一種靜音舒適、安全行駛的SUV缺氣保用輪胎

王平

摘 要：一種靜音舒適、安全行駛的SUV。運用3P靜音舒適技術（Pitch/Patch Balance Pattern）進行花紋優化設計，5PEC平衡輪廓設計技術（5 Point Equilibrium Contour ）進行輪廓優化設計，最后運用ISOM仿真及最優化設計（Integrated Simulation & Optimization Method）進行結構方案優化設計。最終成品輪胎的外緣尺寸、脫圈強度、耐久性能、高速性能均符合國家標準，實車性能與國際知名某C品牌基本相當，其中車內噪音性能好于某C品牌，零氣壓安全性能好于某C品牌。

關鍵詞：SUV；缺氣保用；靜音舒適；安全行駛

SUV車型因車身高，視野好；底盤高，通過性好；四輪驅動，適合復雜路況等優點。越來越受到國內汽車廠家和消費者的青睞。缺氣保用產品在一經推出后，即在歐洲流行了很多年，BMW旗下的所以車型均為缺氣保用產品，奔馳旗下的產品也有越來越多的車型原配缺氣保用產品。近年來，隨著國內經濟的飛速發展，汽車廠商和消費者越來越重視汽車使用的安全性能，缺氣保用產品在國內市場發展迅速。眾所周知缺氣保用產品相比與非缺氣保用產品相比，輪胎沖擊強，不利于舒適性和噪音的實現。胎側很厚，散熱性能不佳，不利于高速性能的實現。同時缺氣保用產品本身需要有很好的零氣壓耐久和安全性能，在設計和制造方面都具有很強的挑戰性。本文將通過簡要介紹255/55R18 109W XL規格的設計，來給大家展示相關的設計理念和思路。

1 產品定位

1.1 目標市場

為國內市場開發，產品需要滿足GB相關規定。

1.2 目標車型

目標車型為原配缺氣保用產品的中大型SUV車型BMW X5

1.3 目標性能

靜音舒適性：卓越的車內噪音；極低的滑行噪音；極靜的人感噪音；優秀的乘坐舒適性；更好的不良路面通過性。

安全行駛性：優異的干、濕地制動距離；優良的干、濕地操控性能；穩定的高速性能；可靠的零氣壓使用性能。

2 產品設計

2.1 3P舒適靜音設計

3P舒適靜音設計，即花紋排列及接地形狀平衡技術（Pitch/Patch Balance Pattern）。通過調節花紋樣式，接地區域，花紋節距，花紋節排以及接地壓力分布之間的平衡，達到降低花紋與路面之間的接觸壓力的效果，同時優化過后的花紋具有分散和吸收路面噪音的功能。

2.2 5PEC平衡輪廓設計

5PEC平衡輪廓設計，即5點平衡輪廓設計（5 Point Equilibrium Contour ）。輪胎在輪廓結構設計過程中，通過調整胎圈的真圓度和帶束層的真圓度使其達到同一平衡點，目的是想通過重要的金屬骨架材料胎圈和帶束層來穩定輪胎的平衡。有效抑制了輪胎的變形并且達到均勻的接地，提高了輪胎的操控性和安全性。

2.3 ISOM仿真及最優化設計

ISOM仿真及最優化設計，即基于有限元的仿真及最優化理論（Integrated Simulation & Optimization Method）。在輪胎設計初期，通過有限元的模擬分析，建立輪胎的數據模型，通過加載合適的負載與路況，輸出符合實際的技術參數，供給設計者評價輪胎的設計效果。最終通過不斷的設計完善，達到輪胎的最優化設計。這種設計理念可以大大減少輪胎的研發支出，縮短輪胎的開發周期，同時最優化的輪胎設計可以達到接地更優化，受力均勻，使用壽命提高等效果。

