带束层排列及成型方式对轮胎性能的影响

刘朝阳，陈 龙，李 虎，阳 圣，郜宪杰

[中策橡胶（泰国）有限公司，泰国 罗勇 21140]

车辆驾驶方向分为左驾及右驾，车辆行驶方向相应也不同，因路面拱度的设计，车辆生产厂家对轮胎胎体帘布层转向残余回正力矩（PRAT）也会提出不同的要求，从而保证车辆的安全行驶[1-3]。

为了满足泰国汽车生产厂家对轮胎PRAT的要求，保证终端客户驾驶安全性，我公司采用理论和试验相结合的方法积极展开对轮胎PRAT的研究。

影响轮胎PRAT的因素有胎面胶配方、胎面花纹、轮廓和结构设计、带束层宽度和角度等因素[4-7]。为了加快设计开发速度，更好更快地满足客户要求，选取原配套235/55R19 101V RP76＋规格轮胎，研究带束层排列及成型方式对轮胎PRAT及其他性能的影响。

1 实验

1.1 轮胎规格

试验轮胎规格为235/55R19，负荷指数 101，速度级别 V，花纹类型 RP76＋。试验轮胎配方、花纹和结构均保持不变，仅改变带束层排列形式。

1.2 主要设备和仪器

XYG-4S550-1300型钢丝帘布压延生产联动线，江阴勤力橡塑机械有限公司产品；SCM-G 4000-5型钢丝帘布裁断生产线，德国卡尔·尤根·费舍尔股份有限公司产品；VMI EXXIUM型一次法成型机，荷兰VMI公司产品；LLY-B1220×1800×2型液压轮胎硫化机，巨轮智能装备股份有限公司产品；ASTEC FX型轮胎均匀性试验机，美国Micro-Poise检测设备有限公司产品；FDB-6142T型轮胎动平衡检测机，Kokusai国际计测器株式会社产品；LT-5000型轮胎综合强度试验机，高铁检测仪器（东莞）有限公司产品；TJR-2-PC（J）型轿车及轻载轮胎耐久/高速性能试验机，天津久荣车轮技术有限公司产品；MTS Flattrac Ⅲ CT型六分力试验机，美国MTS系统公司产品。

1.3 试验方案

1.3.1 带束层排列形式

试验轮胎和量产轮胎1#和2#带束层排列形式见图1。

图1 试验轮胎和量产轮胎1#和2#带束层排列形式示意

1.3.2 带束层成型方式

在现有成型机上对试验轮胎和量产轮胎带束层的成型方式进行调整，具体情况见表1。

表1 带束层上线位置

1.3.3 带束层成型顺序

试验轮胎和量产轮胎带束层贴合顺序如表2所示。

表2 带束层贴合顺序

1.4 性能测试

成品轮胎的充气外缘尺寸按照GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测量；均匀性按照GB/T 18506—2013《汽车轮胎均匀性试验方法》进行测试；强度性能、脱圈性能、耐久性能、低气压性能和高速性能按照GB/T 4502—2016《轿车轮胎性能室内试验方法》进行测试；PRAT按照Q/ZCR A05102-009—2020《轮胎六分力试验方法》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 生产工艺

试验轮胎和量产轮胎的压延和裁断工序相同，硫化工序也相同，成品轮胎硫化外温为183 ℃，氮气压力为2.1 MPa，硫化内温为205 ℃，轮胎硫化结束后采用双工位后充气。

成型工艺调整后，带束导开上料无扭曲现象，材料递送正常，裁断正常、定长裁切后边部钢丝平直，接头无脱开、重叠、出角现象，贴合鼓转速达到50 r·min-1。

2.2 成品轮胎性能

2.2.1 充气外缘尺寸

轮胎充气外缘尺寸测量结果见表3。由表3可见，试验轮胎和量产轮胎的充气外直径和断面宽相同，符合国家标准要求。

表3 轮胎充气外缘尺寸测量结果 mm

2.2.2 均匀性

轮胎均匀性测试结果见表4，RFV为径向力波动，R1H为径向力波动最大一次谐波，LFV为横向力波动，CON为锥度效应力，PLY为角度效应力。由表4可知，试验轮胎和量产轮胎的RFV，R1H和LFV相差不大，PLY方向相反，两者均匀性无明显差异。

表4 轮胎均匀性测试结果 kg

2.2.3 强度

轮胎强度测试结果见表5。由表5可见，试验轮胎和量产轮胎的强度性能相差不大，符合国家标准要求。

表5 轮胎强度测试结果

2.2.4 脱圈性能

试验轮胎和量产轮胎的脱圈阻力分别为16 682.11和16 682.02 N，脱圈性能相差不大，符合国家标准要求。

2.2.5 耐久性能

轮胎耐久性能测试结果见表6。由表6可见，试验轮胎和量产轮胎的耐久性能相当，符合国家标准要求。

表6 轮胎耐久性能测试结果

2.2.6 低气压耐久性能

轮胎低气压耐久性能测试结果见表7。由表7可见，试验轮胎和量产轮胎的低气压耐久性能相当，符合国家标准要求。

表7 轮胎低气压耐久性能测试结果

2.2.7 高速性能

轮胎高速性能测试结果见表8。由表8可见，试验轮胎和量产轮胎的高速性能相当，符合国家标准要求。

表8 轮胎高速性能测试结果

2.2.8 PRAT

轮胎PRAT测试结果见表9。由表9可知，调整带束层排列和成型方式后轮胎的PRAT值增大了2 N·m左右，满足车企要求。

表9 轮胎PRAT测试结果 N·m

3 结语

对于235/55R19 101V RP76＋轮胎，在轮廓、花纹、骨架材料相同，压延、裁断和硫化等生产工艺不变情况下，调整带束层排列和成型方式，对成品轮胎的充气外缘尺寸、均匀性、强度、脱圈阻力、耐久性能、低气压耐久性能、高速性能等无明显影响；轮胎PART由负值变为正值，增大了2 N·m左右，满足车企要求。

致谢：在本次研究过程中，郜宪杰副总工程师对整体方案的确定、施工条件及工艺的制定、成品性能的测试等提出了很多宝贵的建议，特此致谢！