張 華，李少武，于衛(wèi)遠，陳軍麗

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國汽車保有量高速增長，截止到2022年3月底，我國汽車保有量達到3.07億輛。汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展推動了我國輪胎行業(yè)的發(fā)展。車輛不斷地更新?lián)Q代對輪胎也提出了更高的要求，特別是對輪胎在高速行駛時的動平衡性、均勻性、舒適性、滾動阻力、噪聲、抗?jié)窕阅艿纫笤絹碓娇量?。輪胎的品質(zhì)決定了其市場占有率，影響輪胎企業(yè)的發(fā)展。

輪胎的各項性能除從原材料開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面進行優(yōu)化之外，也可以從生產(chǎn)工藝、流程參數(shù)方面進行改善[1-2]。硫化后充氣是在輪胎硫化后使用特定設(shè)備給輪胎充氣保持其外形的一種方法[3-4]。因為剛硫化完的輪胎溫度較高，需冷卻時間較長，若在此期間無充氣壓力定型，輪胎會因骨架材料聚酯簾線的應(yīng)力釋放產(chǎn)生永久形變[5-7]，且輪胎硫化后存放的狀態(tài)直接影響其外緣尺寸和使用性能[8-9]。

本工作使用不同斷面寬、扁平比的輪胎，調(diào)整硫化后充氣壓力、時間及高度，研究其對輪胎外緣尺寸、動平衡性、均勻性的影響，從而優(yōu)化后充氣工藝條件，提升輪胎品質(zhì)。

1 實驗

1.1 主要設(shè)備

EXXIUM型一次法成型機，荷蘭VMI公司產(chǎn)品；KHP 48-200 IC型硫化機，德國克虜伯公司產(chǎn)品；AkroDYNE/ASTEC型動平衡均勻性檢測設(shè)備，美國MP公司產(chǎn)品。

1.2 性能測試

成品輪胎外緣尺寸按照GB/T 521—2012進行測試。動平衡性均勻性按照GB/T 18505—2013進行測試。滾動阻力按照ISO 28580—2018進行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化后充氣壓力的影響

2.1.1 外緣尺寸

使用兩組操控性能及舒適性適中的65系列規(guī)格輪胎，后充氣壓力由100 kPa調(diào)整為200 kPa，進行輪胎外緣尺寸測量，結(jié)果如表1所示。

表1 后充氣壓力對輪胎外緣尺寸的影響

從表1可以看出，后充氣壓力增大，輪胎外緣尺寸變化不大，其中對外直徑?jīng)]有影響，對斷面寬有一定影響，特別是對斷面寬較大的輪胎影響程度較大，斷面寬波動幅度在1%左右。

2.1.2 動平衡性、均勻性和胎側(cè)凹凸度

采用不同扁平比的輪胎，將后充氣壓力由100kPa調(diào)整為200 kPa，為了避免樣品量過少對驗證試驗結(jié)果的影響，收集約1萬條輪胎的動平衡性、均勻性和胎側(cè)凹凸度檢測數(shù)據(jù)的均值進行對比，結(jié)果如表2所示。

表2 后充氣壓力對輪胎動平衡性、均勻性和胎側(cè)凹凸度的影響

從表2可以看出，后充氣壓力從100 kPa調(diào)整到200 kPa后，輪胎的動平衡性和均勻性關(guān)鍵指標數(shù)據(jù)有升有降，不能明確地找出關(guān)聯(lián)關(guān)系，但是徑向跳動均呈增大趨勢，胎側(cè)凹凸度明顯增大，特別是扁平比大的規(guī)格變化率更大。

2.1.3 滾動阻力

后充氣壓力由100 kPa調(diào)整為200 kPa，進行輪胎滾動阻力測試；后期加試一輪，將后充氣壓力由100 kPa調(diào)整為250 kPa，結(jié)果如表3所示。

表3 后充氣壓力對輪胎滾動阻力的影響

從表3可以看出，后充氣的壓力增大，輪胎的滾動阻力降低。將后充氣壓力由100 kPa調(diào)整為250 kPa之后，滾動阻力降低幅度更大，更證明了兩者的關(guān)聯(lián)性。

2.2 硫化后充氣時間對輪胎動平衡性和均勻性的影響

使用同批次的成型胎坯固定在同一硫化機單模上進行硫化，調(diào)整后充氣時間，每個方案硫化10條輪胎，按照正常流程進行檢測。

后充氣時間對輪胎均勻性的影響如表4所示。

表4 后充氣時間對輪胎均勻性的影響 N

從表4可以看出，不同后充氣時間對輪胎均勻性的影響不大。

后充氣時間對輪胎動平衡性的影響如表5所示。

表5 后充氣時間對輪胎動平衡性的影響

從表5可以看出：后充氣時間對靜平衡性有改善作用，隨著后充氣時間的延長，靜不平衡量呈總體減小的趨勢；力偶不平衡量增大，判斷其主要受后充氣裝置與后機械手對中度不良影響，輪胎在后充氣裝置上不能對中水平停放，隨著停放時間延長，輪胎胎側(cè)形變增大，導(dǎo)致力偶不平衡量增大；徑向跳動與側(cè)向跳動變化不大。

后充氣時間對輪胎胎側(cè)凹凸度的影響如表6所示。

表6 后充氣時間對輪胎胎側(cè)凹凸度的影響 mm

從表6可以看出，隨著后充氣時間的延長，胎側(cè)凹陷增大，胎側(cè)凸起不明顯。所以，在兼顧其他性能的情況下可以通過調(diào)整后充氣時間減少胎側(cè)凹陷。

2.3 硫化后充氣高度的影響

2.3.1 外緣尺寸

使用操控性能及舒適性適中的65系列規(guī)格輪胎，后充氣高度在原工藝高度基礎(chǔ)上增大25 mm，進行外緣尺寸測量，結(jié)果如表7所示。

表7 后充氣高度對輪胎外緣尺寸的影響 mm

從表7可以看出，后充氣高度的變化對輪胎外緣尺寸影響不大。

2.3.2 動平衡性和均勻性

采用不同扁平比的輪胎，后充氣高度在原工藝高度基礎(chǔ)上增大25 mm，收集約1萬條輪胎動平衡性和均勻性檢測數(shù)據(jù)的均值進行對比，結(jié)果如表8所示。

表8 后充氣高度對輪胎動平衡性和均勻性的影響

從表8可以看出：增大后充氣高度，有利于輪胎動平衡性的改善，3種扁平比輪胎的力偶不平衡量均減小，上、下不平衡質(zhì)量也呈減小趨勢；后充氣高度增大對輪胎胎側(cè)凹凸度影響不大。

3 結(jié)論

（1）后充氣壓力和高度增大對輪胎外緣尺寸有一定的影響，但是影響程度不大。

（2）后充氣壓力增大，輪胎徑向跳動呈增大趨勢，輪胎滾動阻力降低。

（3）隨著后充氣時間延長，輪胎的均勻性變化不大，靜不平衡量呈減小的趨勢，胎側(cè)凹陷增大，胎側(cè)凸起不明顯。

（4）后充氣高度增大，輪胎力偶不平衡量減小，胎側(cè)凹凸度變化不大，動平衡性改善。