王平

摘 要：一種靜音舒適、安全行駛的SUV。運(yùn)用3P靜音舒適技術(shù)（Pitch/Patch Balance Pattern）進(jìn)行花紋優(yōu)化設(shè)計(jì)，5PEC平衡輪廓設(shè)計(jì)技術(shù)（5 Point Equilibrium Contour ）進(jìn)行輪廓優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后運(yùn)用ISOM仿真及最優(yōu)化設(shè)計(jì)（Integrated Simulation & Optimization Method）進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終成品輪胎的外緣尺寸、脫圈強(qiáng)度、耐久性能、高速性能均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)車性能與國際知名某C品牌基本相當(dāng)，其中車內(nèi)噪音性能好于某C品牌，零氣壓安全性能好于某C品牌。

關(guān)鍵詞：SUV；缺氣保用；靜音舒適；安全行駛

SUV車型因車身高，視野好；底盤高，通過性好；四輪驅(qū)動(dòng)，適合復(fù)雜路況等優(yōu)點(diǎn)。越來越受到國內(nèi)汽車廠家和消費(fèi)者的青睞。缺氣保用產(chǎn)品在一經(jīng)推出后，即在歐洲流行了很多年，BMW旗下的所以車型均為缺氣保用產(chǎn)品，奔馳旗下的產(chǎn)品也有越來越多的車型原配缺氣保用產(chǎn)品。近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車廠商和消費(fèi)者越來越重視汽車使用的安全性能，缺氣保用產(chǎn)品在國內(nèi)市場發(fā)展迅速。眾所周知缺氣保用產(chǎn)品相比與非缺氣保用產(chǎn)品相比，輪胎沖擊強(qiáng)，不利于舒適性和噪音的實(shí)現(xiàn)。胎側(cè)很厚，散熱性能不佳，不利于高速性能的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)缺氣保用產(chǎn)品本身需要有很好的零氣壓耐久和安全性能，在設(shè)計(jì)和制造方面都具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。本文將通過簡要介紹255/55R18 109W XL規(guī)格的設(shè)計(jì)，來給大家展示相關(guān)的設(shè)計(jì)理念和思路。

1 產(chǎn)品定位

1.1 目標(biāo)市場

為國內(nèi)市場開發(fā)，產(chǎn)品需要滿足GB相關(guān)規(guī)定。

1.2 目標(biāo)車型

目標(biāo)車型為原配缺氣保用產(chǎn)品的中大型SUV車型BMW X5

1.3 目標(biāo)性能

靜音舒適性：卓越的車內(nèi)噪音；極低的滑行噪音；極靜的人感噪音；優(yōu)秀的乘坐舒適性；更好的不良路面通過性。

安全行駛性：優(yōu)異的干、濕地制動(dòng)距離；優(yōu)良的干、濕地操控性能；穩(wěn)定的高速性能；可靠的零氣壓使用性能。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

2.1 3P舒適靜音設(shè)計(jì)

3P舒適靜音設(shè)計(jì)，即花紋排列及接地形狀平衡技術(shù)（Pitch/Patch Balance Pattern）。通過調(diào)節(jié)花紋樣式，接地區(qū)域，花紋節(jié)距，花紋節(jié)排以及接地壓力分布之間的平衡，達(dá)到降低花紋與路面之間的接觸壓力的效果，同時(shí)優(yōu)化過后的花紋具有分散和吸收路面噪音的功能。

2.2 5PEC平衡輪廓設(shè)計(jì)

5PEC平衡輪廓設(shè)計(jì)，即5點(diǎn)平衡輪廓設(shè)計(jì)（5 Point Equilibrium Contour ）。輪胎在輪廓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，通過調(diào)整胎圈的真圓度和帶束層的真圓度使其達(dá)到同一平衡點(diǎn)，目的是想通過重要的金屬骨架材料胎圈和帶束層來穩(wěn)定輪胎的平衡。有效抑制了輪胎的變形并且達(dá)到均勻的接地，提高了輪胎的操控性和安全性。

2.3 ISOM仿真及最優(yōu)化設(shè)計(jì)

ISOM仿真及最優(yōu)化設(shè)計(jì)，即基于有限元的仿真及最優(yōu)化理論（Integrated Simulation & Optimization Method）。在輪胎設(shè)計(jì)初期，通過有限元的模擬分析，建立輪胎的數(shù)據(jù)模型，通過加載合適的負(fù)載與路況，輸出符合實(shí)際的技術(shù)參數(shù)，供給設(shè)計(jì)者評價(jià)輪胎的設(shè)計(jì)效果。最終通過不斷的設(shè)計(jì)完善，達(dá)到輪胎的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)理念可以大大減少輪胎的研發(fā)支出，縮短輪胎的開發(fā)周期，同時(shí)最優(yōu)化的輪胎設(shè)計(jì)可以達(dá)到接地更優(yōu)化，受力均勻，使用壽命提高等效果。

