ST235/80R16公路型掛車特種專用輪胎的設計

孫佳佳，孫寶余，于子涵

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

北美市場對公路型掛車特種專用輪胎需求不斷增長，為填補我公司該規格產品的空白，設計開發了ST235/80R16公路型掛車特種專用輪胎。現將輪胎設計情況簡介如下。

1 技術要求

根據GB/T 2977—2016《載重汽車輪胎規格、尺寸、氣壓與負荷》和TRA 2018及客戶需求，確定ST235/80R16公路型掛車特種專用輪胎的技術參數為：標準輪輞 6 1/2J，充氣外直徑（D′）779（770.7～793.3） mm，充氣斷面寬（B′） 233（225.6～244.4） mm，標準充氣壓力 760 kPa，標準負荷 1 850 kg。

2 結構設計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

由于全鋼子午線輪胎結構的特殊性，冠部有周向不易伸張的帶束層箍緊胎體，輪胎充氣外直徑膨脹率較小[1]。結合我公司類似規格輪胎設計經驗，本次設計D取773 mm，B取232 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

b和h是決定胎面冠部形狀的主要參數，與輪胎的使用性能直接相關。為提高輪胎的耐磨性能，減少輪胎在使用過程中出現胎肩畸磨等缺陷，延長輪胎行駛里程，本次設計b取178 mm，h取6.5 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

為保證輪胎足夠的附著強度，胎圈與輪輞采取過盈配合，結合我公司406.4 mm（16英寸）輪胎胎圈的設計經驗，本次設計d取404 mm，C取165.1 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

H1/H2取值對全鋼子午線輪胎整體性能影響很大。由于全鋼子午線輪胎采用單鋼絲圈和1層胎體結構，H1/H2取較大值時水平軸上移對肩部造成較大壓力，H1/H2取較小值時水平軸下移造成胎圈部位應力集中，出現胎圈脫空、胎圈裂口等問題，根據經驗，本次設計H1/H2取1.132 9。

2.5 花紋設計

花紋設計對輪胎的耐磨性能、噪聲和滾動阻力都有重要影響，本次設計的TRT01s花紋屬于拖車輪胎專用花紋，花紋深度為8.5 mm，花紋飽和度為76.64%，花紋周節數為53。

胎面花紋展開如圖1所示。

圖1 胎面花紋展開示意

3 施工設計

3.1 胎面

胎面采用單胎面設計。胎面總寬度為212 mm，厚度為13 mm。胎面結構如圖2所示。

圖2 胎面結構示意

3.2 胎體和帶束層

胎體和帶束層的設計主要影響輪胎整體強度[2]，本次設計胎體采用3＋9×0.22＋0.15鋼絲簾線，安全倍數為10.7，滿足使用要求。帶束層采用3層帶束層結構，1#和2#帶束層采用3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線，3#帶束層采用5×0.30HI鋼絲簾線，帶束層安全倍數為6.14。

3.3 胎圈

鋼絲圈采用直徑為1.65 mm的胎圈鋼絲，排列方式為5-6-7-6-5，共29根，安全倍數大于7，滿足設計要求。

3.4 成型和硫化

成型采用一次法膠囊三鼓成型機。硫化采用1 651 mm（65英寸）雙模定型熱板式硫化機，氮氣硫化，條件如下：溫度 （147±2） ℃，壓力（1.7±0.1） MPa，時間 40 min。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

成品輪胎外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》進行測量，安裝在標準輪輞上的成品輪胎在標準充氣壓力下的D′和B′分別為779和233 mm，符合國家標準要求。

4.2 強度性能

成品輪胎強度性能按照FMVSS 119及企業標準進行測試，充氣壓力為760 kPa，壓頭直徑為19 mm。試驗結果表明，輪胎壓穿破壞能為1 123.4 J，為國家標準規定值的158%，輪胎強度性能良好，滿足國家標準要求。

4.3 耐久性能

成品輪胎耐久性能按照GB/T 4501—2016《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》及企業標準進行測試，試驗條件如表1所示。

表1 輪胎室內耐久性試驗條件

成品輪胎累計行駛時間為108.62 h（國家標準和企業標準要求分別為47和77 h），試驗結束時輪胎狀況為胎肩脫層，成品輪胎耐久性能良好，符合國家標準要求。

5 結語

ST235/80R16公路型掛車特種專用輪胎的充氣外緣尺寸、強度性能和耐久性能均達到相關國家標準或企業標準要求。該產品投產以來，生產工藝穩定，成品合格率高，為公司創造了較好的經濟效益和社會效益。