轮胎结构设计技术过程PPT课件

轮胎结构设计技术过程,2003.8.,研究值群,1.PCRTIRE结构设计、开发2.LTB/TBRTIRE结构设计、开发,.AllRightsreserved,目录,.PC结构设计技术1.PCRTire结构2.Tire各部位功能及特性3.开发FLOW(PCROE)1）新产品开发PROCEDURE2）新产品开发组织图(C.F.T)3）设计目标设定4）开发过程5）轮胎实车性能改善6）耐久品质验证7)PCR结构设计检讨事项4.最近性能项目.LTM/TBR结构设计技术1.LTM/TBRTire结构2.RADIAL和BIASTire的比较3.LTM/TBR轮胎的技术资料4.LTM/TBR轮胎的PATTERN体系5.用途及车种别规格&花纹适用现况6.轮胎文字表示内容7.轮胎规格表示内容8.大宽轮胎的优点9.Radial轮胎规格互换表,I-2I-4I-14I-17I-19I-20I-29I-30I-31I-36-40-61-67-69-70II-72II-73II-74II-75,.AllRightsreserved,.PC结构设计技术,1.PCRTire结构,1)胎面(Tread):胎面是和路面接触的部分，要有制动、驱动必要的摩擦力且要耐磨损性良好且要能承受外部冲击且要发热量少。,2)帘布层(BodyPly):是Tire内部的Cord层，承受负荷及耐冲击，对于运行中屈伸运动耐疲劳性药强。3)带束曾(Belt):位置在胎面和carcass之间，由SteelWire构成，缓和外部冲击，当然使Tread接地面维持在一定宽度，以致运行稳定性良好。4)胎侧(SideWall):指的是胎肩下部分到胎圈之间的橡胶，起保护内部carcass的作用。5)胎圈(BEAD):用在SteelWire覆上橡胶的四角或六角形态的WireBundle把TIRE安装及固定在RIM的作用。6)气密层(InnerLiner):代替内胎位置在轮胎里部，防止漏气。7)冠带层(CAPPLY):位置在一部分轿车radial轮胎的BELT的特殊CORD，最小化带束层活动。8)三角胶(APEX):最小化BEAD的分散且缓和外部冲击，保护BEAD，成型时为了防止AIR进入使用的三角形态的橡胶填充物。,.AllRightsreserved,.AllRightsreserved,1）Tread,Tread,TireType别Tread必要条件-HighPerformancetireHighGrip&Wet性能及内发热性终止-AllSeasonTire耐磨损性及NVH性能重视-WinterTire低温下Softness维持及结冰路Grip力极大化,Tread的功能作为和地面接触的部分，起汽车驱/制动力传达给路面的功能。,Tread的主要要求特性-耐磨损性-耐Cutting性-耐Crack性-低燃料费性-耐发热性,2.Tire各部位功能及特性,.AllRightsreserved,2）TreadPattern,TreadPattern的功能随形象及Groove深度的变化，显示出制驱动性能及R&H,NVH性能差异*Tire外观也重要,TreadPattern设计要素-MainGroove个数,宽,深度,位置接地率,排水性,Wandering-LateralGroove形象,个数,深度,方向性接地率,排水性,Pulling,NVH,R&H,Grip,磨损-Sipe形象,个数,深度,位置Ride,NVH,磨损,Grip-Pitch个数,大小,排列NVH,磨损,.AllRightsreserved,TreadPattern的分类,.AllRightsreserved,3）SteelBelt,SteelBelt的功能对TirePattern及Compound影响最大的Part，是路面Grip力Handling,Ride等性能Tuning的主要要素。,SteelBelt主要要求特性-Wire强力及耐腐蚀性-Wire缠结程度及密度维持-Coating橡胶粘结力-Coating橡胶耐热性,.AllRightsreserved,SteelBelt主要Factor特性,-Wire材质-WireDiameter,缠结方法-Wire密度,-CoatingCompound种类-CoatingCompoundGa.,-Angle&Direction-Width,-运行耐久性-磨损-轻量化-实车Feeling,-实车Feeling-Pulling,-运行耐久性-轻量化,.AllRightsreserved,4）补强Capply&BeltCushion,补强Capply,BeltCushion,BeltCushion的功能减少BeltEdge层间剪切应力，为了防止Separation插入耐热RubberSheet。