劉 穎，隋海濤，史立芬，賈 珍，劉曉芳

（山東玲瓏輪胎股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

隨著城際運(yùn)輸和物流行業(yè)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)要求輕型卡車(chē)充分發(fā)揮重載、舒適、高速的特點(diǎn)。目前現(xiàn)有斜交輪胎及半鋼子午線(xiàn)輪胎已無(wú)法滿(mǎn)足新的市場(chǎng)要求，而全鋼子午線(xiàn)輪胎在安全、性能和環(huán)保等方面較斜交輪胎和半鋼子午線(xiàn)輪胎有明顯優(yōu)勢(shì)。為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，我公司開(kāi)發(fā)了6.00R14LT全鋼微型載重子午線(xiàn)輪胎，取得了良好的效果?，F(xiàn)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)單介紹如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)GB/T 2977—2008《載重汽車(chē)輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》，確定6.00R14LT全鋼微型載重子午線(xiàn)輪胎的技術(shù)參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)輪輞 41/2，充氣外直徑（D′） 680（671～689） mm，充氣斷面寬（B′） 170（164～176） mm，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力 450 kPa，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷 690 kg。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

根據(jù)全鋼微型載重子午線(xiàn)輪胎的特點(diǎn)和車(chē)輛實(shí)際使用情況，結(jié)合我公司的工藝條件以及相近規(guī)格產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)外直徑膨脹率（D′/D）取1.003，則D取678 mm；斷面寬膨脹率（B′/B）取1.012，則B取168 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧高度（h）

b和h影響輪胎的抓著、轉(zhuǎn)向、牽引和磨耗等性能。增大b值，減小h值，可以增大輪胎的接地面積，滿(mǎn)足接地應(yīng)力均勻和耐磨性能的要求。綜合考慮，本次設(shè)計(jì)b取128 mm，h取4.5 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

為保證輪胎與輪輞間緊密配合，減少相互之間的位移與摩擦，輪胎與輪輞采取過(guò)盈配合設(shè)計(jì)。輪輞直徑為354.8 mm，d取353.8 mm。

胎趾位置形狀影響輪胎的剛度和負(fù)荷性能，結(jié)合輪輞尺寸，本次設(shè)計(jì)C取127 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸位于輪胎斷面最寬處，是輪胎胎側(cè)最薄處，變形量最大。斷面水平軸位置影響輪胎胎肩與胎圈部位應(yīng)力分布。H1/H2取值過(guò)大，易造成胎肩脫層等缺陷，取值過(guò)小，則下胎側(cè)部位的應(yīng)力過(guò)大，易造成輪胎早期損壞。根據(jù)該規(guī)格輪胎使用條件，將斷面水平軸位置上移，以減少胎圈部位的應(yīng)力，提高負(fù)荷能力。一般H1/H2取0.9～1.2，綜合考慮使用要求和耐久性能等，本次設(shè)計(jì)H1/H2取1.15。

輪胎斷面輪廓如圖1所示。

圖1 輪胎斷面輪廓示意

2.5 胎面花紋

胎面花紋影響輪胎的操縱、抓著、舒適、轉(zhuǎn)向、安全和噪聲等性能，結(jié)合輪胎的使用需要，本次設(shè)計(jì)采用全輪位的條形花紋設(shè)計(jì)，采用3條曲折溝花紋樣式。條形花紋滿(mǎn)足了輪胎導(dǎo)向和牽引性能要求；3條曲折花紋溝設(shè)計(jì)可以提高輪胎的抓著性能，起到防夾石子作用的同時(shí)可以保證較寬的花紋溝寬度，從而保證輪胎良好的排水性能。胎肩花紋設(shè)計(jì)利于散熱，以改善胎肩脫層現(xiàn)象；胎面花紋采用仿生設(shè)計(jì)，使輪胎具備優(yōu)良的操控性能；縱橫兼顧的花紋設(shè)計(jì)，具有極佳的綜合性能；邊部較寬的花紋條設(shè)計(jì)，提高了肩部剛性，防止偏磨，同時(shí)提高了高速和耐久性能?；y深度為11.0 mm，花紋飽和度為75%，花紋周節(jié)數(shù)為41。

