芳纶/锦纶混纺帘线冠带条的开发及应用

开发了芳纶/锦纶混纺帘线冠带条,并研究冠带条对轮胎性能的影响。结果表明：冠带条材料强度增大、带束层角度减小,轮胎外直径减小;随着冠带条缠绕强度和材料强度增大、带束层角度的减小,轮胎静态接地印痕长轴和短轴长度及面积呈增大趋势;冠带条缠绕强度和材料强度增大,轮胎高速性能提高,带束层角度增大,V速度级别轮胎高速性能显著提升;冠带条缠绕强度和材料强度增大,轮胎滚动阻力降低,带束层角度微调对轮胎滚动阻力影响不大。     

结构参数对轿车子午线轮胎滚动阻力的影响

针对不同规格的轿车子午线轮胎，采用单变量分析方法，研究结构参数（成型机头宽度、带束层结构、冠带层结构等）对轮胎滚动阻力的影响。结果表明，通过合理增大成型机头宽度、选取合适的带束层钢丝帘线规格、增大带束层钢丝帘线压延密度、减小带束层钢丝帘线角度和冠带层帘线压延密度等方法均可以降低轮胎滚动阻力。     

带束层钢丝帘线对半钢子午线轮胎性能的影响

通过成品轮胎室内试验及滚动阻力、静态刚性、接地印痕、六分力和动态冲击特性试验,研究带束层钢丝帘线对半钢子午线轮胎性能的影响。结果表明：3种带束层钢丝帘线成品轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、脱圈阻力、高速性能和耐久性能均符合国家标准要求;带束层钢丝帘线主要影响轮胎滚动阻力、接地印痕形状和动态冲击特性,对静态刚性及六分力影响较小。     

低滚动阻力轮胎骨架材料的应用与影响因素研究

采用低滚动阻力轮胎配方,研究带束层和胎体骨架材料的结构以及不同试验条件对轮胎滚动阻力的影响。结果表明：当胎体采用3×0.24＋9×0.225ST钢丝帘线,带束层采用4＋3×0.35ST钢丝帘线,2#带束层宽度与行驶面宽度的比值在90%以上时,轮胎的滚动阻力最低;随着试验速度或试验负荷的增大,轮胎的滚动阻力系数减小。     

轮胎带束设计对滚动阻力的影响

研究只调整轮胎的带束角度或材料对轮胎滚动阻力的影响。试验结果表明,在同样的条件下,带束角度的变化,轮胎的滚动阻力会相应发生变化,带束角度增大,轮胎滚阻增大;在同样的条件下,带束材料的强度变化,轮胎的滚动阻力会相应发生变化,带束材料强度增大,滚阻降低;同时轮胎重量增大,轮胎滚动阻力增大。     

3×0.25ST钢丝帘线在轿车子午线轮胎带束层中的应用

研究3×0.25ST钢丝帘线在轿车子午线轮胎带束层中的应用。结果表明,以3×0.25ST钢丝帘线等强度代替3×0.30HT钢丝帘线,钢丝帘线直径减小,带束层刚性降低,轮胎质量减小,降低了成品轮胎的滚动阻力,同时可以降低生产成本。     

3＋8×0.23ST钢丝帘线在半钢轻型载重子午线轮胎带束层中的应用

研究3＋8×0.23ST钢丝帘线在半钢轻型载重子午线轮胎带束层中的应用。结果表明，采用3＋8×0.23ST钢丝帘线替代4＋3×0.35HT或2＋7×0.28HT钢丝帘线用于半钢轻型载重子午线轮胎带束层，可以保证轮胎强度，减小轮胎滚动阻力，提高轮胎耐久性能，同时可减小带束层材料消耗量和轮胎质量，实现轮胎轻量化。     

低滚动阻力轿车子午线轮胎带束层设计优化

利用有限元分析方法研究带束层设计参数对轿车子午线轮胎滚动阻力的影响。结果表明：轮胎滚动阻力与带束层角度和带束层膨胀率负相关;随着带束层模量的增大,轮胎滚动阻力先快速增大后逐渐减小;带束层角度是轮胎滚动阻力的最大影响因子;所建立近似模型拟合优度为0.995 1,可信度较高,为低滚动阻力轮胎的优化设计提供了一种高效可行的方法。     

2＋4×0.17UT钢丝帘线在半钢子午线轮胎带束层中的应用

研究2+4×0.17UT钢丝帘线在185/55R15半钢轿车子午线轮胎带束层中的应用。与2+2×0.25HT钢丝帘线相比,2+4×0.17UT钢丝帘线直径小、刚度低、强度高,以其替代2+2×0.25HT钢丝帘线用于185/55R15半钢轿车子午线轮胎带束层,成品轮胎压穿强度得以保持,滚动阻力和噪声降低,并在满足轮胎性能要求的前提下,大幅减小了轮胎的带束层质量。     

Mono Wire 0.35UT钢丝帘线在轿车子午线轮胎带束层中的应用

研究Mono Wire 0.35UT钢丝帘线在轿车子午线轮胎带束层中的应用。结果表明：与2×0.30ST钢丝帘线相比,Mono Wire 0.35UT钢丝帘线的直径和破断力减小,粘合性能稳定性更优;以Mono Wire 0.35UT钢丝帘线替代2×0.30ST钢丝帘线用于205/55R16轿车子午线轮胎带束层中,成品轮胎的质量减小,滚动阻力降低,压穿强度、脱圈阻力、高速性能和耐久性能相近,成品钢丝帘线湿热老化后的剥离力提高。     

