轮胎结构设计技术过程

1、轮胎结构设计技术过程,2003. 8.,研究值群,1. PCR TIRE 结构设计、开发 2. LTB/ TBR TIRE 结构设计、开发,. All Rights reserved,目 录,. PC 结构设计技术 1. PCR Tire 结构 2. Tire 各部位功能及特性 3. 开发FLOW(PCR OE) 1） 新产品开发 PROCEDURE 2） 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/TBR Tire 结构 2

2、. RADIAL和BIAS Tire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-2 I-4 I-14 I-17 I-19 I-20 I-29 I-30 I-31 I-36 -40 -61 -67 -69 -70 II-72 II-73 II-74 II-75,. All Rights reserved,. PC 结构设计技术,1. PCR Tire 结构,1) 胎面 (Tread) : 胎面是

3、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(Body Ply) : 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car cass之间，由 Steel Wire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car cass的作用。 5) 胎圈(BEAD) : 用在Steel Wire覆上橡胶的四角或六角形态的Wire Bundle把TIR

4、E安装及固定在RIM的作用。 6) 气密层(Inner Liner) :代替内胎位置在轮胎里部，防止漏气 。 7) 冠带层(CAP PLY) : 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。,. All Rights reserved,. All Rights reserved,1） Tread,Tread,Tire Type别Tread 必要条件 - High Performance tire High Grip & Wet

5、性能及内发热性终止 - All Season Tire 耐磨损性及NVH 性能重视 - Winter Tire 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,. All Rights reserved,2） Tread Pattern,Tread Pattern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

6、重要,Tread Pattern 设计要素 - Main Groove个数,宽, 深度,位置 接地率, 排水性, Wandering - Lateral Groove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,. All Rights reserved,Tread Pattern的分类,. All Rights reserved,3） Steel Belt,Steel Belt的功能 对Tire Patte

7、rn 及 Compound影响最大的 Part，是路面Grip力 Handling, Ride等性能 Tuning的主要要素。,Steel Belt 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,. All Rights reserved,Steel Belt 主要Factor 特性,- Wire 材质 - Wire Diameter, 缠结方法 - Wire 密度,- Coating Compound 种类 - Coating Compound Ga.,- Angle & Direction - Widt

8、h,- 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,. All Rights reserved,4） 补强Capply & Belt Cushion,补强 Capply,Belt Cushion,Belt Cushion的功能 减少Belt Edge层间剪切应力，为了防止Separation插入耐热Rubber Sheet。 Sheet Compound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

9、用 Nylon补强 Cord。,补强Belt Capply Type 随Tire Speed Grade 及规格多样化使用数量及Type。 1 Edge, 2 Edge, 1 Full Cap 1Full + 1 Edge, 2 Full Cap Cord 强度,. All Rights reserved,5） Carcass,Carcass按规格及用途 - 选择Cord 材质 - Cord 径,密度 - Coating Compound等使用,Carcass的功能 起构筑Tire的骨架作用，和Inner Liner一起维持空气压，支持从外部附加的负荷 。 * 在PCR Tire， Cord主

10、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 - Flat Spotting Resistance 主要Carcass Cord 材质 - Rayon - Polyester,. All Rights reserved,6） Bead,Bead Wire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,Bead Wire 主要要求特性 - 柔软性 - 屈服强度 - 拉伸应力,Bead Wire 特性因素 - Wire根数, Wire径 安装性, Bead耐久 - Bead 内经 安装性, Bead Sl

11、ip,. All Rights reserved,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),. All Rights reserved,7） Sidewall,Sidewall,Sidewall的功能 从外部冲击保护Carcass, 通过Bead部， 把Steering Wheel传达给Input Tread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

12、- 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,. All Rights reserved,-. Inner Liner,Inner Liner,Inner Liner的功能 Tire的空气压维持 Inner Liner 主要要求特性 - 使用耐空气渗透性良好的Butyle Rubber,. All Rights reserved,1） 新产品开发 Procedure,3. 开发FLOW(PCR OE),. All Rights reserved,. All Righ

13、ts reserved,2） 新产品开发组织图 (C.F.T),. All Rights reserved, OE vs. RE TIRE 比较,OE TIRE,RE TIRE(例示),性能,开发 方式, 给适当轮胎提供最高的 性能, Car Maker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,. All Rights reserved,3） 设计目标设定, 规格检讨 外径, 断面宽, 静负

14、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、 GROOVE WANDER、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 NEW EF 车辆用轮胎开发时，反应设计新花纹开发适用 。,设计目标设

15、定,. All Rights reserved,4） 开发过程,（1) 初期开发检讨,. All Rights reserved,（2) 轮胎开发过程,. All Rights reserved,（3) benchmarking FLOW,benchmarking 轮胎 选定,试验项目 选定,试验数据 分析,产品设计 反应,. All Rights reserved,（4) 车辆别适用设计,. All Rights reserved,（5) 试制品制造管理体系,. All Rights reserved,（6) simulation验证, 轮胎解析 Tool,性能,操纵性,解析 Tool,-.

