公交車專用275/70R22.5 AU609高性能子午線輪胎的研發(fā)

張正偉，劉曉芳，魏 勝，陳雪梅，李 明，趙 敏

（1.山東玲瓏輪胎股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400；2.北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計院有限公司，北京 100143）

公交車是現(xiàn)代城市運輸?shù)闹饕煌üぞ?，由于城市運輸?shù)膹?fù)雜性，其行駛過程中存在著頻繁的啟動、制動、上下坡，且上下班高峰期存在著高負(fù)荷現(xiàn)象，因此對公交車專用輪胎的性能要求比普通輪胎更高[1-7]。在全球范圍內(nèi)，275/70R22.5輪胎在公交車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，為此，我公司以眾多同規(guī)格輪胎為競品，進行公交車專用275/70R22.5高性能子午線輪胎的研發(fā)，以期提高產(chǎn)品的耐磨性能、安全性能和可翻新性。

1 競品分析

1.1 花紋參數(shù)

在公交車輪胎產(chǎn)品領(lǐng)域，幾家公司占有絕大部分的市場份額，其產(chǎn)品在花紋設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面都采用了前沿技術(shù)。在花紋設(shè)計方面，3D鋼片新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用；在花紋樣式上，以采用3條主花紋溝設(shè)計最為典型，可以增大花紋塊的剛度，提高輪胎的耐磨性能。主要競品及我公司原U801輪胎的胎面花紋和參數(shù)分別如圖1和表1所示。

從圖1和表1可以看出：競品輪胎均采用了3條主花紋溝設(shè)計，花紋塊的剛度增大，滿足公交車對輪胎高耐磨性能的要求；行駛面寬度為226～240 mm，花紋深度為19.4～21.0 mm。此外，競品3輪胎花紋設(shè)計采用最新的3D鋼片技術(shù)，對于抑制輪胎的異常磨損有重要作用。

表1 競品及我公司U801輪胎花紋參數(shù) mm

圖1 競品及我公司U801輪胎胎面花紋

分析競品輪胎可知，為保證我公司新研發(fā)的275/70R22.5 AU609高性能子午線輪胎的市場競爭力，其行駛面寬度應(yīng)不小于240 mm，花紋溝深度應(yīng)不小于21 mm。

1.2 骨架材料

競品3輪胎帶束層骨架材料如表2所示。

從表2可以看出，競品3輪胎采用了1×0.11＋3＋8×0.33ST超高強度鋼絲簾線，破斷力大，簾線箍緊作用強，具有更高的安全性能，抗沖擊能力更強，有力保證了公交車輪胎的安全性能。

表2 競品3輪胎帶束層骨架材料

2 新產(chǎn)品AU609輪胎的研發(fā)

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

研發(fā)的新產(chǎn)品AU609輪胎的銷售地區(qū)法規(guī)要求如下：國家標(biāo)準(zhǔn)和歐盟ETRTO標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定輪胎外直徑為947～969 mm，斷面寬為265～287 mm；耐久性能按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NJ-02進行測試，輪胎累計行駛時間長于87 h；強度性能測試中最小破壞能均應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)值的260%；磨耗標(biāo)志大于1.6 mm。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

公交車行駛于城市路況，頻繁的啟動、制動、轉(zhuǎn)彎，例如在中國澳門以及韓國等時常上下坡的地方，對輪胎的耐用度是一個非常大的考驗，同時在上下班高峰期公交車超高負(fù)荷運行，對輪胎的安全性能有更高的要求。為此，新產(chǎn)品AU609輪胎采用以下關(guān)鍵技術(shù)。

（1）帶束層采用3＋8×0.33ST超高強度鋼絲簾線，獨特的帶束層結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠極大地提高輪胎的抗刺穿能力，保護胎體，使輪胎接地壓力分布更加均勻，壓穿強度大幅提升，更抗沖擊、抗刺扎，輪胎的抗沖擊能力提升50%以上。

（2）采用全鋼子午線輪胎技術(shù)，胎體采用無焊點鋼絲簾線，耐疲勞性能提高40%，延長了胎體的使用壽命，提高了輪胎的可翻新性。

（3）優(yōu)化胎圈結(jié)構(gòu)設(shè)計，增加了胎圈錦綸包布，胎圈耐久能力提高了2倍，以應(yīng)對公交車早晚上下班高峰時的高負(fù)荷現(xiàn)象，可顯著減少輪胎胎圈裂的發(fā)生。

