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  • 子午胎新品研发日新月异
  • 时间: 2002-01-29 08:18:03    作者: 北京橡胶工业研究设计院 陈志宏    来源: 《中国化工报》    点击:
  •   我国轮胎产量仅次于美国、日本,居世界第三位,耗胶量已超过日本居世界第二位,但子午线轮胎产量仅占轮胎产量的1/3,占汽车轮胎1/2左右,与世界上平均90%的水平相差很远。随着汽车工业和公路交通的迅速发展,我国子午胎呈加速发展的趋势。有条件的轮胎企业通过自己滚动发展增加子午胎生产,加快产品结构调整;同时,外资企业也加快了在中国的发展步伐。近年来,我国轮胎出口数量不断增加,2000年已突破2500万条,其中子午胎占一半以上,成为出口轮胎主导产品。

      国外轮胎在基本实现子午化、扁平化、无内胎化基础上,为适应市场发展需要,不断推出新一代轮胎,如节能轮胎、绿色轮胎、环保轮胎、防水滑安全性轮胎、超轻量轮胎、超高里程轮胎、跑气保用轮胎、智能轮胎、彩色轮胎、仿生轮胎等。在生产工艺上向低能耗、高效率、高精度、全自动化方向发展,如米其林的C3M、英国的CCC、固特异的IM-PACT、大陆的MMP、倍耐力的MIRS、普利司通的ACTAS等生产技术,其目的都是提高轮胎精度,提高生产效率,降低生产成本,这标志着子午胎发展新阶段的开始。我国轮胎生产技术与国际先进技术相比,尚存在很大差距,需要改变观念,增强创新意识,尽快缩短差距。

      近年来,我国开始注重子午胎新产品开发,在产品规格、花纹设计、特殊功能开发方面有了较大进展,逐步适应了我国轮胎工业的发展需求,缩小了与国外先进水平的差距。

      子午胎规格品种开发轿车子午胎初期只能生产80、70系列产品,速度级为S级或T级。到20世纪90年代初,国内自己开发出65、60系列产品,速度级提高到H级,并且采用国产聚酯帘线为胎体骨架材料,而当时引进技术只用人造丝或尼龙帘线作骨架材料。新规格轮胎的开发,适应了国内新车型的发展,如桑塔纳2000型用195/60HR14以及奥迪100型用195/65HR15等。到20世纪90年代末期又开发了55、50、45系列产品,速度级提高到V级、Z级,如205/55VR15、225/50VR16、235/45ZR17等规格。目前国内已能生产220多个规格的轿车子午胎,基本覆盖了国内轿车市场配用轮胎。

      轻卡子午胎初期只生产典型产品6.50R16,现在已开发了系列低断面产品,如215/80R16、225/75R15等,成为轻卡子午胎发展的主流产品。根据市场需求,目前我国已开发了全钢丝结构轻卡子午胎,如9.5R17.5、8R19.5、215/75R17.5、265/75R19.5、225/70R19.5等,轻卡子午胎已生产130多个规格。

      载重子午胎初期的开发与生产均集中在普通圆断面、有内胎的品种,如9.00R20、10.00R20、11.00R20等,目前已开发了无内胎载重子午胎,如11R22.5、11R24.5等,继而向无内胎低断面载重子午胎发展,如295/80R22.5、315/80R22.5、315/65R22.5,既提高了轮胎负荷能力,又增加了汽车操纵稳定性,降低燃料消耗。随着我国高速公路的发展,厢式货车以及豪华大客车的增加,这种无内胎低断面载重子午胎的需求将会增加。目前我国已能生产60多个规格载重子午胎。

      高速、低滚动阻力子午胎开发为缩小与国外先进水平的差距,加快我国子午胎发展,提高国内自己开发的子午胎生产技术水平,我国加快了高速、低滚动阻力子午线轮胎系列产品生产技术开发。除子午胎三大系列产品外,还有主要配套材料、装备等开发,目前攻关成果绝大部分已实现产业化。为进一步扩大高性能子午胎的市场比例,目前正在荣成进行100万套/年高性能子午胎示范工程建设。

      高速、低滚动阻力轮胎设计理论研究对轮胎动态性能进行模拟,解决了以下几个关键问题:橡胶的有限元模型;帘线-橡胶有限元模型;边界条件处理;网格离散;有限元网格划分。通过计算机优化设计,采用了平坦胎冠和小胎肩的设计曲线,尽可能增大接地长度,减少胎肩应力,使其接地压力分布均匀合理,提高轮胎高速操纵性和安全性,减少滚动阻力。用CPPC方法设计的轮胎形状,配合合理的花纹设计和胶料,使得轮胎的性能达到预期目的。55、50系列轿车子午线轮胎的室内耐久性能通过200小时未损坏,而高速性能达到280千米/小时未损坏,达到W级(270千米/小时)的水平。

      高速、安全、低噪音花纹设计在轿车子午胎方面,为保证轮胎在干、湿路面上的操纵性和安全性,胎面中间为连续不断的花纹块,提高中央花纹块的刚度,两侧为四条较宽的花纹直沟,与花纹中心成一定锐角的横向辅助沟延至胎肩,使轮胎在湿路面高速行驶时能切断水膜,快速把水从胎面中心排至胎面两侧,确保轮胎接地。采用棱形无刀槽花纹块,胎面旋转着地时,花纹沟不在同一时间着地,可提高轮胎的行驶转向,减少噪音,有利于轮胎变形,降低滚动阻力。采用无序变节距花纹排列,缓和花纹沟共振引起的高音频,降低音压,有效降低噪音。载重子午胎方面,花纹设计有三条中心折线花纹沟、非中间的两条花纹上镶有横向断开花纹条、胎肩的两条花纹沟上镶有钢片。三条折线花纹沟具有良好的抓着性,在与地面接触时能最有效地排除接触区内的水。贯通花纹沟由小花纹条形成一系列的花纹块,使胎面在湿滑路面上有更好抓劲。这是由于通过花纹块边缘的阻力可对水面薄膜产生制动作用。中央花纹上的贯通花纹沟,使轮胎在滚动时胎面和路面更好地适应半接地面,这样可限制发生挤胶和磨耗不匀。这种花纹对改善高速下操纵性能、减少噪音和乘座舒适性均有很大作用。轻卡子午胎方面,纵向曲折花纹主沟与横向沟相联通的混合型花纹,胎肩部花纹沟既宽又深,以提高轮胎在各种路面条件下转向稳定性、高速抗湿滑性,同时在花纹块上加设许多刀槽花纹沟。与一般轻卡子午胎花纹相比,具有新颖、美观、噪音低的特点,适合于现代新型汽车的配套使用。

      仿生花纹子午胎开发仿生花纹轿车子午胎已试制多个规格产品,1994年10月在美国通过质量认证试验,1998年4月通过原国家石化局技术鉴定。其滚动阻力比普通子午胎降低20%以上,在汽车滑行、刹车距离、与湿地面的附着力、减震等性能方面优于国外同规格子午胎,已申请多国专利。我国仿生轮胎在国际上首先推出,最近德国大陆公司也宣布研制成功仿生轮胎。