一种安全、舒适的UHP轮胎

高飞

摘 要：一种安全、舒适的高速轿车子午线轮胎的设计。采用非对称花纹设计。施工设计：胎体采用2层聚酯浸胶帘子布超高反包，带束层采用2层钢帘线，冠带层采用1JF1JE 聚酯复合浸胶帘子布，钢丝圈采用单钢丝结构，采用二次法成型，B型硫化机硫化。成品性能试验结果表明，轮胎的外缘尺寸、强度性能、脱圈性能、耐久性能均符合相关标准要求，高速性能远大于相关标准要求。

关键词：UHP；安全；舒适

UHP轮胎因操控性、安全性、高速性优异，受到汽车厂家和消费者的青睐。高速性能是轮胎行驶的最基本的性能，影响到车辆行驶的安全性能。随着汽车行业的发展，汽车的行驶速度在大幅度提高，车辆性能也在不断改进及运输行业对经济效益的追求，对轮胎的高速性能要求越来越高，Y级轮胎市场需求量越来越大，因此Y级的轮胎产品成为必然研究开发的趋势。经过市场调查，255/40ZR19规格轮胎原配的车型有大众辉昂、福特MUSTANG、大众Tiguan等，具有一定的市场，为丰富公司产品的种类，提高市场占有率，特开发了此产品。

255/40ZR19其Y级的速度级别的特性，在设计和制造方面具有一定难度。现将255/40ZR19设计简要介绍如下。

1 技术要求

为适应中国市场的需要，产品按照GB 9743-2015标准设计。

2 外轮廓设计

外轮廓设计对轮胎性能的影响至关重要，应用我公司自行开发的特有的5PEC轮廓设计技术，对轮胎胎体上特殊点进行合理调整，并结合使用ISOM技术对轮胎轮廓和结构设计进行更精细的优化，得到具有最佳胎体刚性和接地性能的轮廓，使轮胎在充气负荷状态下具有良好的应力分布，进一步提高了轮胎的耐久性能，同时确保轮胎在行使过程中，胎面花纹与地面充分接触，车辆行驶更安全、更稳定。

2.1 外直径和断面宽。子午线轮胎冠部有周向不易伸张的钢丝带束层及周向缠绕的KEVLAR冠带层紧箍，其充氣后外直径膨胀率很小，UHP轮胎充气后外直径一般膨胀更小。充气后断面宽影响因素较多，主要有高宽比、胎体帘线种类、带束层对轮胎外径箍紧程度、施工设计等。

2.2 行驶面宽和冠弧高。行驶面宽和冠弧高的设计对轮胎接地印痕影响很大，从而影响耐磨性、抓地力及行驶稳定性，因该系列产品断面及行驶面均较宽，为保证轮胎在行驶过程中胎冠部位压力分布均匀，胎冠采用三段弧设计。

2.3 着合直径和着合宽度。着合直径的选取应考虑UHP轮胎在行驶过程中，不会出现胎圈与轮辋间产生滑移及漏气现象，胎圈与轮辋间应为过盈配合，同时需要考虑轮胎装卸方便的需求。本次设计着合直径比轮辋标定直径小。为改善轮胎在充气负荷下胎圈部位的应力，提高子口部位的支撑性能及其装配性能，本次设计着合宽度比标准轮辋宽度放大设计。

