公交车专用275/70R22.5 AU609高性能子午线轮胎的研发

张正伟，刘晓芳，魏 胜，陈雪梅，李 明，赵 敏

（1.山东玲珑轮胎股份有限公司，山东 招远 265400；2.北京橡胶工业研究设计院有限公司，北京 100143）

公交车是现代城市运输的主要交通工具，由于城市运输的复杂性，其行驶过程中存在着频繁的启动、制动、上下坡，且上下班高峰期存在着高负荷现象，因此对公交车专用轮胎的性能要求比普通轮胎更高[1-7]。在全球范围内，275/70R22.5轮胎在公交车领域广泛应用，为此，我公司以众多同规格轮胎为竞品，进行公交车专用275/70R22.5高性能子午线轮胎的研发，以期提高产品的耐磨性能、安全性能和可翻新性。

1 竞品分析

1.1 花纹参数

在公交车轮胎产品领域，几家公司占有绝大部分的市场份额，其产品在花纹设计、结构设计等方面都采用了前沿技术。在花纹设计方面，3D钢片新技术已经广泛应用；在花纹样式上，以采用3条主花纹沟设计最为典型，可以增大花纹块的刚度，提高轮胎的耐磨性能。主要竞品及我公司原U801轮胎的胎面花纹和参数分别如图1和表1所示。

从图1和表1可以看出：竞品轮胎均采用了3条主花纹沟设计，花纹块的刚度增大，满足公交车对轮胎高耐磨性能的要求；行驶面宽度为226～240 mm，花纹深度为19.4～21.0 mm。此外，竞品3轮胎花纹设计采用最新的3D钢片技术，对于抑制轮胎的异常磨损有重要作用。

表1 竞品及我公司U801轮胎花纹参数 mm

图1 竞品及我公司U801轮胎胎面花纹

分析竞品轮胎可知，为保证我公司新研发的275/70R22.5 AU609高性能子午线轮胎的市场竞争力，其行驶面宽度应不小于240 mm，花纹沟深度应不小于21 mm。

1.2 骨架材料

竞品3轮胎带束层骨架材料如表2所示。

从表2可以看出，竞品3轮胎采用了1×0.11＋3＋8×0.33ST超高强度钢丝帘线，破断力大，帘线箍紧作用强，具有更高的安全性能，抗冲击能力更强，有力保证了公交车轮胎的安全性能。

表2 竞品3轮胎带束层骨架材料

2 新产品AU609轮胎的研发

2.1 技术标准

研发的新产品AU609轮胎的销售地区法规要求如下：国家标准和欧盟ETRTO标准均规定轮胎外直径为947～969 mm，断面宽为265～287 mm；耐久性能按照企业标准NJ-02进行测试，轮胎累计行驶时间长于87 h；强度性能测试中最小破坏能均应大于标准值的260%；磨耗标志大于1.6 mm。

2.2 结构设计

公交车行驶于城市路况，频繁的启动、制动、转弯，例如在中国澳门以及韩国等时常上下坡的地方，对轮胎的耐用度是一个非常大的考验，同时在上下班高峰期公交车超高负荷运行，对轮胎的安全性能有更高的要求。为此，新产品AU609轮胎采用以下关键技术。

（1）带束层采用3＋8×0.33ST超高强度钢丝帘线，独特的带束层结构设计能够极大地提高轮胎的抗刺穿能力，保护胎体，使轮胎接地压力分布更加均匀，压穿强度大幅提升，更抗冲击、抗刺扎，轮胎的抗冲击能力提升50%以上。

（2）采用全钢子午线轮胎技术，胎体采用无焊点钢丝帘线，耐疲劳性能提高40%，延长了胎体的使用寿命，提高了轮胎的可翻新性。

（3）优化胎圈结构设计，增加了胎圈锦纶包布，胎圈耐久能力提高了2倍，以应对公交车早晚上下班高峰时的高负荷现象，可显著减少轮胎胎圈裂的发生。

（4）加强的胎侧结构和胎侧磨耗标识，有效避免了路边刮擦造成的轮胎意外损伤，延长了胎体寿命。

（5）新增防刮擦设计，胎侧加厚，增大了气密层厚度，提高了轮胎的可翻新性。

（6）采用曲折花纹沟底，减小了花纹沟底应力，防止花纹沟裂和花纹掉块[8-9]。

（7）优化花纹块刚度比例，强化胎肩刚度，减少不规则磨损。

（8）采用无内胎技术，不仅保证了轮胎的承载能力，同时独特的胎圈设计，使轮胎具有优异的气密性保持能力，产品装卸方便。

（9）花纹设计采用全新的3D互锁钢片技术（见图2），提升轮胎的抓着性能，避免不规则磨耗的产生。3D互锁钢片技术使花纹块形成纵向、垂向、横向三维立体互锁，有效减小了花纹块的变形滑移，避免了异常磨损，尤其是避免轮胎前高后低异常磨损。

图2 3D互锁钢片技术

（10）优化轮胎的配方设计，提升轮胎的耐久性能，轮胎翻新能力可达2次。

2.3 花纹设计

AU609轮胎花纹设计采用主流的公交车轮胎产品的样式，即3条主花纹沟设计，增加花纹块的刚性，提高轮胎的耐磨性能；采用最新的3D互锁钢片技术，有效增大花纹块的刚性，如图3所示。

图3 AU609轮胎胎面花纹

2.4 成品轮胎性能

275/70R22.5 AU609轮胎的成品性能测试结果表明：耐久性（按照企业标准NJ-02进行测试）试验中，轮胎累计行驶时间为98.2 h，耐久性能良好，满足标准要求；滚动阻力系数为6.4 N·kN-1；压穿强度比竞品3轮胎提高了40%左右，保证了轮胎的安全性能，这是由于带束层采用了3＋8×0.33ST超高强度钢丝帘线。

AU609和竞品3轮胎的接地印痕如图4所示。

图4 AU609及竞品3轮胎接地印痕

从图4可以看出，AU609轮胎的接地印痕形状与竞品3轮胎非常接近。此外，实际新产品路试中AU609轮胎无异常磨损现象，接地印痕形状满足要求。

2.5 路试里程

轮胎路试条件：试验轮胎 275/70R22.5 16PR AU609，地点 澳门，车型 市内公交车（见图5），路况 城市道路，原始花纹沟深度 21 mm。

图5 路试用公交车

轮胎路试结果表明：后轮轮胎耐久性能优异，已顺利完成翻新，前轮轮胎已经使用了10个月，磨损均匀，预计前轮轮胎的使用寿命可达180 000 km。应用3D互锁技术的AU609轮胎胎面磨损均匀，如图6所示。

图6 应用3D互锁技术的AU609轮胎路试磨损情况

AU609轮胎经路试各项性能优异，被客户优先选用。同时，275/70R22.5 AU609轮胎已经获得韩国客户的初步认可，较之前产品AU802轮胎无前高后低异常磨损，实际行驶里程得到客户认可。

3 结论

新研发的公交车专用275/70R22.5 AU609高性能子午线轮胎的耐久性能良好，滚动阻力系数为6.4 N·kN-1，压穿强度和耐磨性能大幅提高，可翻新性好，路试性能优异，解决了市场上同类轮胎前高后低异常磨损的问题，产品得到客户的认可。