110/60－12摩托車輪胎的不同輪廓設計及性能對比

許敏強，方厚勇，祝 瑋，盧陽東

（中策橡膠集團有限公司，浙江 杭州 310018）

隨著全球道路建設不斷發展，人們對摩托車的性能要求逐漸向運動型、安全操縱型以及更高行駛速度等方向發展，這就意味著對輪胎的穩定性等性能要求更高[1-3]。但輪胎的一些性能很難通過工藝調整來改善，因此確定合適的輪胎輪廓非常重要[4-5]。

本工作設計兩種摩托車輪胎的輪廓，并通過施工參數調整以及成品輪胎測試對比其性能。

1 技術要求

根據GB 518—2019《摩托車輪胎》和設計使用要求，確定110/60－12輪胎的技術參數為：層級 4，標準輪輞 MT3.00×12，充氣外直徑（D＇） 436（426.76～443.92） mm，充氣斷面寬（B＇） 109（104.64～113.36） mm，最大充氣壓力225 kPa，標準負荷 155 kg，速度級別 J。

2 輪廓設計及有限元分析

依據不同理念設計了兩種輪胎輪廓曲線（見圖1），輪廓1的設計思路是輪胎從模具設計尺寸到充氣狀態充分膨脹，而輪廓2則是相對減小充氣膨脹程度。兩種輪廓的充氣輪胎有限元分析結果如圖2所示。

圖1 兩種輪胎輪廓曲線

圖2 兩種輪廓的充氣輪胎有限元分析

從圖2可以看出，輪廓1的冠部充氣膨脹幅度大于輪廓2，輪廓1相比輪廓2外直徑不易控制。

3 施工設計

為保證輪胎整體的剛性以及安全系數，胎體采用兩層1400dtex/2錦綸簾布，鋼絲圈結構采用3×3。設定輪廓1的胎冠角為62°，鼓寬為210 mm，簾布角度為47°；輪廓2的胎冠角為62°，鼓寬為200 mm，簾布角度為48°。

4 成品輪胎性能

4.1 外緣尺寸

兩種輪廓成品輪胎的充氣外緣尺寸測定結果如表1所示。

表1 兩種輪廓成品輪胎的充氣外緣尺寸 mm

從表1可以看出：兩種輪廓成品輪胎的充氣外緣尺寸都在公差范圍內；輪廓1的D＇雖然接近標準值但是數據波動幅度較大；輪廓2的D＇都大于標準值，但是數據波動幅度小，穩定性較好。結合圖2有限元模型分析，工藝控制的波動對D＇的影響較大。

4.2 強度性能

按照GB/T 13203—2014《摩托車輪胎性能試驗方法》進行輪胎強度性能試驗。試驗條件為：充氣壓力 225 kPa，壓頭直徑 8 mm。試驗結果表明，輪廓1和輪廓2輪胎的破壞能分別為66.0和71.8 J，均高于國家標準要求（34 J）。考慮到輪胎簾布接頭等因素對強度性能測試結果的影響，兩種輪廓輪胎的強度性能可以視為接近。

4.3 耐久性能

按照GB/T 13203—2014進行輪胎耐久性試驗。試驗條件和結果分別如表2和3所示。

表2 成品輪胎耐久性試驗條件

表3 成品輪胎耐久性試驗結果

從表3可以看出，兩種輪廓成品輪胎的耐久性能均達到國家標準要求（34 h），輪廓2輪胎的耐久性能比輪廓1輪胎提升了46%。結合輪胎有限元模型分析，輪廓1輪胎的冠部充氣變形大，在行駛過程中存在屈撓形變，更容易造成輪胎損壞，因此輪廓2輪胎的耐久性能較好。

4.4 高速性能

輪胎高速性能按照GB/T 13203—2014測試，試驗條件如表4所示。

表4 成品輪胎高速性能試驗條件

階段4試驗結束后，對試驗輪胎進行一次外觀檢查，應無胎面、胎側、簾布層、胎圈之間的脫層，簾線斷裂，簾布層裂縫到達下層簾線，胎面接頭脫開，胎面或胎側膠掉塊及龜裂等缺陷，若出現上述缺陷則表示沒有通過試驗。試驗輪胎充氣壓力不應低于初始充氣壓力。兩種成品輪胎高速性能試驗結果如表5所示。由表5可見，兩種輪廓成品輪胎的高速性能遠高于國家標準要求，并且相差不大。

表5 成品輪胎高速性能試驗結果

5 結論

設計了兩種不同輪廓110/60－12摩托車輪胎，并進行了性能對比。

兩種不同輪廓輪胎的充氣外緣尺寸、強度性能、耐久性能和高速性能均達到并超過國家標準要求，能夠滿足日常使用要求。輪廓2輪胎的充氣外緣尺寸穩定性及耐久性能優于輪廓1輪胎，其他成品性能比較接近。綜上所述，輪廓2輪胎成品性能優于輪廓1輪胎。對于兩種不同輪廓輪胎的安全性和操縱性等主觀評價方面的差異還需要進一步的研究。