半钢子午线轮胎设计规范全解

1、,如鲤小牛做轴般戳钟弧筋t2002 *JPage 7 of 48目录一、本设计规范适用范围二、轮胎设计依据的确认1 .目标市场、用户要求的确认2 .轮胎、轮辆设计标准、法规的确认3 .轮胎生产工装、模具及专用工器具、工艺条件的确认4 .轮胎预期成本的测算与分析5 .轮胎设计规格、花纹类别的确认6 .轮胎性能取向、性能指标的确认7 .轮胎试验条件的确认8 .轮胎专用内胎、气门嘴、垫带、硫化胶囊的配置9 .轮胎设计技术要求的确定10 .轮胎设计原则的确定三、轮胎技术设计1 .新胎充气外缘尺寸的确定2 .轮胎模具型腔尺寸的确定3 .轮胎花纹的设计4 .轮胎花纹总图的绘制5 .轮胎字体排列图的绘制四、

2、轮胎施工设计1 .轮胎结构型式的确定2 .轮胎骨架材料规格的确定3 .轮胎各部位厚度的确定4 .轮胎成型参数（成型机头曲线、贴合鼓直径等）的确定5 .轮胎半成品部件的确定6 .轮胎材料分布图的绘制7 .轮胎生产专用工器具的确定8 .轮胎施工文件的编制五、轮胎设计验证六、轮胎设计文件的编制七、轮胎设计更改、本设计规范适用范围半钢丝结构子午线轮胎（有内胎和无内胎子午线轮胎）1 .轿车子午线轮胎2 .公制、英制轻卡子午线轮胎3 .拖车、挂车子午线轮胎4 .农用子午线轮胎二、轮胎设计依据的确认1 .目标市场、用户要求的确认产品设计开发的优先原则：符合标准化、系列化、规范化、通用化 的产品优先（采标产品

3、优先原则）；优先满足具有市场普遍性的需求（少 数服从多数原则）；优先采用国际先进标准及法规（先进标准覆盖落后 标准原则）；优先满足原配胎市场的需求（高性能满足低性能原则）；优 先满足国际市场的需求（高质量取代低质量原则）；优先满足高速级、 高层级的需求（高指标涵盖低指标原则）；优先满足轻量化、节能、环 保、跑气保用、智能型等高技术含量的产品需求（换代产品优先原则）。另外，对客户（尤其是原配胎市场）的更具体、更细化的要求应尽 量满足。如遇到客户的要求不合理，可以通过解释、引导、替代的方法 加以解决，最终让客户满意。2 .轮胎、轮辆设计标准、法规的确认对客户无特殊要求的轮胎，设计首先要满足企业产品

4、标准，企业产 品标准尽可酢涵盖多个标准与法规、尽可酢是最新的版本。企业产品标准等同采用、等效采用如下标准：轿车子午线轮胎设计-以新版ETRTO、ECE30为主，TRA、 FMVSS109 、 GB、 JATMA 为辅。轻卡、拖车、挂车子午线轮胎设计 -以新版TRA、FMVSS119 为主，ETRTO、 ECE54、 GB、 JATMA 为辅。其它子午线轮胎设计-如无特殊要求，尽可能以新版 TRA、 FMVSS119 、 ETRTO、 ECE54 为主， GB、 JATMA 为辅。企业产品标准中的高速性能、耐久性能、压穿强度、脱圈阻力指标 应高于ECE、FMVSS、GB的规定指标。根据不同的产品

5、，指标高出的 幅度有所不同。3 .轮胎生产工装、模具及专用工器具、工艺条件的确认重点对尺寸、结构、性能要求特殊的产品进行生产工装、工艺条件 的确认。分别对生产设备、工艺条件、专用工器具的符合性进行书面明 确，需添置的专用工器具，则提供工艺参数图。同时对轮胎模具的类型及匹配的硫化机进行确认。4 .轮胎预期成本的测算与分析新产品的预期成本测算与分析尽可能以同系列、同轮例直径、同速 度级别、同结构、同类花纹、同工艺，最接近的轮胎规格进行测算。同 轮桐直径的轮胎可以用尺寸系数（外直径x断面宽）进行测算。5 .轮胎设计规格、花纹类别的确认结合上述条款的确认，即可确定设计的轮胎规格、负荷指数（层级）、速度

6、级别、花纹类别、花纹深度、牵引系数、耐磨指数、耐温指数等。6 .轮胎性能取向、性能指标的确认轮胎的许多性能是相互制约的，不同类别、不同速度级别的轮胎性 能取向是不同的，其性能重要性排序如下：轿车/公制轻卡子午线轮胎设计-安全性能（包括干、湿路面的 纵向、侧向附着性能；高速耐久生热性能；超低压条件下的抗脱圈性能； 操控稳定性；无内胎化；抗冲击性能）、舒适性能（包括缓冲性能、滚 动噪音、滚动频谱、操控平顺性）、通过性能、耐用性能（胎体的耐用 性、材料的抗老化性能、耐磨性能）、美观装饰性能、节油性能。英制轻卡子午线轮胎设计 -耐用性能（超负荷性能、胎体的耐 用性、材料的抗老化性能、耐磨性能）、安全性

