7.50R16LT 14PR TX30全鋼輕型載重子午線輪胎的設計

李竹林

摘 要：介紹7.50R16LT 14PR TX30全鋼輕型載重子午線輪胎的設計。結構設計：外直徑796mm，斷面寬215mm，行駛面寬度154mm，行駛面弧高6mm，胎圈著和直徑403mm，胎圈著合寬度163mm，斷面水平軸位置（H1/H2）1.13，花紋深度10mm，花紋飽和度72.6%，花紋周節數54。施工設計：胎面采用兩方三塊結構，胎體采用鋼絲簾線3+9*0.22+0.15HT，帶束層采用三層帶束層結構，三層帶束層均采用鋼絲簾線3*0.2+6*0.35HT，采用一次法兩鼓成型機成型，硫化機硫化。成品性能試驗結果表明：輪胎外緣尺寸、強度性能、耐久性能和高速性能均達到相關設計和標準要求。

關鍵詞：全鋼輕型載重子午線輪胎；結構設計；施工設計

國家汽車尾氣排放標準及國家限制超載的規定迫使商用車進一步降低整車重量，為滿足這一市場趨勢我司開發7.50R16LT規格輕量化高性價比產品TX30，提升市場競爭力。

現將7.50R16LT 14PR TX30全鋼輕型載重子午線輪胎的設計情況簡介如下：

1 技術要求

根據GB/T 2977-2016《載重汽車輪胎規格、尺寸、氣壓與負荷》，確定7.50R16LT 14PR TX30的技術參數為：標準輪輞6.00G，充氣外直徑（D'）805（794-818）mm，充氣斷面寬（B'）215（207-225）mm，標準充氣壓力770kPa，標準負荷1500kg，速度級別M。

2 結構設計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

全鋼子午線輪胎充氣后的外直徑變化不大，為除低輪胎重量，外直徑取標準下限，結合我司的設計經驗，本次設計D'/D取1.01，D取796mm，B'/B取1，斷面寬B取215mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧高（h）

b和h的選取與輪胎的接地印痕形狀及胎冠接地各部位的壓力分布有關，直接關系到輪胎的牽引和耐磨性能。同時胎冠在輪胎重量中占的比例較大，b值的選取對輪胎重量的影響較大，本次設計b取154mm，h取5.7mm。

2.3 胎圈著和直徑（d）和C

胎圈與輪輞裝配過盈量過大時，輪胎裝卸困難，過盈量過小時，切向牽引力易導致輪胎在輪輞上滑動。本次設計d取403mm，C取值比標準輪輞寬度大10.6mm，取163。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸處于輪胎在負荷下法向變形最大的位置，H1/H2過小即斷面水平軸位置偏低，接近下胎側，使用過程中應力應變集中于下胎側和胎圈，易造成胎圈折斷；H1/H2過大則斷面水平軸位置較高，應力應變集中于胎肩部位，容易造成肩空和肩裂。綜合考慮，本次設計H1取104mm，H2取92mm，則H1/H2為1.13，保證了斷面水平軸下下距離和厚度基本對稱相似，使用過程中不會造成局部應力集中。

2.5 胎冠花紋

胎面采用4條縱向曲折花紋溝為主，中間增加曲線型溝槽，以增大輪胎在干地和濕地的抓著力，防止輪胎在雨天打滑。花紋深度為10mm，花紋飽合度為72.6%，花紋周節數為54。

胎面花紋展開如圖1所示。

3 施工設計

3.1 胎面

胎面采用兩方三塊結構，采用耐磨冠部膠和低生熱的基部膠，從而在保證輪胎使用里程的同時降低輪胎生熱，減少肩部缺陷的發生。

胎面結構如圖2所示。

3.2 胎體

根據輪胎負荷、各規格鋼絲簾線性能對比以及輪胎使用性能要求，胎體采用單層鋼絲簾布，采用具有外纏絲、強度高和柔性好的3+9*0.22+0.15HT鋼絲簾線，安全倍數為9.1，滿足設計要求。胎體鋼絲簾布采用雙面覆膠法在S型四輥壓延機上生產，壓延厚度為2.2mm。

3.3 帶束層

帶束層是子午線輪胎的主要受力部件，承受內壓引起的總應力的60%～75%，帶束層應有足夠的剛性以箍緊胎體簾布，限制輪胎的周向伸張以保持輪胎尺寸的穩定性。本次設計帶束層采用三層帶束層結構，三層帶束層均采用3*0.2+6*0.35HT鋼絲簾線，1#帶束層鋼絲簾線的密度為50根/dm，2#和3#帶束層鋼絲簾線的密度為55根/dm。2#和3#帶束層為工作層，1#帶束層為過渡層，角度為65°，2#帶束層角度為24°，3#帶束層角度為19°，安全倍數達到7.8。

3.4 胎圈

鋼絲圈采用φ1.65mm NT鍍銅回火胎圈鋼絲，鋼絲覆膠后直徑為1.8mm，呈正六角形排列，排列方式為：4-5-6-5-4，為保證胎圈與輪輞配合緊密，受力更合理，鋼絲圈直徑為415mm，安全倍數為5.4，滿足設計要求。胎圈包布采用3+9*0.22+0.15HT鋼絲簾線，并采用獨特的U形結構，不僅提高了胎圈的支撐性能，同時降低了胎體鋼絲在負荷下的蠕動，提高了負荷能力。

3.5 成型和硫化

成型采用兩鼓一次法成型機成型胎胚，采用側包冠成型工藝。采用機械式熱板硫化機硫化，采用我司充氮硫化工藝，總硫化時間為38分鐘。

4 成品性能

4.1 充氣停放試驗

按照我司企業標準進行充氣停放試驗。將成品輪胎安裝在6.00G輪輞上，充氣達到輪胎標準充氣壓力770kPa，停放后測量輪胎的外直徑為800.9mm，斷面寬為212mm，符合國家標準要求。

4.2 強度試驗

按照GB/T 4501-2008《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》進行成品輪胎強度性能試驗，試驗條件為：充氣壓力770kPa，壓頭直徑19mm。試驗結果表明，輪胎的最小破壞能為904.3J，為國家標準規定值（712J）的127%，成品輪胎強度性能滿足國家標準要求。

4.3 耐久性能

按照GB/T 4501-2008進行耐久試驗，耐久性試驗條件為：充氣壓力 770kPa，試驗速度73km/h，額定負荷1500kg。完成國家標準規定的程序后，每行駛10小時負荷增加10%，試驗速度增加5km/h繼續進行試驗，直至輪胎損壞為止。成品輪胎累計行駛時間為74h。試驗結束時輪胎狀況為胎肩脫層，成品輪胎耐久性能良好，滿足國家標準要求。

4.4 高速性能

按照我司試驗標準進行高速性能試驗，試驗條件和結果如表1所示。成品輪胎的最高速度達到190km/h*2min，成品輪胎高速性能優異。

結束語

7.50R16LT 14PR TX30全鋼輕卡子午線輪胎充氣外緣尺寸、強度性能、耐久性能和高速性能均達到相應設計和標準要求，花紋美觀，重量優勢明顯，比同規格產品降低3kg，性價比高。該產品的成功研發增加了我司全鋼輕卡產品的競爭力，創造了良好的社會效益和經濟效益。