第47卷  第13期
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CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (RUBBER)
橡塑技术与装备（橡胶）
作者简介：王云（1990—），女，助理工程师，学士，主要从事轮胎结构设计工作。
收稿日期：2021-01-18
随着人们生活品质的提高，家用轿车越来越普及，汽车产业也快速发展。而轿车轮胎作为汽车行驶的四只脚，重要性不言而喻。同时我国高速公路不断完善，对轮胎高速性能的要求也越来越高，以保证汽车在高速行驶时的安全可靠。近年来，轿车轮胎逐步向断面扁平化发展，速度级也由常见的H 级、V 级上升到W 级和Y 级，为轮胎工业的发展带来了机遇和挑战。
轮胎的高速性能是国家CCC 认证强制性安全检测项目，目前轮胎生产企业主要通过室内机床试验，来测
试轮胎的高速性能。在轮胎生产过程中，检测高速性能必不可少，当然高速性能也是轮胎开发过程中的一个重要指标。
下面对我厂开发的高速度级轮胎规格225/50ZR17 98W XL 的高速性能改善过程进行分享及探讨。其中结合了接地印痕形状的改善，因为轮胎接地印痕是否合理直接影响轮胎的使用性能，接地印痕参数也是评判轮胎性能的重要因素之一，在设计中占有重要的地位。
1　试验方法
（1）高速试验方法参照GB/T 4502《轿车轮胎性能室内试验方法》，在达到国标要求后，继续增加试验速度，直至轮胎损坏，设备停机。
（2）静态压力分布试验方法参照GB/T 22038《汽车轮胎静态接地压力分布试验方法》，将轮胎放置在压力毯上，以一定速度施加径向负荷至规定值，测量轮
225/50ZR17 98W XL 高速度级轮胎
的高速性能改善
王云
(双钱集团（安徽）回力轮胎有限公司，安徽  芜湖  241000)
摘要：通过轮胎的损坏形式研究225/50ZR17 98W XL 规格的高速性能改善方法，并结合静态压力分布试验，制定改善方案，对轮胎室内高速性能进行验证。结果表明：通过适当增加带束层宽度和调整胎面厚度，可以降低带束层之间的剪切应力，使损坏位置转移，并且改善了接地印痕形状和提高了高速室内性能。
关键词：轿车轮胎；高速性能；接地印痕中图分类号：TQ336.1
文章编号：1009-797X(2021)13-0046-03
文献标识码：B      DOI:10.13520/jki.rpte.2021.13.011
胎静负荷半径。根据生成的接地印痕图象，划定印痕分布区域，提取并记录各个接地区域的面积和压力。
2　原始方案结果及分析
2.1　室内高速试验结果
原始方案测试了两条轮胎，高速试验结果为60/ 69 min ，不满足本公司内控要求，需要进行高速性能改善。
2.2　轮胎损坏情况
双钱轮胎两条轮胎的损坏形式均是带束层脱层，位置为肩部两层带束层之间至2#带束层端点附近，如图1所示。主要是因为试验过程中，轮胎反复变形，带束层间的剪切应力是造成轮胎脱层和分离的主要因素，胎肩部位是多种材料靠粘合连接起来的，一旦受到较大的剪切应力容易产生脱层。带束层的剪切应力沿层间分布，易产生剥离错位。我们可以通过增加冠带条的缠绕层数，来提高带束层间的抗剪切应力。或者通过调整带束层的宽度，来减小胎肩附近的应力。
2.3　静态压力分布试验
由图2可见，接地印痕形状呈“波浪形”，即肩部和中间受力较大，在实际使用中，容易产生畸形磨损，影响轮胎使用寿命。在不调整模具轮廓设计的前
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王云·225/50ZR17 98W XL 高速度级轮胎的高速性能改善
2021年    第47卷
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提下，可通过调整胎面厚度和带束层角度等方法，来
改善压力分布。
图1　轮胎损坏位置
图2　接地印痕
3　改善方案设计
考虑轮胎生产成本和生产作业标准化，不选择增加冠带条缠绕层数和改变带束层角度的方案，仅从带束层宽度和胎面厚度两方面调整。在标准负荷情况下，一定带束层宽度范围内，胎肩附近的应力随着带束层宽度的增大而减小，所以将改善方案的带束层宽度增加，方案设计见表1。
表1　改善方案设计
方案带束层宽度胎面原方案192/180 mm 胎面A 方案一196/184 mm 胎面A 方案二