7、能（包括干、湿路面的 纵向、侧向附着性能；高速耐久生热性能；操控稳定性；抗冲击性能）、 节油性能、通过性能、舒适性能（包括缓冲性能、滚动噪音、滚动频谱、 操控平顺性）。拖车、挂车子午线轮胎设计 -耐用性能（超负荷性能、胎体的 耐用性、材料的抗老化性能、耐磨性能）、舒适性能（包括缓冲性能、 滚动频谱）、安全性能（包括抗冲击性能；干、湿路面的纵向、侧向附 着性能）、节油性能。农用子午线轮胎设计-通过性能（越障能力、各类农田的适应 能力）、耐用性能（超负荷性能、胎体的耐用性、材料的抗老化性能、 抗刺扎件酢、耐磨件酢）、安全件酢（包括抗冲击件能；操捽稳呈性）、 节油性能。轮胎性能指标的确认原则：为了向

8、客户提供性能价格比优异的轮 胎，安全性能指标达到企业标准（企业标准优于国际标准和法规）、用户要求；耐用性能、舒适性能、节油性能、通过性能满足用户要求。7 .轮胎试验条件的确认重点对尺寸、结构、性能要求特殊的产品进行试验条件的确认。如分别对试验设备、试验项目、试验方法、试验条件、试验轮桐 /卡盘等 试验工器具的符合性进行确认。需添置的试验工器具，则提供工艺参数。8 .轮胎专用内胎、气门嘴、垫带、硫化胶囊的配置如有客户提出购买的无内胎子午线轮胎配置内胎的要求时，应尽可能说服客户将轮胎按无内胎形式使用，因为轮胎在高速行驶时，内胎一 旦被扎破常常会导致轮胎瞬间爆破，极易导致车祸；而无内胎轮胎被扎 破时

9、，轮胎往往是慢撒气，驾驶员有反应的余地。所以高速级（M级以 上的轮胎）的轮胎（即轿车/公制轻卡子午线轮胎）必须按无内胎形式 设计和使用。当客户坚持要将无内胎轮胎配置内胎时，我公司将不承担 由此而引起安全责任。有内胎子午线轮胎配置内胎或垫带时，应尽量选配与斜交轮胎共用 的型号。当必须设计专用内胎或垫带时，首先要确认客户所用的轮辆型 号及车辆后轮位的形式（单轮还是双轮），以便选配合适的气门嘴型号。硫化胶囊的配置：尽可能选配薄壁宽腰系列化子午胎专用硫化胶 囊。当必须设计新型号硫化胶囊时，应考虑到子午线轮胎所用硫化胶囊彳翩熊孕无战给尉鼠钝曜籍fzCCz MJ'Page 9 of 48的特点：外

10、直径大、高度矮、腰部宽、厚度薄（即径向伸张小、周向伸 张大、胶囊脱模系数大）。9 .轮胎设计技术要求的确定在确认了以上各项条款后，即可确定出轮胎设计技术指标和要求。其中轮胎设计技术指标（主要指法规项目和成品检验技术指标）和要求 尽可能不超出企业的产品标准。必须超出的技术指标如确实可以达到， 则可以考虑对企业的产品标准进行换版修订。10 .轮胎设计原则的确定在上述条款得以确认后，围绕产品的特点确定相适应的设计目标、结构形式、工艺路线。对于非特殊需要产品，轮胎的设计原则是：尽可能在现有的配方、 结构形式、包圈形式、系列化钢丝/纤维帘布、系列化半成品部件、工 艺路线、工艺条件中优选出最适合的方案。对

11、于特殊需要产品，则有针对性的在上述设计原则基础上增、改相 适应的内容。三、轮胎技术设计1 .新胎充气外缘尺寸的确定如客户无明确要求，新胎充气外缘尺寸的确定原则是：1.1 D'-设计新胎充气外直径（设计目标值）的确定设计方式非共用花纹圈模具共用花纹圈模具适用模具各类两半模具各类活络模具适用轮胎高系列、低速级、浅花纹各类轮胎低系列、高速级、同宽度、深花纹各类轮胎D，取值方法标准上限标准上限能共用 花纹圈 的轮胎 外直径 差：D X1.5 %标准1#胎中值2#胎中值一3#胎中值一中值2/51/3D，4#胎中值标准下限值标准下限D'值说明D'设计目标值适当小于标准中值后功于轮胎

12、的轻量化1.2 B'-设计新胎充气断面宽（设计目标值）的确定凡生产经过硫化后充气的轮胎，其新胎充气断面宽的波动会很大，这主要与有硫化后充气工艺波动有关，因为轮胎硫化出模后后充气是否 及时、实际后充气压力的大小及波动、后充气时间的长短会直接影响轮 胎充气断面宽的稳定性。当轮胎结构施工参数（如胎体帘布角度）、骨架材料（如胎体帘线 种类）、工艺条件（如取消了硫化后充气工艺步序）得到固化后，新胎 充气断面宽会很稳定，且波动也小。这样B'-设计新胎充气断面宽（设计目标值）的确定就更容易准确。在这种条件下，B'的取值可以比标准的中值小23毫米，这同样有利于轮胎的轻量化。2 .轮胎模

13、具型腔尺寸的确定-2 乙44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage 11 0f 482.1 D -轮胎模具型腔外直径的确定首先要确定不同类别、不同系列、不同结构轮胎充气后的径向伸张值（D' /D）或外直径变化量（D' -D）。以下是常见的取值方法:带束层裁断角度2 2 °2 4 °2 6带束层结构形式无尼龙冠带层有尼龙冠带层有尼龙冠带层适宜轮胎速度级别<H> H> Z适宜公制轻卡轮胎<245断面宽>245断面宽PD>80系列1.002 1.0041.001 1.003一>70系列1.003 1.0051.

