ST235/80R16公路型挂车特种专用轮胎的设计

孙佳佳，孙宝余，于子涵

（三角轮胎股份有限公司，山东 威海 264200）

北美市场对公路型挂车特种专用轮胎需求不断增长，为填补我公司该规格产品的空白，设计开发了ST235/80R16公路型挂车特种专用轮胎。现将轮胎设计情况简介如下。

1 技术要求

根据GB/T 2977—2016《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》和TRA 2018及客户需求，确定ST235/80R16公路型挂车特种专用轮胎的技术参数为：标准轮辋 6 1/2J，充气外直径（D′）779（770.7～793.3） mm，充气断面宽（B′） 233（225.6～244.4） mm，标准充气压力 760 kPa，标准负荷 1 850 kg。

2 结构设计

2.1 外直径（D）和断面宽（B）

由于全钢子午线轮胎结构的特殊性，冠部有周向不易伸张的带束层箍紧胎体，轮胎充气外直径膨胀率较小[1]。结合我公司类似规格轮胎设计经验，本次设计D取773 mm，B取232 mm。

2.2 行驶面宽度（b）和弧度高（h）

b和h是决定胎面冠部形状的主要参数，与轮胎的使用性能直接相关。为提高轮胎的耐磨性能，减少轮胎在使用过程中出现胎肩畸磨等缺陷，延长轮胎行驶里程，本次设计b取178 mm，h取6.5 mm。

2.3 胎圈着合直径（d）和着合宽度（C）

为保证轮胎足够的附着强度，胎圈与轮辋采取过盈配合，结合我公司406.4 mm（16英寸）轮胎胎圈的设计经验，本次设计d取404 mm，C取165.1 mm。

2.4 断面水平轴位置（H1/H2）

H1/H2取值对全钢子午线轮胎整体性能影响很大。由于全钢子午线轮胎采用单钢丝圈和1层胎体结构，H1/H2取较大值时水平轴上移对肩部造成较大压力，H1/H2取较小值时水平轴下移造成胎圈部位应力集中，出现胎圈脱空、胎圈裂口等问题，根据经验，本次设计H1/H2取1.132 9。

2.5 花纹设计

花纹设计对轮胎的耐磨性能、噪声和滚动阻力都有重要影响，本次设计的TRT01s花纹属于拖车轮胎专用花纹，花纹深度为8.5 mm，花纹饱和度为76.64%，花纹周节数为53。

胎面花纹展开如图1所示。

图1 胎面花纹展开示意

3 施工设计

3.1 胎面

胎面采用单胎面设计。胎面总宽度为212 mm，厚度为13 mm。胎面结构如图2所示。

图2 胎面结构示意

3.2 胎体和带束层

胎体和带束层的设计主要影响轮胎整体强度[2]，本次设计胎体采用3＋9×0.22＋0.15钢丝帘线，安全倍数为10.7，满足使用要求。带束层采用3层带束层结构，1#和2#带束层采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，3#带束层采用5×0.30HI钢丝帘线，带束层安全倍数为6.14。

3.3 胎圈

钢丝圈采用直径为1.65 mm的胎圈钢丝，排列方式为5-6-7-6-5，共29根，安全倍数大于7，满足设计要求。

3.4 成型和硫化

成型采用一次法胶囊三鼓成型机。硫化采用1 651 mm（65英寸）双模定型热板式硫化机，氮气硫化，条件如下：温度 （147±2） ℃，压力（1.7±0.1） MPa，时间 40 min。

4 成品性能

4.1 外缘尺寸

成品轮胎外缘尺寸按照GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测量，安装在标准轮辋上的成品轮胎在标准充气压力下的D′和B′分别为779和233 mm，符合国家标准要求。

4.2 强度性能

成品轮胎强度性能按照FMVSS 119及企业标准进行测试，充气压力为760 kPa，压头直径为19 mm。试验结果表明，轮胎压穿破坏能为1 123.4 J，为国家标准规定值的158%，轮胎强度性能良好，满足国家标准要求。

4.3 耐久性能

成品轮胎耐久性能按照GB/T 4501—2016《载重汽车轮胎性能室内试验方法》及企业标准进行测试，试验条件如表1所示。

表1 轮胎室内耐久性试验条件

成品轮胎累计行驶时间为108.62 h（国家标准和企业标准要求分别为47和77 h），试验结束时轮胎状况为胎肩脱层，成品轮胎耐久性能良好，符合国家标准要求。

5 结语

ST235/80R16公路型挂车特种专用轮胎的充气外缘尺寸、强度性能和耐久性能均达到相关国家标准或企业标准要求。该产品投产以来，生产工艺稳定，成品合格率高，为公司创造了较好的经济效益和社会效益。