SheetCompound的物性及Volume恰当使用。,补强Capply的功能防止因告诉运行时圆心力及Belt变形引起的Belt层间Separation，为了提高告诉耐久性采用Nylon补强Cord。,补强BeltCapplyType随TireSpeedGrade及规格多样化使用数量及Type。1Edge,2Edge,1FullCap1Full+1Edge,2FullCapCord强度,.AllRightsreserved,5）Carcass,Carcass按规格及用途-选择Cord材质-Cord径,密度-CoatingCompound等使用,Carcass的功能起构筑Tire的骨架作用，和InnerLiner一起维持空气压，支持从外部附加的负荷。*在PCRTire，Cord主要以Radial方向构成,Carcass主要要求特性-冲击吸收性,冲击抵抗性-尺寸稳定性-FlatSpottingResistance主要CarcassCord材质-Rayon-Polyester,.AllRightsreserved,6）Bead,BeadWire的功能固定Tire和Rim,且支持负荷，驱动/制动、Torque等传达给轮面的作用,BeadWire主要要求特性-柔软性-屈服强度-拉伸应力,BeadWire特性因素-Wire根数,Wire径安装性,Bead耐久-Bead内经安装性,BeadSlip,.AllRightsreserved,APEX,Height,APEX的功能决定Side部位的强性，舒适感和操纵稳定性的决定性作用,APEX的特性因素-Height&Volume-Compound硬度实车Feeling(R&H,NVH),.AllRightsreserved,7）Sidewall,Sidewall,Sidewall的功能从外部冲击保护Carcass,通过Bead部，把SteeringWheel传达给InputTread的中间位置*Tire的基本情报(规格,负荷,空气压等等)用文字刻印的部位,Sidewall的特性因素-Compound硬度及Volume,Damping物性实车Feeling(R&H,NVH),Sidewall主要要求特性-耐疲劳性-拉伸强度,延伸率,.AllRightsreserved,-.InnerLiner,InnerLiner,InnerLiner的功能Tire的空气压维持InnerLiner主要要求特性-使用耐空气渗透性良好的ButyleRubber,.AllRightsreserved,1）新产品开发Procedure,3.开发FLOW(PCROE),.AllRightsreserved,.AllRightsreserved,2）新产品开发组织图(C.F.T),.AllRightsreserved,OEvs.RETIRE比较,OETIRE,RETIRE(例示),性能,开发方式,给适当轮胎提供最高的性能,CarMaker和共同性能Tunning,Tire概念,装配给特定轮胎的专用轮胎,给所有车辆提供普遍性能,Tire业体Concept设定开发给轮胎单品赋予特别的商品性(例,舒适感最高,高品格,UHP等),可装配多种车辆的代替Tire,.AllRightsreserved,3）设计目标设定,规格检讨外径,断面宽,静负荷半径,动负荷半径,benchmarking轮胎入手及当社花纹技术检讨对于车辆销售地区、磨损性能、噪音性能、WET性能、耐久力、SNOW性能、GROOVEWANDER、PRAT等技术检讨,车辆输出地区检讨各国认证检讨(UTQGS,ECE,CCIB,I009,GULF基本结构设定(CARCASS,CAPPLY),负荷率检讨考虑TRA,ETRTO,输出地区，使用条件检讨,了解车辆悬浮情报,D-FMEA运用例)既存EF车辆开发时发生车辆倾斜倾向，因此开发F/L车辆NEWEF车辆用轮胎开发时，反应设计新花纹开发适用。