16、 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),-. Carcass Ply 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 Modal Frequency 解析 (ABAQUS),-. Groove Wander预测Tool (Inhouse),噪音,-. 轮胎结构噪音解析 (SYSNOISE),

17、-. 花纹开发相关 Simulation (Inhouse),磨损,-. 轮胎 Modal Frequency 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,. All Rights reserved,（7) 轮胎实车性能开发试验,. All Rights reserved,参照) 轮胎实车开发试验,. All Rights reserved,8） 轮胎实车性能改善,. All Rig

18、hts reserved,参照) 设计VS性能DATA 比较检讨,. All Rights reserved,9） 耐久品质验证,1. Bead Unseating,试验项目,备注,2. Plunger,3. ECE-R30 Hi-Speed,4. D0T 109 Hi-Speed,5. DOT 109 Endurace,6. 实车磨损,7. Autocross,8. ADR 20, FMVSS110,室内,2,000 lbs,2,100 lbs,对外规定,区分,开发时 社内规定,室内,2,600 in-lbs,3,120 in-lbs,室内,60 min,80 min,室内,3 : 30,5

19、 : 30,室内,34 hrs,58 hrs,实车,-,基准以上,实车,-,基准以上,实车,-,没有脱离,. All Rights reserved,10） PCR 结构设计检讨事项,. All Rights reserved,10-1) PCR 速度指数别设计特征,. All Rights reserved,Maximum Loaded Vehicle Wt - = Curb Wt + Accessory Wt + Capacity Wt + Option Wt,Curb Weight = standard vehicle + fuel + oil + coolant + Aircon Ac

20、cessory Weight = power steer , power seat, radio, heater, auto-transmission Product Option Weight = Regular 部品对比 2.3kg 以上over的部品 例示) 固用量battery, Roof rack, special trim.,Vehicle maximum load on the Tire = 在状态下最大轴负荷除2的值 要比轮胎胎侧 marking的 Max Load Rating (Load Index) 小 Vehicle Normal Load on the Tire =

21、在(Curb Wt + Accessory Wt + 一定Capacity Wt)最大轴 负荷除2的值 要比Load Index负荷的 88%(TRA) , 85%(ETRTO) 小,10-2) 车辆负荷和轮胎负荷率,. All Rights reserved,. All Rights reserved,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。,Multipurpose Passenger Vehicle = 多目的型轿车 : designed to car

22、ry 10 persons or less which is constructed either on a truck chassis or with special features for occasional off-road operation.,. All Rights reserved,参照) 加载空气压和 LOAD INDEX,使用空气压及负荷标记遵守 FMVSS-109 : Cold inflation pressure may be increased above those applicable to the tire loads up to the maximum ma

23、rked on the tire with no increase in load.,. All Rights reserved,PLY 张数 = f ( Cord angle, EPI, tension, elongation, 负荷, 空气压, OD, ID, speed, Peri., etc) x SF,BEAD 线X回 = f ( ply angle, speed, 负荷, 空气压, OD, ID, SW, Wt, Rim径, etc) x SF,参照) PLY, BEAD 选定,. All Rights reserved,Pull,J-Turn,制动距离 (Dry/Wet),Rol

24、ling Boom,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 Sidewall Stiffness,Tread, Apex Height 变更 - 自动因子, 影响度归明,Tread 压出物均匀度提高,Silica Tread 适用,轻量化 Silica Tread 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,. All Rights reserved,. LTM / TBR 结构设计技术,1. LTM/TBR TIRE 结构,4BELT,.

25、 All Rights reserved,LTM/TBR 结构及名称,. All Rights reserved,1） INNER LINER, 气密层(Inner Liner) 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,. All Rights reserved,2） BACK-UP LINER, Back-up Liner支持 CARCASS (BODY PLY)coating 橡胶。,BODY PLY CORDS之间防止 INNER LINER的渗透。 和BODY PLY coating橡胶类似的悟性 要求

26、对疲劳的弹力性, 对WIRE 的粘结力,. All Rights reserved,3） BODY PLY (CARCASS) - STEEL, 帘布层 (BODY PLY), - 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。,TIRE CASE的骨架 高强度和疲劳抵抗性 BODY PLY coating 对STEEL CORD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 WIRE CORD疲劳度减少,. All Rights reserved,4） STEEL CHAFER, S

27、TEEL CHAFER 防止轮辋和帘布层（car cass）的直接接触，为了保护car cass，补强胎圈部位强度。,SIDEWALL下端和胎圈部位的强化 减少RIM FLANGE部位轮胎的损伤和变形 提高胎圈部位耐久力,. All Rights reserved,5） BEAD BUNDLE, BEAD BUNDLE 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RIM FLANGE的轮胎固定装置 支持因BODY PLY, 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,. All Rights reserved,6） BEAD WRAP, BEAD W

28、RAP 防止胎圈分散，保护运行中car cass（帘布层）的作用。,防止BODY PLY WIRE腐蚀及最小化,. All Rights reserved,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。,HARD APEX: 在BEAD提供特殊的支持力 SOFT APEX: 防止BODY PLY END部位的应力集中,. All Rights reserved,-. CHAFER CUSION (PLY END OVERLAY), CHAFER CUSHION 插入帘布层