14、002 1.004<65系列-11.002 1.0041.001 1.004D -D>80系列1.0 3.50.5 3.0一一>70系列1.5 3.51.0 3.0一一<65系列1.0 2.50.5 2.5说明冠带层热收缩箍紧力：JLB冠带层>双层冠带层>单层冠带层根据从表中径向伸张值（D'/D）的选取，即可算出D值。另外,为了方便H、H1、H 2值计算和绘图，常常再对D值作一点修正：方法 是若模型胎圈着合直径d值有一位小数， 则D值的小数位也加一位等值 小数，而原D值的个位数可视小数值的大小而决定是不变还是减1 ,这 样可使修正后的D值尽量保持与原

15、D值相近。2.2 d - 轮胎模具型腔胎圈着合直径的确定轮胎胎圈着合直径的确定主要着眼于五个方面要素：一是防范胎圈与轮桐胎圈座之间的周向滑转（即在车辆起步、加速、减速、制动过程）； 二是确保无内胎轮胎的安全性能 一 抗侧向的脱圈能力（即在车胎低 气压高速转弯过程）；三是确保无内胎轮胎的保压性能；四是确保轮胎 与轮辆易于装配、且装配不易损伤胎圈；五是所匹配的胎圈底部曲线应 易于加工、测量和验收（同样便于测量旧模具的磨损程度）。为了更好的平衡以上性能，需要将胎圈着合直径与胎圈底部曲线的 最佳配置进行固化，并对该处模具加工公差进行严格控制。对于无内胎轮胎需将企业的产品标准的最小脱圈阻力控制在一个 合

16、理的范围：即高于FMVSS、GB规定值的1030%。过去轮胎胎圈直径取值较轮例标定直径小 1.0mm 左右，胎圈底部 设计采用胎踵圆弧与7着合面上相切的曲线形式来保持与5轮桐着合 面进行过盈配合，这种设计方式从理论上讲对无内胎轮胎的使用是没有 问题的，多年来的实际使用也验证了这一点。但是在对轮胎模具的加工 上及对胎圈着合直径的测量验收上是很困难的，也是不准确的。一旦无 内胎轮胎的脱圈阻力值出现偏大或偏小的时候，则很难判断胎圈着合直径是设计的不合适，还是加工的不合适。鉴于此，在国内外有许多轮胎公司F普遍采用了一种新的胎圈曲线44® M ” 一然慈愚 熊就抽篦t20O2 *UPage #

17、 of 48设计方法，克服了原先设计上的不足。为此在确保轮胎胎圈底部过盈量 不变的前提下，也就是说不改变原有的钢丝圈、缠绕盘、扣圈盘、均匀 性试验机卡盘、动平衡试验机卡盘尺寸的前提下， 对模型胎圈底部曲线 的画法作部分调整，这样既便于今后对模具胎圈着合直径进行测量验 收，又利于分析轮胎质量问题。新的无内胎轮胎的胎圈曲线设计方法是： 轮胎胎圈着合直径的取值 较轮例标定直径小2.0mm左右，胎圈底部设计采用胎踵圆弧与胎圈着 合直径水平线相切，水平线延至胎圈宽度的1 / 2处止，然后再以17延至胎趾。这样在胎圈底部曲线上实际出现了宽度约 2.0mm 左右直径 为胎圈着合直径的微小平台。该平台即被用于

18、模型胎圈着合直径的检 测。无内胎原胎圈底部曲线与新的胎圈底部曲线见附图，从两曲线重叠图上可以看出其交点位于钢丝圈底部。另外，考虑到模具的加工和检测，在作图时模具型腔胎圈着合平台 端部（对应轮胎胎趾处）应标注直径，而不是角度。卒纲邈争冷战轮舞，蕊钎翘籍超C魁3Page 13 0f 48两胎圈底部 曲线对比图无内胎模腔胎圈着合直径轮桐规格12131415161718轮例标定直径304329.4354.8380.2405.6436.6462原胎圈d值303328354379404.5435.5461新胎圈d值302327.4353378.2403.6434.6460说明虽然新、旧胎圈d值和曲线不同，

19、但轮胎实际过盈量基本相同对于使用多件式轮辆（如半深梢轮桐、平底宽轮桐等）的有内胎轮胎来讲，轮胎模具型腔胎圈着合直径的设计只需考虑防范胎圈与轮桐胎圈座之间的周向滑转和确保轮胎与轮辆易于装配/拆卸这两个方面的要-244® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage # 0f 48值d型模径直定标辆轮轮桐底部曲线（细实线）与胎圈底部曲线（粗实线）对比图其具体设计方法是：模具型腔胎圈着合直径比轮例标定直径小1.52.0毫米；模型型腔胎圈着合平台端部（对应轮胎胎趾处）直径与轮桐底部曲线对应处直径相同或者大于1.0毫米。这样模具型腔胎圈着合平台与水平面的夹角实际小于轮桐的5°角。另外，考虑到