,设计目标设定,.AllRightsreserved,4）开发过程,（1)初期开发检讨,.AllRightsreserved,（2)轮胎开发过程,.AllRightsreserved,（3)benchmarkingFLOW,benchmarking轮胎选定,试验项目选定,试验数据分析,产品设计反应,.AllRightsreserved,（4)车辆别适用设计,.AllRightsreserved,（5)试制品制造管理体系,.AllRightsreserved,（6)simulation验证,轮胎解析Tool,性能,操纵性,解析Tool,-.Vehicle/Tire动力学解析(ADAMS),-.Force&Moment解析(ABAQUS),舒适感,-.操纵性极大化形象最佳化技术(ESCOT),-.CarcassPly均匀成长形象最佳化技术(ESCOT),-.轮胎Impact解析(ABAQUS),-.舒适感极大化形象最佳化技术(ESCOT),耐久力,-.轮胎2次元/3次元Static解析(ABAQUS),-.轮胎ModalFrequency解析(ABAQUS),-.GrooveWander预测Tool(Inhouse),噪音,-.轮胎结构噪音解析(SYSNOISE),-.花纹开发相关Simulation(Inhouse),磨损,-.轮胎ModalFrequency解析(ABAQUS),-.轮胎Hydroplaning解析(DATRAN),-.轮胎磨损解析(ABAQUS),-.均匀磨损形象最佳化技术(ESCOT),滚动阻力,-.轮胎滚动阻力/温度解析(ABAQUS),Hydro-planing,.AllRightsreserved,（7)轮胎实车性能开发试验,.AllRightsreserved,参照)轮胎实车开发试验,.AllRightsreserved,8）轮胎实车性能改善,.AllRightsreserved,参照)设计VS性能DATA比较检讨,.AllRightsreserved,9）耐久品质验证,1.BeadUnseating,试验项目,备注,2.Plunger,3.ECE-R30Hi-Speed,4.D0T109Hi-Speed,5.DOT109Endurace,6.实车磨损,7.Autocross,8.ADR20,FMVSS110,室内,2,000lbs,2,100lbs,对外规定,区分,开发时社内规定,室内,2,600in-lbs,3,120in-lbs,室内,60min,80min,室内,3:30,5:30,室内,34hrs,58hrs,实车,-,基准以上,实车,-,基准以上,实车,-,没有脱离,.AllRightsreserved,10）PCR结构设计检讨事项,.AllRightsreserved,10-1)PCR速度指数别设计特征,.AllRightsreserved,MaximumLoadedVehicleWt-=CurbWt+AccessoryWt+CapacityWt+OptionWt,CurbWeight=standardvehicle+fuel+oil+coolant+AirconAccessoryWeight=powersteer,powerseat,radio,heater,auto-transmissionProductOptionWeight=Regular部品对比2.3kg以上over的部品例示)固用量battery,Roofrack,specialtrim.,VehiclemaximumloadontheTire=在状态下最大轴负荷除2的值要比轮胎胎侧marking的MaxLoadRating(LoadIndex)小VehicleNormalLoadontheTire=在(CurbWt+AccessoryWt+一定CapacityWt)最大轴负荷除2的值要比LoadIndex负荷的88%(TRA),85%(ETRTO)小,10-2)车辆负荷和轮胎负荷率,.AllRightsreserved,.AllRightsreserved,参照)车辆区分,乘用车:10的乘车以下面包车:11的乘车以上,在多目的型轿车、面包车安装PCR轮胎时,轮胎负荷率要考虑刻薄度，增加车辆负荷的10%计算。