29、和steel chafer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,. All Rights reserved,8） CHAFER PLY INSULATION (OUTSIDE APEX), CHAFER PLY INSULATION 吸收帘布层(car cass)端部集中的应力 ，提高胎圈部位耐久力。,SOFT APEX和类似的橡胶使用,. All Rights reserved,9） RIM FLANGE (GUM CHAFER), RIM FLANGE 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 RIM FLANGE的坚硬且强

30、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。,. All Rights reserved,10） BASE STRIP (SHOULDER WEDGE), BASE STRIP 分散带束层和帘布层应力的作用。,在SHOULDER部位决定 BODY PLY 形态 FOOTPRINT形态和胎面磨损有影响,. All Rights reserved, 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CURB DAMAGE OZONE / WEATHER CRACKING的保护 要有因长期的疲劳龟裂抵抗 要有添加特

31、别老化抵抗性的混合NR / BR,. All Rights reserved,11） BELT PACKAGE (# 1, 2, 3, 4 BELT), 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,. All Rights reserved,12） BELT CUSHION (BELT EDGE WEDGE), BELT CUSHION 减少主要活动belt(#2,3 belt) 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,

32、. All Rights reserved,13） BELT OVERLAY (BELT EDGE OVERLAY), BELT OVERLAY 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%,. All Rights reserved,14） CAP TREAD, CAP TREAD 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),. All Rights reserved,15） UNDER TREAD

33、(TREAD BASE), UNDER TREAD 减少运行温度和 ROLLING RESISTANCE的作用,要能改善耐久力和再生成 对于NR或NR/BR的混合, LOW C.B., LOW OIL, 老化的抵抗力,. All Rights reserved,16） WING STRIP (TREAD SKIRT), WING STRIP curve路运行时，防止 Torque Crack作用,和SIDEWALL 橡胶类似 对CURB DAMAGE, OZONE / WEATHER CRACKING的抵抗 对长时间的 FATIGUE CRACKING抵抗 使用添加特殊老化抵抗力的混合NR /

34、 BR 对SIDEWALL要有粘性和粘着性,. All Rights reserved,17） TBR TIRE结构的未来倾向,更低的 ASPECT RATIO 45, 50, 60 SERIES的开发 19.5”的成长 “ALL POSITION” TIRES 空气压 MONITORS (STEER POSITIONS) 更大更宽的WHEEL DIAMETER,. All Rights reserved,2. RADIAL和BIAS TIRE的 比较,BIAS TIRE,BODY PLY (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yer

35、ed构成car cass,RADIAL TIRE,BODY PLY CORD维持以 TIRE 运行方向8890度角度 RADIAL TIRE由 STEEL BODY PLY构成，因此 胎侧屈伸力好 胎面由34个的steel cord层补强,. All Rights reserved,1） RADIAL TIRE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

36、胎提高制动力21%，路线变更时反应快10%，热发生优秀27% 。,RADIAL TIRE,BIAS TIRE,. All Rights reserved,（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,BODY PLY由一张STEEL 构成，因此运行中热发生少，耐久力好。 .,. All Rights reserved,（5) 非铺装道路运行时puncture强,RADIAL TIRE的SIDE由一个steel car cass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

37、，提高耐冲击性，最小化轮胎损伤。,. All Rights reserved,（6) 没有Flat Spot 问题,Flat Spot? 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Flat Spot 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flat spot 。,FLAT SPOT,. All Rights reserved,2） RADIAL TIRE按有无内胎的分类,有内胎轮胎 内部装有内

38、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。.,. All Rights reserved,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% 。,. All Rights reserved,

39、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 。,. All Rights reserved,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 (dump truck),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

40、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 : Regional M : Mixed, F : Off road W : Winter,变低,. All Rights reserved,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,2.5 TON,7.00R16 205/75R17.5,975A 975,3.5 TON,7.50R16 215/75R17.5,972

41、 963,- KRS03/KRD02,后轮,975A 937,972 937,5 TON,8.25R16 9.5R17.5 245/70R19.5,KRA01 KRA01 963,KRA01/ KRA01/ KRD02 KRA01 / KRD02,25人乘(county,combi）,7.00R16 205/75R17.5,975A 975,975A 937,937 937 937,35人乘 (aerogel town,cosmos),8.25R16 9.5R17.5 245/70R19.5,KRA01 KRA01 963,KRA01/ KRA01/ KRD02 KRA01/ KRD02,93

42、7 937 937,SNOW 花纹,9.5R17.5 8.25R16 205/75R17.5 215/75R17.5 245/70R19.5,KWA01,KWA01,- KRA01/KRD02,KRA01/ KRD02,KWA01,. All Rights reserved,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,12R22.5 295/80R22.5,956, 959 964,KRA02(KRA03)/ KRS03/KRD02,市外bus,11R22.5 10.00R20,956, 959 975,KRA02(KRA03)/ KRA01/KRD01,后轮,943A/948P,943, 943A 948P,市内bus,11R22.5 10.00R