3 轮胎外观设计

3.1 轮胎花纹设计。花纹设计是轮胎设计的重要组成部分，对轮胎的耐磨性能、牵引性能、操控性能等有着至关重要的影响。冠部4条宽大的直沟使得轮胎在雨天具有极佳的破坏路面水膜和流畅排水的能力，带来雨天行驶安全性。细小的钢片平衡了内侧花纹的刚性，降低了轮胎与路面的冲击，降低噪音，提升了乘坐的舒适性。内外侧非对称花纹首次采用二合一节距设计，通过优化的变节距辅以频谱分析，有效降低了行驶噪音。非对称花纹设计，外侧海陆比大于内侧海陆比，同时优化内外侧块比例，使得外侧具有极佳的抓地力和转弯的响应性，有利于操控稳定性、转弯更及时。3D横沟切角分散了花纹块与路面接触时的撞击力，减少了噪音的传播同时提高了轮胎的接触面积，具有卓越的抓地力，3D刀槽同时也增加了轮胎的海陆比，具有极佳的湿地性能。内外侧非对称花纹采用二合一节距设计，通过优化的变节距辅以频谱分析，有效降低了行驶噪音。胎面花纹展开如图1所示。

3.2 轮胎胎侧设计。佳通首次胎面、胎侧均采用弹簧气孔套设计，更加美观，飘旗状网格设计，使胎侧更加灵动，富有运动感。

4 施工设计

4.1 胎面

胎面采用传统结构，分为胎面胶、基部胶和两块胎翼胶，全新高性能耐磨胎面胶配方，采用弹性高的橡胶体系与基本粒径为纳米级的补强炭黑，极大提高了轮胎的耐磨性能，同时融入了高苯乙烯含量的合成橡胶与高抗湿滑功能性树脂及高分散白炭黑，在不损失滚动阻力情况下，提供优越的干湿地抓地力，保证轮胎的安全操控。

4.2 带束层。带束层结构对轮胎高速性能及使用性能影响很大，本次设计带束层2层钢帘线角度交叉排列，来分担胎冠的冲击力。带束层上缠绕聚酯复合浸胶帘子布冠带层，以减小轮胎在高速行驶下的离心力，从而减少带束层蠕动提高轮胎的高速性能。

4.3 胎体帘布。轮胎耐疲劳性着重表现在胎体耐疲劳方面，为此胎体帘线必须具有很好的耐曲挠、耐疲劳应力的性能，本次设计选取2层聚酯浸胶帘子布，确保轮胎的耐鼓包性能。胎体帘布宽度设计需确保帘布反包端点避开胎侧曲挠区，本次设计采用超高反包设计。

4.4 钢丝圈。胎圈钢丝选用回火钢丝，本次设计为单钢丝缠绕，可提高轮胎在使用过程中胎圈部位的稳定性，保证胎圈底部接触面与轮辋曲线良好的配合。

4.5 成型。成型设备选用二次法成型机，采用冠盖侧TOS生产工艺。

4.6 硫化。该系列产品采用B型硫化机，为氮气硫化。提高生产效率，而且节能环保，符合低碳的发展趋势。为提升轮胎的生产效率，采用免后充气硫化。

5 成品性能

5.1 外缘尺寸。轮胎外缘尺寸测试标准按照GB 9743-2015测定，在标准规定试验条件下，轮胎外直径和断面宽测量值符合法规设计要求。

5.2 强度性能。轮胎强度性能按照GB标准进行测试，测试结果，压头触及轮辋未穿，满足国家标准要求。

5.3 脱圈阻力。轮胎脱圈阻力按照GB标准进行测试，轮胎脱圈阻力值大于法规标准要求的最小脱圈阻力11120N，满足国家标准要求。

5.4 高速性能。轮胎高速性能按照GB标准进行测试，在标准规定试验时间结束后按每10min速度递增10km/h进行延时试验。试验结果高达340km/h*10min，轮胎高速性能远远超过了国家标准290km/h*10min要求。

5.5 耐久性能。轮胎耐久性能按照GB标准进行测试，轮胎的耐久性能超过了国家标准要求。

结束语

255/40ZR19高性能轮胎在设计和工艺上采取了一系列措施，使最终的各项室内测试性能满足相关法规要求，高速试验结果远高于法规要求，同时轮胎具有很好的舒适性能，该规格产品的成功开发，提高了我公司研发水平，为后续UHP高速轮胎开发提供了经验，同时丰富了公司的产品结构，取得了较好的经济效益。