,MultipurposePassengerVehicle=多目的型轿车:designedtocarry10personsorlesswhichisconstructedeitheronatruckchassisorwithspecialfeaturesforoccasionaloff-roadoperation.,.AllRightsreserved,参照)加载空气压和LOADINDEX,使用空气压及负荷标记遵守FMVSS-109:Coldinflationpressuremaybeincreasedabovethoseapplicabletothetireloadsuptothemaximummarkedonthetirewithnoincreaseinload.,.AllRightsreserved,PLY张数=f(Cordangle,EPI,tension,elongation,负荷,空气压,OD,ID,speed,Peri.,etc)xSF,BEAD线X回=f(plyangle,speed,负荷,空气压,OD,ID,SW,Wt,Rim径,etc)xSF,参照)PLY,BEAD选定,.AllRightsreserved,Pull,J-Turn,制动距离(Dry/Wet),RollingBoom,Wet,燃料费CO2减少,PRAT,CONICITY,诸元管理-新花纹开发(KH16,KH15),Understeer诱导-适合车辆的SidewallStiffness,Tread,ApexHeight变更-自动因子,影响度归明,Tread压出物均匀度提高,SilicaTread适用,轻量化SilicaTread适用,项目,主要点检方向,备注,单价提高,单价提高,4.最近性能ISSUE项目,.AllRightsreserved,.LTM/TBR结构设计技术,1.LTM/TBRTIRE结构,4BELT,.AllRightsreserved,LTM/TBR结构及名称,.AllRightsreserved,1）INNERLINER,气密层(InnerLiner)代替内胎位置在轮胎内部，防止空气漏出,空气压维持防止湿气渗透由俩薄层(气密层2-Turn)构成柔软的内皮有抵抗性,.AllRightsreserved,2）BACK-UPLINER,Back-upLiner支持CARCASS(BODYPLY)coating橡胶。,BODYPLYCORDS之间防止INNERLINER的渗透。和BODYPLYcoating橡胶类似的悟性要求对疲劳的弹力性,对WIRE的粘结力,.AllRightsreserved,3）BODYPLY(CARCASS)-STEEL,帘布层(BODYPLY),-CARCASS轮胎内部的cord层，要能支持负荷，耐冲击，对屈伸运动耐疲劳性强。,TIRECASE的骨架高强度和疲劳抵抗性BODYPLYcoating对STEELCORD的粘结力,对别的橡胶的粘结力,对疲劳的抵抗性要强。未来对长时间强度维持性能改善改善的橡胶渗透性长时间反复的WIRECORD疲劳度减少,.AllRightsreserved,4）STEELCHAFER,STEELCHAFER防止轮辋和帘布层（carcass）的直接接触，为了保护carcass，补强胎圈部位强度。,SIDEWALL下端和胎圈部位的强化减少RIMFLANGE部位轮胎的损伤和变形提高胎圈部位耐久力,.AllRightsreserved,5）BEADBUNDLE,BEADBUNDLE以钢线覆上胶的圆形wire把轮胎固定在轮辋固定的作用。,轮胎的“基础”对于RIMFLANGE的轮胎固定装置支持因BODYPLY,空气压引起的高的拉伸负荷支持圆心力和不断变化的负荷,.AllRightsreserved,6）BEADWRAP,BEADWRAP防止胎圈分散，保护运行中carcass（帘布层）的作用。,防止BODYPLYWIRE腐蚀及最小化,.AllRightsreserved,7）APEX(HARD/SOFT),三角胶(APEX)最小化BEAD的分散，缓和外部的冲击，保护BEAD，成型时，为了防止AIR进入使用的三角形态的橡胶填充物。,HARDAPEX:在BEAD提供特殊的支持力SOFTAPEX:防止BODYPLYEND部位的应力集中,.AllRightsreserved,-.CHAFERCUSION(PLYENDOVERLAY),CHAFERCUSHION插入帘布层和steelchafer之间的橡胶，是为了提高胎圈部耐久性。