20、模型的加工和检测，在作图时模具型腔胎圈着合平台端部（对应轮胎胎趾处）应标注直径，而不是角度。2.3 C - 轮胎模具型腔胎圈着合宽度的确定无内胎轮胎模具型腔胎圈着合宽度的设计均要比标准轮辆宽，其增宽设计的理由及增宽幅度（即C值增量）主要与六个方面的因素有关： 一是PDEP理论认为，在轮胎的胎圈和胎肩部位施加一定的预应力， 有 利于提高轮胎的高速性能；二是轮胎在自由状态下冷却时，两胎圈间距 会缩小，无硫化后充气的轮胎尤其是如此（一般缩小79毫米）。对无 内胎而言，过小的胎圈间距是无法与轮辆装配充气的； 三是在原配胎市 场，有很多轿车、商用车型所配的无内胎轮胎是按比标准轮辆宽0.5的轮桐（标准允许

21、的范围），大规格轮胎甚至宽1.0的轮桐（也是标 准允许的范围）来装配的；四是轮胎在储运过程中如果不能上存放架竖 立存放（理想的存放方式），而是平卧摞放，则会进一步导致轮胎两胎 圈间距会缩小，尤其是压在下面的轮胎；五是当轮胎轻量化达到较高的 程度以后，胎侧就更加柔软、更易变形，致使胎圈间距更易变窄；六是 胎圈着合宽度的增宽幅度（即C值增量）主要与轮胎胎侧的宽度、刚性 有关，概括的说：断面高度越高、系列越高的轮胎，胎侧越容易变形， 从而越容易造成两胎圈间距缩小，所以随着轮胎断面高度越高、系列越 高，轮胎模具型腔胎圈着合宽度的设计越大（即C值增量越大）。各种规格无内胎轮胎（无硫化后充气工艺）C值增量

22、见附表（轿车/轻卡子午线轮胎设计参数表）。有内胎轮胎的C值增量可以是 00.5 。2.4 B - 轮胎模具型腔断面宽的确定轮胎模具型腔断面窗的确字可分为二个步骤： 先是根据前面确宇的Page # of 48B'和B' /B值来计算出标准轮桐下的轮胎模具型腔断面宽，然后再 根据C值的增量来进行修正，因为轮胎胎圈着合宽度每改变0.5，就会使轮胎充气断面宽B '值有一个变化，其变化幅度随轮胎断面高的降 低而增大，并不能用一个固定值来修正。具体修正值见下表：轮胎断面身度<120120140140160160180180200>200B值修正增量7.57.06.56.

23、05.55.0说明此B值修正增量是以胎圈着合宽度每增加 0.5 为依据的，当选择的C值增量不同，则按此比例计算实际B值修正增量如果有内胎轮胎的设计C值增量为零时，则B值不需要修正2.5 Hi/H 2 -轮胎模具型腔断面水平轴的确定轮胎模具型腔断面水平轴的确定可分为二个步骤：先确定在标准轮辆设计下的轮胎模具型腔断面水平轴， 然后再根据C值的增量来进行修 正，因为轮胎胎圈着合宽度每改变 0.5，就会使轮胎H 1/H2值有一 个变化，其变化方向及幅度随轮胎系列、断面高度、速度级别的不同而 有所变化，并不能用一个固定值来修正，需要经过实验验证。一般来讲，轮胎系列越低，C值的增量对轮胎H i/H2值的变

24、化影 响越大；轮胎断面高度越高，C值的增量对轮胎H 1/H2值的变化影响 越小；轮胎速度级别越高，要求轮胎充气状态下的H 1/H2越大。具体修正后轮胎模具型腔断面水平轴的见下表:轮系胎列<4040455055606570758085C+0.51.101.041.051.061.071.08H 11.01.061.071.081.091.11/1.12H 2C+1.01.111.041.051.061.08值1.51.061.071.081.111.13说 以上经过修正后的轮胎模具型腔断面水平轴H i/H 2是依据轮胎明 的不同系列、不同C值增量来确定。2.6 b、h - 轮胎模具型腔行驶

25、面宽、行驶面高的确定轮胎行驶面宽、行驶面高的确定实际上就是确定行驶面曲线的平均 曲率半径及该行驶面曲线的范围，设计的着眼点主要有四个方面：一是 轮胎的类别。如轿车胎行驶面曲线的平均曲率半径比轻卡胎大；二是轮 胎的系列（实际包含速度级别）。系列越低，轮胎行驶面曲线的平均曲 率半径越大；三是轮胎花纹的类别（包括花纹深度）。花纹越深（象越 野花纹、M+S花纹），轮胎行驶面曲线的平均曲率半径越小；四是带束层的结构形式。相对于同一轮胎规格而言，带束层（包括冠带层）的箍 紧系数越大，轮胎行驶面曲线的平均曲率半径越小。行驶面曲线的平均曲率半径及该行驶面曲线的范围的设计是与轮 胎花纹的设计匹配分不开的。目前，

26、这一匹配方式主要有两种：一种是44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage # 0f 48宽行驶面匹配浅花纹设计（代表品牌：米西林）；另一种是窄行驶面匹配深花纹设计（代表品牌：石桥），下面就是两种匹配形式的比较。两种匹配形式的比较宽行驶面、浅花纹轮胎（前）窄行驶面、深花纹轮胎（后）客户接受趋势轮胎轻量化水平稍差稍好在乎性能轮胎滚动阻力米西林与石桥轮胎相当轮胎外型感觉轮胎显得宽大轮胎显得窄小、A 刖接地面积大小胎面单位磨耗量小大轮胎行驶里程较长较短、A 刖轮胎高速性能稍好稍差、A 刖综合安全性稍好稍差、A 刖制动距离短长、A 刖车辆操控稳定性稍好稍差、A 刖车辆操控灵活性稍差稍好后综合