轮胎结构参数对侧偏性能的影响

选取205/55R16轮胎作为研究对象，采用正交试验设计与单变量分析相结合的方法，研究轮胎结构参数对六分力中侧偏刚度和回正刚度的影响。结果表明，在一定范围内，减小带束层角度，增大胎体帘线强度、三角胶高度和带束层级差及以胎肩分型线设计带束层宽度，可以增大侧偏刚度；增大带束层角度和级差及减小带束层宽度，可以增大回正刚度，胎体帘线强度和三角胶高度对回正刚度影响很小。     

国外子午线轮胎的带束层设计

以米其林、倍耐力、固特异和普利司通公司产品为例,分析国外子午线轮胎带束层材料和结构的发展变化。半钢子午线轮胎带束层用钢丝帘线向结构简单、单丝直径大的方向发展,冠带层帘线出现芳纶/锦纶复合帘线,带束层角度有所增大;全钢载重子午线轮胎带束层用钢丝帘线向高伸长、高抗冲击性方向发展,结构依使用要求不同而不同,带束层工作层端点垫胶厚度有增大趋势。     

国外子午线轮胎带束层材料和结构发展

以米其林、倍耐力、固特异和普利司通公司产品为例,分析国外子午线轮胎带束层材料和结构的发展变化。半钢子午线轮胎带束层用钢丝帘线向结构简单、单丝直径大的方向发展,冠带层帘线出现芳纶/锦纶复合帘线,带束层角度有所增大;全钢载重子午线轮胎带束层用钢丝帘线向高伸长、高抗冲击性方向发展,结构依使用要求不同而不同,带束层工作层端点垫胶厚度有增大趋势。     

2＋2×0.32ST超高强度钢丝帘线在半钢子午线轮胎带束层中的应用

研究2+2×0.32ST钢丝帘线替代2+2×0.35HT钢丝帘线在半钢子午线轮胎带束层中的应用。结果表明:与2+2×0.35HT钢丝帘线相比,2+2×0.32ST钢丝帘线的强度更高、直径更小、耐疲劳性能更好;在轮胎带束层中用2+2×0.32ST钢丝帘线替代2+2×0.35HT钢丝帘线后,工艺性能良好,成品轮胎的充气外缘尺寸变化不大,强度性能、高速性能、耐久性能和耐水压性能均能满足设计和国家标准要求,滚动阻力降低,同时有效减小了轮胎中的钢丝帘线和胶料用量,降低了生产成本。     

2＋7×0.30ST钢丝帘线在轻型载重子午线轮胎带束层中的应用

研究以2＋7×0.30ST钢丝帘线替代3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线在7.50R16 14PR轻型载重子午线轮胎带束层中的应用。结果表明：与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线相比,2＋7×0.30ST钢丝帘线整体呈椭圆形排布,帘线直径相同,强度更高;将2＋7×0.30ST钢丝帘线应用于带束层中,成品轮胎的外缘尺寸符合国家标准要求,耐久性能相当,强度性能和高速性能略有提升,滚动阻力降低,单胎质量减小。     

有限元法分析轮胎结构与滚动阻力的关系

利用MSC、MARC软件对子午线轮胎的胎体、带束层和胎圈等部位采用membrane rebar单元以及实体rebar单元进行模拟，采用三维有限元分析法对不同速度、负荷和结构参数下的子午线轮胎滚动阻力进行预测。结果表明，预测值与实测值基本一致。有限元分析计算表明，滚动阻力随行驶面弧度高的增大而增大，随帘线角度和密度的减小而增大，与工程实际经验吻合。     

芳纶帘线在绿色环保轮胎中的应用

研究芳纶帘线在绿色环保轿车子午线轮胎中的应用。试验结果表明,芳纶轮胎的外缘尺寸、脱圈阻力、强度、高速性能和耐久性均达到或超过国家标准要求,且轮胎质量可减小6%~9%;与同规格正常生产轮胎相比,芳纶带束层轮胎滚动阻力下降5%~17%。     

2×0.30ST钢丝帘线在轿车轮胎带束层中的应用

研究2×0. 30ST钢丝帘线在轿车轮胎带束层中的应用,并与3×0. 30HT钢丝帘线对比。结果表明:与3×0. 30HT钢丝帘线相比,2×0. 30ST钢丝帘线具有较好的工艺性能;2×0. 30ST钢丝帘线替代3×0. 30HT钢丝帘线应用于轿车轮胎带束层中,轮胎的质量和滚动阻力减小,驾乘舒适性改善,生产成本降低,产品竞争力提高。     

235/45R18轮胎带束层帘线的优化设计

通过四因子三水平正交试验，对235/45R18轮胎带束层帘线截面积、帘线间距、1＃带束层帘线角度、2＃带束层帘线角度进行优化设计，分析带束层端部的最大Mises应力和最大应变能密度以及胎面最大接地应力。结果表明，带束层帘线截面积为0.16 mm2、帘线间距为1.6 mm、1＃带束层帘线角度为58°、2＃带束层帘线角度为122°时，轮胎带束层端部的最大Mises应力和最大应变能密度以及胎面最大接地应力最小，轮胎使用寿命更长。     

4×0.225UT钢丝帘线在轿车轮胎带束层中的应用

研究4×0.225UT钢丝帘线在轿车轮胎带束层中的应用。结果表明：与3×0.30HT钢丝帘线相比,4×0.225UT钢丝帘线的直径和线密度减小,可有效减小帘布压延厚度和帘布单位面积质量;以4×0.225UT钢丝帘线替代3×0.30HT钢丝帘线生产215/65R15C轮胎,其充气外缘尺寸、强度和脱圈阻力变化不大,高速和耐久性能满足研发要求,单胎质量减小3.9%,滚动阻力降低3.7%,轮胎生产成本显著降低。