196/184 mm
胎面B
同时为了保证胎面沟底胶有足够的厚度，胎面大体厚度要保持不变，只能对胎面的胶料分布进行优化调整。根据轮胎断面损坏情况，需减薄胎肩厚度，以降低生热。同时结合接地印痕形状，减薄图2中1、5部位的厚度，增加图2中2、4部位的厚度，来调整压
力分布。综合考虑，得出胎面调整方案，胎面A 和胎面B 厚度对比如图3
所示。
图3　两种胎面厚度对比示意
4　试验结果
在相同的试验条件下，生产出两种方案的轮胎，并进行室内高速性能试验和静态压力分布试验，高速试验结果及损坏形式见表2。试验结果表明方案一的两条轮胎高速性能明显提升，试验结束时轮胎的损坏位置均是冠带和胎肩之间脱层，损坏形式见图4。方案二的两条试验轮胎，高速性能较方案一更加优异，损坏位置与方案一的损坏位置相似，两条轮胎均是胎肩胶从冠带层脱落，损坏形式见图5。
表2　高速结果及损坏形式
方案高速结果损坏形式原方案60/69 min 两层带束层脱层方案一79/81 mm 冠带与胎肩脱层方案二
92/93 min
胎肩胶脱落
图4
　损坏断面照片
图5　损坏位置照片
方案一和方案二的接地印痕形状如图6和图7所
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橡塑技术与装备（橡胶）
示。对比原始方案接地印痕形状可知：两种方案的接地印痕形状均得到改善，方案一有轻微的“波浪形”，方案二更接近“矩形”，方案二的印痕更加适合。综合高速试验结果可得：方案二的设计更加合理，对轮
胎性能更有利。
图6　方案一接地印痕
5　结论
通过两种方案和原始方案的对比试验，结合室内高速性能试验结果和静态压力分布试验结果得出以下结论：增加带束层宽度后，轮胎的高速性能得到提高，且破坏形式由原来的两层带束层之间转移至冠带层和
胎肩之间，说明在一定范围内，适当增加带束层宽度，降低了带束层之间的剪切应力，同时也改善了接地印痕形状。
在增加带束层的基础上，调整胎面厚度，轮胎高速性能得到进一步提升，但是破坏形式基本不变，还是胎肩和带束层之间脱离。这主要是为了保证足够的沟底胶厚，不能对胎肩厚度进行大幅度的减薄。说明合理调整胎面各部位厚度，优化胶料分布，仍然可以改善接地印痕形状，降低胎肩的生热，从而提升轮胎
的高速性能。
图7　方案二接地印痕
High-speed performance improvement of 225/50ZR17 98W XL high -speed tires
Wang Yun
(Double Coin Group (Anhui) Warrior Tire Co. LTD., Wuhu 241000, Anhui, China)
Abstract: Through the tire damage form, the high-speed performance improvement method of the 225/50ZR17 98W XL specification was studied, and combined with the static pressure distribution test, the improvement plan was formulated to verify the indoor high-speed performance of the tire. The results show that by appropriately increasing the belt width and adjusting the tread thickness, the shear stress between the belt layers can be reduced, the damaged position can be transferred, and the shape of the grounding mark can be improved and the high-speed indoor performance can be improved.
Key words: car tires; high-speed performance; grounding marks
(R-11)
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