27、评价宽行驶面、浅花纹轮胎优于窄行驶面、深花纹轮胎综上所述，宽行驶面匹配浅花纹形式是优选设计方案， 其不同类别、 不同系列（包含不同速度级别）轿车、公制轻卡子午线轮胎行驶面宽度 参数见附表（轿车/轻卡子午线轮胎设计参数表）。2.7 Rn】、Rn2 -轮胎模具型腔行驶面曲率半径的确定由于子午线轮胎的结构特点决定了它的接地压力曲线为M形，也就是说，胎肩部位花纹的接地压强大于胎面中部，这就是子午线轮胎容易磨肩的原因。为了降低子午线轮胎胎面花纹不均衡磨损的程度，胎面花纹深度配置应采取变深度方法设计，即胎面中部浅-两边深-胎肩线处又变浅的设计，这就需要行驶面曲线为两段弧与花纹沟底弧（为单弧）匹配设计，以达

28、到花纹沟深度是一个渐变的过程。如图所示：由于t 2比t 1大约0.5毫米，所以主花纹沟区（即接地压力最大区） 花纹达到最深，胎面中部和胎肩部花纹要逐渐浅（即接地压力较小区） 这样就降低了子午线轮胎的磨肩程度。轮胎行驶面曲线的两段圆弧R、RN2的切点位置就是主花纹沟的位置。另外，R Nl、RN2弧的取值及大小配置比例很重要，具体计算、7 口44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage 23 0f 48选值范围如下:轮胎<404050607080系列4555657585800750700650600550轿车Rni7006506005505004503803403002602202

29、00胎R N2300260220180160140620570520轻卡Rni520470420230210190胎R N2180160140设计中具体行驶面曲线的两段圆弧RN1、R N2取值及大小配置说 明 要视轮胎的实际情况来确定，如轮胎类别、系列、速度级别、花纹形式、带束层（包括冠带层）的箍紧系数等。轮胎模具型腔行驶面曲线的两段圆弧中的RN1可通过以下公式计算（计算值应符合上表的规律）：RNi = b 12/8 h i + h i/2（说明：当轮胎行驶面曲线采用单弧设计时，公式中的h】、b】分别为h、b ）轮胎模具型腔行驶面曲线的两段圆弧中的RN2既可通过建立坐标系解方程计算，又可通过C

30、AD作图得出（计算值应符合上表的规律）2.8 i -轮胎模具型腔上胎侧弧半径可通过以下公式计算：R1=(H2h2)2 + 0.2 5 (B-b 2)2-L 2) / (B-b 2)(说明：当轮胎行驶面曲线采用单弧设计时，公式中的h2、b2分别为h、b )其中L= 1/2 1/3 H 2需强调的是：凡轮胎胎肩轮廓采用正弧(过渡弧)设计时，L值可 取1/21/3 H 2；当采用切线或反弧设计时，L值取1/3H2。2.9 R2 -轮胎模具型腔下胎侧弧半径的确定轮胎模具型腔下胎侧弧半径可通过以下公式计算：R2 = (0.25 (B-C- 2 a) 2 + (Hi He) 2) / (B-C-2 a)其

31、中He为轮桐轮缘高度；A为轮桐轮缘宽度a=2/33/4A2.10 R3 -轮胎模具型腔下胎侧过渡弧半径的确定除了设计有特型轮缘座的轮胎没有R 3弧以外，一般轮胎都设计有 R3弧，其取值不易过小： 50;常用取值范围：5575,需根据轮 胎的R 2弧大小决定，即R 2弧越大，则R 3弧越大。1. 2.11轮胎模具型腔胎肩轮廓型式的确定胎肩轮廓型式由如下设计元素构成与组合：设计元素I类：胎肩支撑、散热区轮廓有正弧型、切线型、反弧型三种。设计元素II类：胎肩角轮廓有相关线型、小圆弧型、大圆弧型、倒角型、四种。实际上轮胎的胎肩轮廓型式均是由上述两类设计元素组合而成的以下是常见组合模式：设mI类设mII

32、类轿车轮胎公制轻卡轮胎英制轻卡轮胎农业轮胎正弧型（A）相关线型（1）A3A2C1B1切线型（B）小圆弧型（2）B3B2C2B4反弧型（C）大圆弧型（3）A2B3C4B2倒角型（4）B2A3B1B2B4几种常见的轮胎胎肩轮廓组合模式的功能特点：A3 -正弧型+大圆弧型组合模式：优点是高速车辆操控稳定性能优 异，这主要是指车辆在高速转弯时，轮胎接地区能平稳地由冠 部向肩部移位，即轮胎接地面损失率小，提升了安全性能，所 以这一组合模式更适合于轿车子午线轮胎；缺点是对轮胎肩部 花纹的支撑作用差，不适合用于高负载的载重子午线轮胎。该 组合模式的性能正好与C1相反。B3 -切线型+大圆弧型组合模式：高速车

33、辆操控稳定性能与 A3相 44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage # 0f 48稍差一些，但对轮胎肩部花纹的支撑作用要好于 A3。该组合 模式常用于小规格或低系列公制轻卡子午线轮胎、加深花纹（如M+S花纹）或低速级轿车子午线轮胎。C1 -反弧型+相关线型组合模式：优点是对轮胎肩部花纹的支撑作 用好，而且改善了轮胎肩部的散热性能，所以这一组合模式更 适合于高负载的载重子午线轮胎（如英制轻卡子午线轮胎）； 缺点是高速车辆操控稳定性能很差，不适合用于轿车子午线轮 胎。该组合模式的性能正好与 A3相反。C4 -反弧型+倒角型组合模式的特点与 C1基本相同。B2 -切线型+小圆弧型组合模