2.4 輪廓設計

本產品名義斷面為255是典型的高斷面寬輪胎。為了保證接地面的大小和應力分布均勻，冠弧采用了大弧度和多段弧的設計，保證了輪胎具有優秀的抓地力，均衡的磨耗性能等優點。為了保證輪胎和輪輞的裝配性能，本產品的TBW采用了放大設計，保證了輪胎能夠方便的裝到輪輞。D-DIA采用了適當的過盈配合設計，在保證氣密性和脫圈性能的同時保證了輪胎便于安裝。鋼圈寬度采用加寬設計，保證了輪胎的零氣壓安全性能。

2.5 花紋設計

非對稱花紋設計，同時優化內外側塊比例，使得外側具有極佳的抓地力和轉彎的響應性，有利于操控穩定性、轉彎更及時。二合一的花紋塊設計，在保證花紋剛性的同時，兼顧了噪音和舒適性的實現，達到了操控與舒適的完美平衡。當輪胎轉向時，由于慣性力和行駛方向發生改變，車輛的負載轉移到輪胎的外側，這個時候由于外側剛性強，輪胎變形更小，使得轉彎更加精準有效。于此同時車輛在roll方向的下沉小，使得轉彎更平順，安心感強。4條寬大的主溝使得輪胎在雨天能夠更有效的破去路面水膜和排出積水，保障雨天行駛的安全性。細小的鋼片平衡了內、外側花紋的剛性，保證磨耗更加均勻的同時能夠有效降低了輪胎與路面的沖擊，降低噪音，提升了乘坐的舒適性。3D橫溝切角分散了花紋塊與路面接觸時的撞擊力，降低噪音的同時提高了輪胎與地面的接觸面積，使得輪胎的抓地力得以提升。3D溝槽在不犧牲輪胎剛性的同時，增加了輪胎的邊緣密度，不犧牲操控性能的同時提升了濕地抓著力。

2.6 胎側設計

光胎側與陰刻滾花的搭配設計，使得胎側樣式更加簡潔大方。賽車旗狀網格設計，與賽事基因完美結合，科技感十足。胎面、胎側均采用彈簧氣孔套設計，無小辮子更加美觀。

2.7 結構設計

采用了多重纏繞的無接頭高強度KEVLAR（防彈衣材料）冠帶層，使得輪胎高速行駛更加穩定，更耐刺軋。采用了雙層2+2*0.3高強度HT鋼絲帶束層，增強了胎面的剛性，具有極佳的高速性能和抗刺穿性能。采用了加入了特殊橡膠成分的內襯層，具有透氣率低、耐曲撓、生熱低等特點，使得輪胎經久耐用。采用了雙層1650D/2高模量、低生熱人造絲簾布高反包設計，保證輪胎高速尺寸穩定性的同時具有極佳的抗沖擊性能。采用了高硬度、低生熱、耐曲撓的支撐膠，確保了低氣壓狀況下的安全行駛。采用了特殊的輪輞保護，避免輪輞觸碰路石等尖銳物，有效的保護輪輞。采用了高強度KEVLAR（防彈衣材料）補強層，提升操控和剎車性能的同時提升低壓耐久性能。采用了高硬度低生熱的三角膠，保證了出色的操控性能和剎車性能。

2.8 配方設計

全新高性能耐磨胎面膠配方，采用彈性較好的橡膠分子與基本粒徑為納米級的補強炭黑，極大提高了輪胎的耐磨性能；同時融入了高苯乙烯含量的合成橡膠與高抗濕滑功能性樹脂及高分散白炭黑，在不損失滾動阻力情況下，提供優越的干濕地抓地力，保證輪胎安全操控。

3 性能驗證

3.1 法規性能

法規性能滿足我司標準，比GB標準更加嚴苛。

3.2 實車性能

實車性能與國際知名某C品牌基本相當，其中車內噪音性能好于某C品牌，零氣壓安全性能好于某C品牌。

結束語

本產品通過精心的設計和嚴苛的成品輪胎試驗驗證，成品輪胎性能不輸國際知名大品牌，車內噪音和零氣壓工況下的安全性能尤為突出。提升了我司的市場競爭力，為我司帶來了較好的經濟收益。