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜， B值的選取主要與胎圈著合寬度（C）有關(guān)，當(dāng)C值比標(biāo)準(zhǔn)輪輞寬12.7mm時(shí)B應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)大5mm。本次設(shè)計(jì)C值取值比標(biāo)準(zhǔn)大12.7mm，故B比標(biāo)準(zhǔn)值大5mm，綜合考慮B實(shí)際取值443mm。

2.2 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

d取值主要影響輪胎的氣密性與輪胎裝卸。取值大，胎圈與輪輞過盈量小，裝卸容易，結(jié)合不夠緊密，氣密性差；取值小，胎圈與輪輞過盈量大，結(jié)合緊密，氣密性好，但裝卸困難；綜上，d取值493.5mm。

同時(shí)為降低輪胎充氣難度，C值比標(biāo)準(zhǔn)值大12.7mm設(shè)計(jì)，取值343mm。

2.3 行駛面寬度（b）和弧高度（h）

b的選取很大程度上影響輪胎的使用性能，多數(shù)情況b與C接近。增大b能提高輪胎與地面的接觸面積，提高輪胎磨耗性能，但是太寬容易使肩部生熱過高導(dǎo)致肩空，影響輪胎高速性能。綜合考慮，本次設(shè)計(jì)b取值364mm。為保證行駛面與地面最佳的著合，考慮寬基胎的特殊性，h取值15.0mm。

2.4 斷面水平軸（H1/H2）

斷面水平軸位于輪胎斷面最寬處，是輪胎在負(fù)荷下法向變形最大的位置?？梢圆捎肏1/H2值表征，H1/H2值加大則斷面水平軸上移，輪胎受力上移，易造成肩空或肩裂；反之則受力下移，易造成胎側(cè)子口折斷。

2.5 負(fù)荷能力

L=K*6.075*0.00001*P0.8*Sd1.1*（Dr+Sd）

通過計(jì)算，在充氣壓力900kPa時(shí)，輪胎負(fù)荷能力≥4500kg，滿足歐洲ECE標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

胎面設(shè)計(jì)肩寬與b比值為0.9，厚度按照實(shí)際材料分布設(shè)計(jì)，擠出采用雙復(fù)合擠出工藝。

3.2 骨架材料

胎體采用3+9+15*0.175+0.15，帶束層采用四層帶束層結(jié)構(gòu)，材料采用工作層采用3+8*0.33HT簾線。

3.3 成型硫化

成型采用軟控兩鼓成型機(jī)，硫化采用68寸硫化機(jī)。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸、強(qiáng)度性能

成品輪胎使用標(biāo)準(zhǔn)輪輞14.00*19.5、標(biāo)準(zhǔn)氣壓900kPa下，按照歐洲ECE標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量輪胎充氣外直徑和斷面寬，并進(jìn)行成品輪胎強(qiáng)度性能測(cè)試。

試驗(yàn)結(jié)果如下：

4.2 耐久性能

按照歐洲ECE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輪胎耐久性能測(cè)試：測(cè)試輪胎充氣壓力900kPa，試驗(yàn)速度50km/h，試驗(yàn)結(jié)果如下：

4.3 速度性能

按照公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行高速性能檢測(cè)：測(cè)試充氣壓力900kPa，測(cè)試負(fù)荷3200 kg，初始速度55km/h， 10h后增加至60km/h，隨后每行駛2h增加10km/h，試驗(yàn)結(jié)果如下：

4.4 滾阻性能

按照ISO28580測(cè)試方法進(jìn)行滾動(dòng)阻力測(cè)試，試驗(yàn)條件為：充氣壓力900kPa，額定負(fù)荷4500 kg，拖車滾阻系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為不大于5.1，實(shí)測(cè)為4.7。

5 結(jié)語

435/50R19.5規(guī)格超低斷面寬基無內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎的充氣外緣尺寸、強(qiáng)度、耐久和高速性能均達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，花紋外形設(shè)計(jì)客戶滿意，產(chǎn)品滾動(dòng)阻力低，耐久性能較好，綜合行駛里程高。自產(chǎn)品上市3年以來深受歐洲客戶青睞，對(duì)公司形象與利潤(rùn)率提升效果明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞琪等編著.計(jì)算公式引用自《子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》.