34、式、 A2 -正弧型+小圆弧型组合 模式：这两种组合模式是典型的介于 A3与C1之间的一种配 置，更适合于公制轻卡子午线轮胎（其所配车型也是介于轿车 与轻卡车之间的商用车）。B1 -切线型+相关线型组合模式：优点是能适应于特宽行驶面的轮 胎（如拖拉机的驱动轮），并使突出的肩部花纹得以支撑。B4 -切线型+倒角型组合模式的特点与 B1基本相同。以下是几种常见的轮胎胎肩轮廓组合模式图示:44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage 27 0f 48A3-正弧型+大圆弧型A2-正弧型+小圆弧型B3-切线型+大圆弧型B2-切线型+小圆弧型B1-切线型+相关线型B4-切线型+倒角型C3-反弧型

35、+小圆弧型C1-反弧型+相关线型C4-反弧型+倒角型2.12轮胎模具型腔胎圈轮廓型式的确定轮胎胎圈轮廓型式一般分为两种：一种是常规型，凡属常规用途、非超低系列的轮胎均适官；另一种是加强型，即胎圈设有轮缘座，这种加强型胎圈设计适合于高负荷、超低压、超低系列的轮胎。如图所示：I I普i .1 通'1型3.轮胎花纹的设计3.1 子午线轮胎花纹设计理念：因子午线轮胎结构的特殊性，使其性能与斜交轮胎有着很大的差 别，这样就要求在花纹设计上要有针对性。轮胎双曲面的行驶面可以近似看成是一个球面，同样刚性很强的钢丝带束层也是这样一个近似球面。当轮胎装在车上使用时，轮胎的接地 面形状会屈从于平展的硬质路

36、面形状，这时刚性很强的带束层会发生曲 翘变形（带束层中部翘起呈反拱状），而带束层边缘受力比较小。这就 造成子午线轮胎接地压力曲线呈M形（延轮胎断面方向），也就是说主花纹沟区的接地压力大于胎面中部和肩部（即带束层边缘区）。这一状况常常导致子午线轮胎在使用中出现磨肩现象；在做室内高速极限性能试验时，往往会在主花纹沟外侧边的锐角花纹块（迎着轮胎 滚动方向的一侧花纹）处出现与带束层分离的“掀花纹块”现象，且主 花纹沟旁的锐角花纹块位置越靠近带束层边缘，“掀花纹块”现象出现的越早（高速性能越差）。为了克服子午线轮胎的磨肩现象和掀花纹块现象或减轻程度， 子午 线轮胎花纹的不饱和度应从胎面中部向肩部依次降低

37、， 也就是说让花纹 块的刚性从胎面中部向肩部依次增强。总之，为了确保子午线轮胎的各项性能， 在花纹设计上可以采用如 下的八种常用的手段，即归结为“八变”：一变：变节距-就是花纹周节的节距是可变的，可有 25种宽度， 通过尽可能不规律的排列来达到减少轮胎滚动噪声 的目的。二变：变曲率-就是行驶面曲率由中部至肩部有所变化，即行驶面中 部曲率小，肩部曲率大，以求达到减少带束层曲翘变 形，使胎面磨损均一化。三变：变深度-就是将花纹沟深度由行驶面中部向主花纹沟区逐渐加 深，再由主花纹沟区向行驶面肩部逐渐减浅，以使接 地压力较大的主花纹块更耐磨。四变：变间距-就是将数条纵向花纹沟的间距由行驶面由中部至肩部

38、 逐渐加大，即纵向花纹条宽度逐渐加大，以使子午线轮胎的磨肩现象减小到最低程度，同时也提升了轮胎的高速性能。五变：变角度-就是将不同节距花纹沟的排列角度随花纹节距宽度的 变化而变化，即大节距花纹块花纹沟的排列角度小， 以使不同节距花纹块的不饱和度及刚性趋于一致，还 可减少轮胎的不均衡磨损现象。六变：变宽度-就是将不同节距花纹沟的宽度随花纹节距宽度的改变 而变化，以使不同节距花纹块的不饱和度及刚性趋于 一致，还可减少轮胎的不均衡磨损现象。七变：变坡度-就是将横向花纹沟（尤其是肩部）两边的坡度设计不 同角度，即锐角花纹块的支撑角度大于钝角花纹块的 支撑角度，以减少轮胎的不均衡磨损现象。八变：变钢片-

39、就是将不同节距的花纹块内的钢片数量及钢片形状随 花纹节距的改变而变化，以使不同节距花纹块的刚性 均一i化。子午线轮胎花纹设计常用的这八种手段适用于轮胎的类别是：子午线轮胎花纹设计的“八变”轿车轮胎公制轻卡轮胎英制轻卡轮胎农业轮胎变节距：花纹节距44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage # 0f 48变曲率：行驶面变深度：花纹沟变间距：纵向沟变角度：花纹沟变宽度：花纹沟变坡度：横向沟变钢片：钢片数说明为必选项；为可选项3.2轮胎花纹形式的确定:子午线轮胎花纹从形式上可分为：无向花纹、有向花纹、内外定 向花纹、左右轮位专用花纹。它们的特点是：无向花纹-由于花纹是无向的，所以在轮胎滚动