,为了防止集中的坚硬且强性橡胶强化耐久力,.AllRightsreserved,8）CHAFERPLYINSULATION(OUTSIDEAPEX),CHAFERPLYINSULATION吸收帘布层(carcass)端部集中的应力，提高胎圈部位耐久力。,SOFTAPEX和类似的橡胶使用,.AllRightsreserved,9）RIMFLANGE(GUMCHAFER),RIMFLANGE和轮辋接触的橡胶要有耐疲劳性。,对RIM密封空气安装时，接触RIMFLANGE的坚硬且强性橡胶。安装时，对于发生的损伤和磨损及RIM滑移抵抗性变小。,.AllRightsreserved,10）BASESTRIP(SHOULDERWEDGE),BASESTRIP分散带束层和帘布层应力的作用。,在SHOULDER部位决定BODYPLY形态FOOTPRINT形态和胎面磨损有影响,.AllRightsreserved,SIDEWALL作为i轮胎侧面的橡胶保护帘布层，屈伸运动，使舒适感良好且外观要好。,11）SIDEWALL,对于CURBDAMAGEOZONE/WEATHERCRACKING的保护要有因长期的疲劳龟裂抵抗要有添加特别老化抵抗性的混合NR/BR,.AllRightsreserved,11）BELTPACKAGE(#1,2,3,4BELT),Belts支持胎面主要负荷的作用,抵抗高的空气压在空气压下维持CROWN部位的形态胎面强化和收缩的最小化磨损的改善,.AllRightsreserved,12）BELTCUSHION(BELTEDGEWEDGE),BELTCUSHION减少主要活动belt(#2,3belt)之间的剪切变形，提高耐久力,和WIREcoating橡胶类似的橡胶良好的WIRE粘结,强度,疲劳抵抗性,一般使用100%NR,.AllRightsreserved,13）BELTOVERLAY(BELTEDGEOVERLAY),BELTOVERLAY减小belt端部的应力集中提高耐久力,和WIREcoating橡胶类似的橡胶良好的WIRE粘结,强度,疲劳抵抗性,一般使用100%,.AllRightsreserved,14）CAPTREAD,CAPTREAD作为和路面接触的部分，耐磨损性、耐剪切性良好，要能够承受外部冲击，发热少。,未来:改善的磨损,牵引力,RR提高(SILICA橡胶),.AllRightsreserved,15）UNDERTREAD(TREADBASE),UNDERTREAD减少运行温度和ROLLINGRESISTANCE的作用,要能改善耐久力和再生成对于NR或NR/BR的混合,LOWC.B.,LOWOIL,老化的抵抗力,.AllRightsreserved,16）WINGSTRIP(TREADSKIRT),WINGSTRIPcurve路运行时，防止TorqueCrack作用,和SIDEWALL橡胶类似对CURBDAMAGE,OZONE/WEATHERCRACKING的抵抗对长时间的FATIGUECRACKING抵抗使用添加特殊老化抵抗力的混合NR/BR对SIDEWALL要有粘性和粘着性,.AllRightsreserved,17）TBRTIRE结构的未来倾向,更低的ASPECTRATIO45,50,60SERIES的开发19.5”的成长“ALLPOSITION”TIRES空气压MONITORS(STEERPOSITIONS)更大更宽的WHEELDIAMETER,.AllRightsreserved,2.RADIAL和BIASTIRE的比较,BIASTIRE,BODYPLY(CARCASS)CORD维持以TIRE运行方向3045度角度斜胶胎一般以尼龙材质的多层蜡yered构成carcass,RADIALTIRE,BODYPLYCORD维持以TIRE运行方向8890度角度RADIALTIRE由STEELBODYPLY构成，因此胎侧屈伸力好胎面由34个的steelcord层补强,.AllRightsreserved,1）RADIALTIRE的优点,（1)TIRE寿命延长,以steel层和radial结构最小化胎面部位的流动，因此可提高轮胎寿命。,（2)牵引力及制动力优秀,最佳化的Footprint形态和全胎面的均匀接地压形成均匀接地，提高traction和制动力。湿地test结果，radial轮胎对比bias轮胎提高制动力21%，路线变更时反应快10%，热发生优秀27%。