胎面花紋展開(kāi)示意和輪胎三維造型分別如圖2和3所示。

圖2 胎面花紋展開(kāi)示意

圖3 輪胎三維造型示意

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

胎面總寬度為155 mm，胎面冠部寬度為125 mm，中部厚度為12 mm，胎肩厚度為14.5 mm。

胎面結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 胎面結(jié)構(gòu)示意

3.2 帶束層

帶束層骨架材料決定了輪胎冠部強(qiáng)度和剛度，影響輪胎的磨耗、轉(zhuǎn)向和安全等性能。本次設(shè)計(jì)采用2層帶束層結(jié)構(gòu)，均采用0.365＋6×0.35 HT鋼絲簾線(xiàn)，鋼絲簾線(xiàn)密度為50根·dm-1。1#和2#帶束層角度分別為24°和18°，方向分別為左和右。帶束層安全倍數(shù)達(dá)到10。

3.3 胎體

胎體骨架材料影響輪胎的胎側(cè)剛性、轉(zhuǎn)向性能和操縱穩(wěn)定性。根據(jù)輪胎使用路況及設(shè)計(jì)負(fù)荷情況，本次設(shè)計(jì)胎體采用3×0.24/9×0.225＋0.15鋼絲簾線(xiàn)，簾布?jí)貉雍穸葹?.2 mm，采用壓延厚度自動(dòng)調(diào)整裝置來(lái)保證鋼絲簾布的厚度穩(wěn)定，從源頭上保證輪胎質(zhì)量。胎體安全倍數(shù)達(dá)到15。

3.4 胎圈

胎圈采用六角形鋼絲圈，鋼絲圈采用Ф1.55 mm鍍青銅回火鋼絲，覆膠后直徑為1.65 mm，排列方式為4-5-4-3。鋼絲圈采用單根纏繞法生產(chǎn)。胎圈具有足夠的強(qiáng)度和剛性以滿(mǎn)足使用要求，安全倍數(shù)達(dá)到9。

3.5 成型

采用一次法兩鼓成型機(jī)成型，機(jī)頭直徑為340 mm，機(jī)頭寬度為395 mm。采用側(cè)包冠的成型工藝，半部件接頭按照固定角度錯(cuò)開(kāi)分布，嚴(yán)格控制成型過(guò)程中定位及滾壓參數(shù)，保證胎坯和成品質(zhì)量以及輪胎動(dòng)平衡性能。

3.6 硫化

采用雙模定型硫化機(jī)硫化，采用過(guò)熱水硫化工藝，硫化條件為：外部蒸汽溫度 （156±2） ℃，過(guò)熱水壓力 （2.8±0.1） MPa，溫度 （170±2） ℃，總硫化時(shí)間 38 min。硫化后成品輪胎無(wú)過(guò)硫和缺膠等現(xiàn)象。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

輪胎外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測(cè)量方法》測(cè)量。結(jié)果表明，安裝于標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的成品輪胎在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力下的充氣外直徑和斷面寬分別為675和166 mm，符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 強(qiáng)度性能

強(qiáng)度性能按照GB/T 4501—2008《載重汽車(chē)輪胎性能室內(nèi)試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)條件為：充氣壓力 450 kPa，壓頭直徑 19 mm。試驗(yàn)結(jié)果表明，輪胎破壞能為1149.6 J，為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值（514 J）的223.7%，輪胎強(qiáng)度性能良好，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 耐久性能

耐久性能按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)條件和結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，成品輪胎累計(jì)行駛時(shí)間為150 h，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)輪胎未損壞，耐久性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（≥97 h）。

表1 耐久性試驗(yàn)條件和結(jié)果

4.4 高速性能

輪胎高速性能按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，試驗(yàn)條件和結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，成品輪胎高速狀態(tài)下累計(jì)行駛時(shí)間為90 min，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)輪胎未損壞，符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（≥90 min）。

表2 高速性能試驗(yàn)條件及結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

6.00R14LT全鋼微型載重子午線(xiàn)輪胎的充氣外緣尺寸和強(qiáng)度性能均符合相應(yīng)設(shè)計(jì)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，耐久性能和高速性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。該系列產(chǎn)品投放市場(chǎng)后，以其優(yōu)良性能得到客戶(hù)的認(rèn)可，為公司取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。