40、时，行驶面中线 的左边花纹与右边花纹会发生不同的形变，反作用力、滚动阻力也不一 致，这样对轮胎就会产生一个偏转作用，这些都对轮胎的使用性能产生 负面影响。为了减轻这一影响，在设计上花纹产生偏转方向需与带束层 产生的偏转方向相反。另外，无向花纹的优点是便于与车辆的装配及换 位。有向花纹-由于花纹是有向的（轮胎的胎侧标有轮胎的滚动方 向），所以在轮胎滚动时，行驶面中线的左边花纹与右边花纹所产生的 形变相同，反作用力也一致；花纹所产生的偏转作用为零；轮胎的滚动 阻力也明显降低，这些都使轮胎的使用性能得以提升。另外，有向花纹 的缺点是不便于与车辆的装配及使用；同时也不能因轮胎内外侧使用条 件的不同进行

41、针对设计。在特殊条件下，有时也将四轮驱动越野车辆的后轮胎（装配有向越 野花纹轮胎时）反向装配。内外定向花纹-由于花纹是分内外侧装配方向的（轮胎的胎侧标 有轮胎的朝外定位装配方向）。在行驶方向左右轮位的轮胎所产生的形 变不相同，反作用力也不一致；左右两条轮胎对车辆会产生的轻微的偏 转作用。但内外定向花纹的优点也是明显的，可以针对轮胎内外侧使用 条件的不同进行不对称的设计，如外侧花纹的设计要比内侧花纹耐磨。 另外，内外定向花纹轮胎同样也是不便于与车辆的装配。左右轮位专用花纹-这种轮胎是左右轮位专用型的，左右轮位轮 胎的花纹是镜向的，不可互换的（轮胎的胎侧标有轮胎是左轮还是右 轮）。它实际上是将有向

42、花纹和内外定向花纹的特征合二为一，也就是 说左右轮位专用花纹轮胎的使用既受滚动方向的限定，又受内外定向装配的限定。这种左右轮位专用花纹轮胎的设计、生产、销售均是同时进 行的。左右轮位专用花纹设计的针对性很强，既考虑了轮胎的滚动方向 （滚动阻力、排水性能），又兼顾了轮胎内外侧使用条件（耐磨性）的 差异，所以它的性能是最优秀的，一般用于Z级以上的超低系列高档轮 胎。这种轮胎也称之为免换位轮胎，车辆一般也不设置备胎。另外，该轮胎的缺点是给牛产、销售、装配和使用带来点麻烦。Page # of 48轮胎类别轮胎规格无向花纹有向花纹内外定向花纹左右轮位专用花纹WT速度级轿H速度级车V速度级轮Z速度级胎&g

43、t;Z速度级M+ S花纹公制轻公路型花纹卡轮胎M+ S花纹英制轻公路型花纹卡轮胎加深型花纹农业导向轮胎轮胎驱动轮胎说明为主选项；D上为辅选项3.3花纹设计的几大要点:3.3.1 花纹周节数的确定:轮胎花纹设计周节数（即几何周节数）要依据轮胎的类别、轮胎的 速度级别、轮胎的花纹形式、花纹是否采用复合周节等因素来确定。这 里要引入轮胎花纹设计功能周节数的概念，所谓功能周节数即指轮胎形 状不一定相同但功能相似的主横向花纹沟在轮胎周向方向排列的个数。一般上讲，最常见的花纹形式是：轮胎的几何周节数等于轮胎的功 能周节数；而当轮胎花纹设计为双复合周节时（即一个几何周节内有两 个形状不一的主横向花纹沟），这

44、时轮胎的几何周节数等于轮胎的功能 周节数的一半；依次类推，当轮胎花纹设计为叁复合周节时（即一个几 何周节内有叁个形状不一的主横向花纹沟），轮胎的几何周节数等于轮 胎的功能周节数的三分之一，此外还有组合复合型周节，即在同一复合 型周节内将若干个单元重排形成的新的复合型周节。实际上轮胎花纹设计首先应确定的是功能周节数，功能周节数值越 大，轮胎制动距离越短（安全性越好），同时轮胎滚动阻力也越大。以 下就是各类轮胎功能周节数的取值范围：各类子午线轮胎轿车轮胎公制轻卡轮胎英制轻卡轮胎拖车挂车轮胎农业轮胎普通花纹75 6070 5565 5070 55258驱动轮胎加深花纹70 5565 5060 456

45、5 503.3.2变节距花纹节距型号的确定及节距取值方法：（分度值）以下是各类轮胎变节距花纹节距型号的确定:各类子午线轮胎轿车轮胎公制轻卡轮胎英制轻卡轮胎拖车挂车轮胎<TTV>V普通花纹3 43 54 53 4233 4益飒嬷.智理战融承品钎题温f2CC2疆JPage # of 48加深花纹33 433变节距花纹节距型号依次是：T （微小）、S （小）、M （中）、L（大）、G （特大）两个节距型号用字母：S、L表示；三个节距型号用字母：S、M、 L表示；四个节距型号用字母：T、S、M、L表示；五个节距型号用 字母：T、S、M、L、G表示变节距花纹节距取值方法有两种： 一种是数值取

