Page 93 - 《橡塑技术与装备》2021年11期（6月下半月橡胶）

产品与设计 王恒 等·中空式非充气轮胎设计的研究

中空式非充气轮胎设计的研究

王恒，张友新，韩林
( 广东技塑新材料股份有限公司，广东 东莞 523527)

摘要 ： 非充气轮胎因其具有不漏气、不爆胎、耐磨损等安全特点，已经成为轮胎产业发展的新方向。在现有热塑性弹性体轮
胎材料物性的基础上，通过对非充气轮胎结构进行优化设计，以期通过轮胎结构与材料性能相结合的方式，来解决现有非充气轮
胎存在的开裂、粉化问题，从而提升轮胎的使用寿命。在本文的设计中，通过 V 形、花生壳状、圆柱形等不同通孔形状的变化，
以及减震孔和支撑筋在胎壁径向的合理分布，在确保轮胎减震效果的同时，也提升了轮胎整体抗形变能力，确保了轮胎长期使用
时不易开裂，使车辆在行驶过程中更加安全、舒适。
关键词 ： 非充气轮胎 ；轮胎设计 ；轮胎结构 ；轮胎材料 ；热塑性弹性体
中图分类号 ： TQ336.14 文章编号 ： 1009-797X(2021)11-0037-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.11.008

电动自行车，作为一种便捷又环保的交通工具， 在本文中，笔者在现有已开发出的热塑性弹性体
深受人们的青睐。根据中国自行车协会提供的数据显 非充气轮胎材料物性的基础上，对非充气轮胎结构进
示，近年来，中国电动自行车年销量超 3000 万辆，到 行优化设计，通过轮胎结构与材料性能相结合的方式，
2020 年底社会保有量将接近 3 亿 [1] 。随着电动车产业 来解决现有非充气轮胎存在的开裂、粉化问题，从而
的加速发展，其行驶安全也成为了社会发展的一个重 提升轮胎的使用寿命。
要关注点，非充气轮胎因其具有不漏气、耐磨损、不
爆胎等特点，已经成为电动车轮胎产业发展的新方向。 1 现有非充气轮胎结构缺陷分析
随着时代的进步，电动车使用频率的增加，消费者对 为了更好地呈现出现有非充气轮胎结构的缺陷，
于电动车的用户体验和性能方面提出了更苛刻的要求， 在本文中，笔者以已量产的蜂窝状双排圆孔非充气轮
比如电动车的结构设计更趋于人性化，轮胎的减震效 胎（图 1）和免充气环保开式轮胎（图 2）为参照物进
果更是极大的影响着骑行的舒适度。目前，市场上已 行分析讨论。这两款非充气轮胎结构设计的共同特点
有的电动自行车非充气轮胎主要是真空胎和实心胎， 都是以贯穿于轮胎的圆孔作为减震构件，来提升骑行
能够满足非充气轮胎的安全要求，但其在行驶过程中 的舒适度。
因地面不平整所造成的骑行舒适度不足的问题令其应
用效果大打折扣 [2] 。
现在市场上已经推出的蜂窝状双排圆孔非充气轮
胎和免充气环保开式轮胎，都具有免充气、耐磨损、
减震性能良好、骑行舒适度好的特点。但是这两款非
充气轮胎都有一个共同的缺陷，就是随着负重的增加 图 1 耐动科技蜂窝状圆孔结构双排圆孔非充气轮胎
和速度的提升，轮胎中空结构的结合处会出现开裂、
1.1 蜂窝状圆孔结构双排圆孔非充气轮胎
粉化等情况，导致轮胎使用寿命非常短，限制了非充
这种非充气轮胎以热塑性弹性体为轮胎材料，采
气轮胎的使用范围。导致这种问题发生的原因除了材
料本身性能还不能满足更高要求外，轮胎结构设计也 作者简介 ：王恒（1978-），男，工程师，主要从事化工新
存在一定缺陷。在开发更高性能材料的同时，设计出 材料生产技术工作。
项目名称 ：2019 年东莞市研究生联合培养（实践）工作站
更合理的轮胎结构，可以有效的提升非充气轮胎的使
建设项目（立项编号 ：2019707128030）
用寿命。 收稿日期 ：2021-01-06

年
2021 第 47 卷 ·37·