（4）加強的胎側(cè)結(jié)構(gòu)和胎側(cè)磨耗標(biāo)識，有效避免了路邊刮擦造成的輪胎意外損傷，延長了胎體壽命。

（5）新增防刮擦設(shè)計，胎側(cè)加厚，增大了氣密層厚度，提高了輪胎的可翻新性。

（6）采用曲折花紋溝底，減小了花紋溝底應(yīng)力，防止花紋溝裂和花紋掉塊[8-9]。

（7）優(yōu)化花紋塊剛度比例，強化胎肩剛度，減少不規(guī)則磨損。

（8）采用無內(nèi)胎技術(shù)，不僅保證了輪胎的承載能力，同時獨特的胎圈設(shè)計，使輪胎具有優(yōu)異的氣密性保持能力，產(chǎn)品裝卸方便。

（9）花紋設(shè)計采用全新的3D互鎖鋼片技術(shù)（見圖2），提升輪胎的抓著性能，避免不規(guī)則磨耗的產(chǎn)生。3D互鎖鋼片技術(shù)使花紋塊形成縱向、垂向、橫向三維立體互鎖，有效減小了花紋塊的變形滑移，避免了異常磨損，尤其是避免輪胎前高后低異常磨損。

圖2 3D互鎖鋼片技術(shù)

（10）優(yōu)化輪胎的配方設(shè)計，提升輪胎的耐久性能，輪胎翻新能力可達(dá)2次。

2.3 花紋設(shè)計

AU609輪胎花紋設(shè)計采用主流的公交車輪胎產(chǎn)品的樣式，即3條主花紋溝設(shè)計，增加花紋塊的剛性，提高輪胎的耐磨性能；采用最新的3D互鎖鋼片技術(shù)，有效增大花紋塊的剛性，如圖3所示。

圖3 AU609輪胎胎面花紋

2.4 成品輪胎性能

275/70R22.5 AU609輪胎的成品性能測試結(jié)果表明：耐久性（按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NJ-02進行測試）試驗中，輪胎累計行駛時間為98.2 h，耐久性能良好，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；滾動阻力系數(shù)為6.4 N·kN-1；壓穿強度比競品3輪胎提高了40%左右，保證了輪胎的安全性能，這是由于帶束層采用了3＋8×0.33ST超高強度鋼絲簾線。

AU609和競品3輪胎的接地印痕如圖4所示。

圖4 AU609及競品3輪胎接地印痕

從圖4可以看出，AU609輪胎的接地印痕形狀與競品3輪胎非常接近。此外，實際新產(chǎn)品路試中AU609輪胎無異常磨損現(xiàn)象，接地印痕形狀滿足要求。

2.5 路試?yán)锍?/h3>

輪胎路試條件：試驗輪胎 275/70R22.5 16PR AU609，地點 澳門，車型 市內(nèi)公交車（見圖5），路況 城市道路，原始花紋溝深度 21 mm。

圖5 路試用公交車

輪胎路試結(jié)果表明：后輪輪胎耐久性能優(yōu)異，已順利完成翻新，前輪輪胎已經(jīng)使用了10個月，磨損均勻，預(yù)計前輪輪胎的使用壽命可達(dá)180 000 km。應(yīng)用3D互鎖技術(shù)的AU609輪胎胎面磨損均勻，如圖6所示。

圖6 應(yīng)用3D互鎖技術(shù)的AU609輪胎路試磨損情況

AU609輪胎經(jīng)路試各項性能優(yōu)異，被客戶優(yōu)先選用。同時，275/70R22.5 AU609輪胎已經(jīng)獲得韓國客戶的初步認(rèn)可，較之前產(chǎn)品AU802輪胎無前高后低異常磨損，實際行駛里程得到客戶認(rèn)可。

3 結(jié)論

新研發(fā)的公交車專用275/70R22.5 AU609高性能子午線輪胎的耐久性能良好，滾動阻力系數(shù)為6.4 N·kN-1，壓穿強度和耐磨性能大幅提高，可翻新性好，路試性能優(yōu)異，解決了市場上同類輪胎前高后低異常磨損的問題，產(chǎn)品得到客戶的認(rèn)可。