,RADIALTIRE,BIASTIRE,.AllRightsreserved,（3)运行稳定性良好及舒适感优秀,Curve路运行时，胎侧柔软，胎面持续接地，因此稳定且宝藏Steering特性。,（4)耐久力优秀,BODYPLY由一张STEEL构成，因此运行中热发生少，耐久力好。.,.AllRightsreserved,（5)非铺装道路运行时puncture强,RADIALTIRE的SIDE由一个steelcarcass形成，因此屈伸力好，胎面部位由34张的steel构成，因此在非铺装道路运行时，提高耐冲击性，最小化轮胎损伤。,.AllRightsreserved,（6)没有FlatSpot问题,FlatSpot?充入空气且静止状态下长时间受负荷时（例：输出用车辆用），接地部变平的现象。这种FlatSpot发生车辆在运行时，同伴Ride/Handling性能地下和Noise。该现象主要发生在热敏感的尼龙cord轿车或bias轮胎，运行数英里内部温度上升后恢复到正常。radial轮胎因使用steel不发生flatspot。,FLATSPOT,.AllRightsreserved,2）RADIALTIRE按有无内胎的分类,有内胎轮胎内部装有内胎和hurep的轮胎。无内胎轮胎轮胎内部附着了空气渗透性小的特殊橡胶气密层INNER-LINER。1)比无内胎类型空气保全性好(特别是puncture时)2)轮胎内部的空气压直接作用在轮辋，因此运行中发热量少。3)Puncture修理时比较容易，修理时间短。4)滚动阻力减小以致燃料费减少。5)运行稳定性高。.,.AllRightsreserved,3.LTM/TBR轮胎技术资料,1）虽空气的变化的mileage比较,未达到规定空气压时，轮胎平均寿命急剧下降。对比标准空气压少20%时，轮胎寿命下降16%。,.AllRightsreserved,2）虽搭载负荷变化的mileage比较,超重搭载车辆不仅对车辆的部件而且对轮胎增加限制以上的疲劳，成为轮胎寿命下降的原因。超重搭载是轮胎损伤和燃料费增加的主要原因。超重搭载又在加速轮胎的磨损。20%超重搭载加速30%程度轮胎磨损。,.AllRightsreserved,4.LTM/TBR轮胎的PATTERN体系,R(KRA01)中长距离铺装路用(kargotruck.市外bus),M(KMD01)铺装.非铺装兼用(dumptruck),F非铺装工作场地用,L(KLS01)长距离高速运行用(高速bus),C(KCA01)短距离中低速用(市内.市外bus),胎面深度,胎面形态,Rib用,Block型,变深,S:前轮用,D:后轮用,A:前.后轮用,T:trailer用,C:City,L:Long-haul,R:RegionalM:Mixed,F:OffroadW:Winter,变低,.AllRightsreserved,5.用途及车中别规格&花纹适用现况,1）LTM用途及车中别规格&花纹适用现况,车种,适用规格,前轮,代替计划,2.5TON,7.00R16205/75R17.5,975A975,3.5TON,7.50R16215/75R17.5,972963,-KRS03/KRD02,后轮,975A937,972937,5TON,8.25R169.5R17.5245/70R19.5,KRA01KRA01963,KRA01/KRA01/KRD02KRA01/KRD02,25人乘(county,combi）,7.00R16205/75R17.5,975A975,975A937,937937937,35人乘(aerogeltown,cosmos),8.25R169.5R17.5245/70R19.5,KRA01KRA01963,KRA01/KRA01/KRD02KRA01/KRD02,937937937,SNOW花纹,9.5R17.58.25R16205/75R17.5215/75R17.5245/70R19.5,KWA01,KWA01,-KRA01/KRD02,KRA01/KRD02,KWA01,.AllRightsreserved,2）TBR用途及车中别规格&花纹适用现况,车种,适用规格,前轮,代替计划,高速bus,12R22.5295/80R22.5,956,959964,KRA02(KRA03)/KRS03/KRD02,市外bus,11R22.510.00R20,956,959975,KRA02(KRA03)/KRA01/KRD01,后轮,943A/948P,94