2.4 輪廓設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品名義斷面為255是典型的高斷面寬輪胎。為了保證接地面的大小和應(yīng)力分布均勻，冠弧采用了大弧度和多段弧的設(shè)計(jì)，保證了輪胎具有優(yōu)秀的抓地力，均衡的磨耗性能等優(yōu)點(diǎn)。為了保證輪胎和輪輞的裝配性能，本產(chǎn)品的TBW采用了放大設(shè)計(jì)，保證了輪胎能夠方便的裝到輪輞。D-DIA采用了適當(dāng)?shù)倪^盈配合設(shè)計(jì)，在保證氣密性和脫圈性能的同時(shí)保證了輪胎便于安裝。鋼圈寬度采用加寬設(shè)計(jì)，保證了輪胎的零氣壓安全性能。

2.5 花紋設(shè)計(jì)

非對稱花紋設(shè)計(jì)，同時(shí)優(yōu)化內(nèi)外側(cè)塊比例，使得外側(cè)具有極佳的抓地力和轉(zhuǎn)彎的響應(yīng)性，有利于操控穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)彎更及時(shí)。二合一的花紋塊設(shè)計(jì)，在保證花紋剛性的同時(shí)，兼顧了噪音和舒適性的實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了操控與舒適的完美平衡。當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)向時(shí)，由于慣性力和行駛方向發(fā)生改變，車輛的負(fù)載轉(zhuǎn)移到輪胎的外側(cè)，這個(gè)時(shí)候由于外側(cè)剛性強(qiáng)，輪胎變形更小，使得轉(zhuǎn)彎更加精準(zhǔn)有效。于此同時(shí)車輛在roll方向的下沉小，使得轉(zhuǎn)彎更平順，安心感強(qiáng)。4條寬大的主溝使得輪胎在雨天能夠更有效的破去路面水膜和排出積水，保障雨天行駛的安全性。細(xì)小的鋼片平衡了內(nèi)、外側(cè)花紋的剛性，保證磨耗更加均勻的同時(shí)能夠有效降低了輪胎與路面的沖擊，降低噪音，提升了乘坐的舒適性。3D橫溝切角分散了花紋塊與路面接觸時(shí)的撞擊力，降低噪音的同時(shí)提高了輪胎與地面的接觸面積，使得輪胎的抓地力得以提升。3D溝槽在不犧牲輪胎剛性的同時(shí)，增加了輪胎的邊緣密度，不犧牲操控性能的同時(shí)提升了濕地抓著力。

2.6 胎側(cè)設(shè)計(jì)

光胎側(cè)與陰刻滾花的搭配設(shè)計(jì)，使得胎側(cè)樣式更加簡潔大方。賽車旗狀網(wǎng)格設(shè)計(jì)，與賽事基因完美結(jié)合，科技感十足。胎面、胎側(cè)均采用彈簧氣孔套設(shè)計(jì)，無小辮子更加美觀。

2.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用了多重纏繞的無接頭高強(qiáng)度KEVLAR（防彈衣材料）冠帶層，使得輪胎高速行駛更加穩(wěn)定，更耐刺軋。采用了雙層2+2*0.3高強(qiáng)度HT鋼絲帶束層，增強(qiáng)了胎面的剛性，具有極佳的高速性能和抗刺穿性能。采用了加入了特殊橡膠成分的內(nèi)襯層，具有透氣率低、耐曲撓、生熱低等特點(diǎn)，使得輪胎經(jīng)久耐用。采用了雙層1650D/2高模量、低生熱人造絲簾布高反包設(shè)計(jì)，保證輪胎高速尺寸穩(wěn)定性的同時(shí)具有極佳的抗沖擊性能。采用了高硬度、低生熱、耐曲撓的支撐膠，確保了低氣壓狀況下的安全行駛。采用了特殊的輪輞保護(hù)，避免輪輞觸碰路石等尖銳物，有效的保護(hù)輪輞。采用了高強(qiáng)度KEVLAR（防彈衣材料）補(bǔ)強(qiáng)層，提升操控和剎車性能的同時(shí)提升低壓耐久性能。采用了高硬度低生熱的三角膠，保證了出色的操控性能和剎車性能。

2.8 配方設(shè)計(jì)

全新高性能耐磨胎面膠配方，采用彈性較好的橡膠分子與基本粒徑為納米級的補(bǔ)強(qiáng)炭黑，極大提高了輪胎的耐磨性能；同時(shí)融入了高苯乙烯含量的合成橡膠與高抗?jié)窕δ苄詷渲案叻稚滋亢?，在不損失滾動(dòng)阻力情況下，提供優(yōu)越的干濕地抓地力，保證輪胎安全操控。

3 性能驗(yàn)證

3.1 法規(guī)性能

法規(guī)性能滿足我司標(biāo)準(zhǔn)，比GB標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)苛。

3.2 實(shí)車性能

實(shí)車性能與國際知名某C品牌基本相當(dāng)，其中車內(nèi)噪音性能好于某C品牌，零氣壓安全性能好于某C品牌。

結(jié)束語

本產(chǎn)品通過精心的設(shè)計(jì)和嚴(yán)苛的成品輪胎試驗(yàn)驗(yàn)證，成品輪胎性能不輸國際知名大品牌，車內(nèi)噪音和零氣壓工況下的安全性能尤為突出。提升了我司的市場競爭力，為我司帶來了較好的經(jīng)濟(jì)收益。