46、值法，另一种是角 度分度值取值法。后一种方法可使相同花纹不同规格的轮胎花纹设计的 取值一致化，所以较前一种更加合理，并且有利于计算机编程。角度分度值取值方法的实施步骤是： 确定花纹功能周节数；确定花 纹是单周节还是复合周节；确定花纹几何周节数；确定花纹节距的型号 数量；确定花纹节距间的级差；再用能整除3 6 0 °的度数表示，这个 度数就是分度值；各个型号的节距宽度则用这个分度值的整倍数表示； 调整各个型号节距数量至合理范围；排定变节距花纹刻模段型号（仅限 于铸造模具）；排定变节距花纹序列图谱。3.3.3 变节距花纹序列图谱的确定：在确定变节距花纹序列图谱时需要考虑两个因素：一是不同

47、的节距花纹的排序尽可能无序化；二是根据轮胎的类别或速度级别来决定精密 铸造轮胎模具的花纹刻模段型号数量，以免造成模具加工成本过高。模模31模2211模322模因考虑到模具的加工成本，速度级别越低的轮胎，模具的花纹刻模 段型号数量越少。凡精密铸造轮胎模具的花纹刻模段夹角不宜大于 36。，否则会影响模具的铸造；另外，最好也不小于 30。，否则会提升模具加工成本。确定变节距花纹序列图谱的常规作法是： 先确定模具的花纹刻模段 型号，再确定模具的花纹刻模段各个型号的数量，最后将几种型号的有 序花纹刻模段讲行无序化排列。对于精密铸造活络模型，还需再分出活7毕朝里脸筋意装熬茎.有期蕾府JPage # of

48、48络模型的分模段（如八段活络块或九段活络块，块与块之间的夹角可以 不等）。如图所示为69周节4节距花纹序列图谱。另外，当变节距花纹节距型号为 4时，T （微小）节距与L （大） 节距最好不要相邻，因为这两种型号的花纹强度差异较大，相邻后花纹 易出现“阶梯”磨损（如搓板状），轮胎使用过程中一旦出现“阶梯” 磨损，不仅会加速轮胎的不均匀磨损，而且直接导致轮胎滚动噪声的加 大。同样，当变节距花纹节距型号为5时，T （微小）节距与G （特大） 节距也不要相邻。3.3.4 花纹周节框图的画法：花纹周节框图的画法要依据轮胎花纹设计所选定的花纹类型、花纹的排布形式（如：阶梯型、螺旋型、块状型）、花纹周节形

49、式（如单一 型、双复合型、三复合型、组合复合型等）等来确定。常用的花纹周节框图的画法有以下几种：平直线法、平直线错位法、 单折线法、同向多折线法、双向多折线法、曲线法等。 - 1行驶面展开（平直线法框图）行驶面展开>e（平直线错位法框图）2牛牺鼠手牛式熊糜也钟翘勉”二号:Page 37 of 48（单折线法框图）（同向多折线法框图）华翘黑手华端轮臊勰转通篦2。£屋：Page 39 of 48（双向多折线法框图）（曲线法框图）3.3.5花纹不饱和度的确岸:44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage 41 0f 48花纹不饱和度的确定原则：速度级别越低的轮胎，花纹不饱和

50、度越 大；花纹越深的轮胎，花纹不饱和度越大；系列越高的轮胎，花纹不饱 和度越大；行驶面越窄的轮胎，花纹不饱和度越大。轿车/公制轻卡子午线轮胎花纹不饱和度（所有钢片细缝花纹均计 算在内）取值范围见附表（轿车/轻卡子午线轮胎设计参数表）。3.3.6 花纹绘制定位方式：花纹绘制定位方式就是在花纹周节框图的画法确定以后首先要确定内容。常用的花纹绘制定位方式有：花纹沟中线定位法-该画法可适用于任何花纹，其最大的优点是 花纹沟间距配比定位准确，一旦出现花纹不饱和度不理想时，只需调整 花纹沟的宽度、角度即可，所以使用起来非常方便。该画法通常可分别 与特殊点相关线法、等分线法组合使用，是目前两种最佳的画法组合

51、， 同时这种组合画法有利于变节距花纹的变角度设计；可大量减少尺寸标 注；便于计算机编程；利于同花纹的不同规格轮胎的设计。该画法见图 示：二二二三一W行驶面展开（花纹中线定位法与特殊点相关线法组合）花纹沟边线定位法-该画法不如花纹沟中线定位法那样易于对花 纹沟间距配比进行定位（即不直观，不易定量控制），一旦出现花纹不 饱和度不理想时，调整花纹沟的宽度会直接影响已确定好的花纹沟间距 配比。所以应尽量不用该画法。另外，该画法也可分别与特殊点相关线 法、等分线法组合使用。该画法见图示：行驶面展开（花纹沟边线定位法与等分线法组合）特殊点相关线法-该画法一般不单独使用，它主要与花纹沟中线 定位法、花纹沟边

52、线定位法、等分线法组合使用。该画法充分利用了花 纹周节框图及其它花纹绘制定位法所构成特殊点、特殊点与特殊点构成 的相关线、特殊点构成的辅助线等作为花纹绘制的基点。这种画法有利 于变节距花纹的变角度设计（不需标注花纹的角度）；可大量减少尺寸 标注；便于计算机编程；利于同花纹的不同规格轮胎的设计。等分线法-该画法一般不单独使用，它主要与花纹沟中线定位法、44® 战慈愚熊就抽籍f2002豳JPage 45 0f 48花纹沟边线定位法、特殊点相关线法组合使用。该画法是将已确定好的 花纹周节框图实施周向等分（具体等分数依情况而定），即在同一周节 内设有若干条与花纹周节框图拼接线平行的辅助线。等分网格线法-该画法一般情况下单独使用，也可以将特