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新技术与新产品 柴德龙 等·315/70 R22.5 湿地、雪地抓着性能测试用标准测试轮胎研发

通过技术创新自主研发和生产，着重从材料配方、轮
胎力学轮廓设计、花纹多种功能组合创新设计、轮胎
性能稳定性制造控制技术、标准测试轮胎技术标准的
制订等方面进行研究攻关，主要研究创新工作如下 ：
（1）创新设计了低滚阻及超低温环境下高附着力
橡胶配方 ；
（2）创新适用于轮胎复合材料结构的有限元优化
技术 ；
（3）多功能胎冠花纹创新设计 ；
（4）轮胎性能稳定性制造控制技术 ； 图 1 tan δ 随温度变化曲线
（5）新制定《315/70 R22.5 154/150L 标准测试
96% 以上，提高了轮胎测试过程中抓地系数的稳定性。
轮胎技术规范》行业标准。
315/70 R22.5 标准测试轮胎在测试评估系统中发挥基
2.2 主要技术创新内容 准作用，为了最大限度地减小其变化量，标准测试轮
（1）创新设计了低滚阻及超低温环境下高附着力
胎具有严格受控的设计特性。标准测试轮胎的结构示
橡胶配方 意图见图 2 所示，行驶面宽度 b 为 259 mm，断面宽 B
标准轮胎的胎面胶性能既要满足 5~35 ℃湿地
为 316 mm，外直径 D 为 1 009 mm。轮胎的冠部轮廓
和-21~-7℃雪地较高的抓着性能要求，同时又要满
包括中心轮廓和限定肩部区域的肩部轮廓 ：中心轮廓
足 50~80℃行驶时较低的滞后损失以控制轮胎的滚动 为中心在轮胎内侧并且曲率半径 R 1 为 1 500±100 mm
阻力。胎面胶胶料是一种复杂的高分子复合材料，轮
的弧线 ；肩部轮廓为中心在轮胎内侧并且曲率半径 R 2
胎的抓着性能、滚动阻力与胶料动态黏弹性能不同温
为 350±50 mm 的弧线。
度区间损耗因子 tan δ 密切相关，低温区间 tan δ 值越
高，橡胶的抓着性越好，而高温区 tan δ 值越低，橡
胶的滚动阻力越小，因此，胶料动态黏弹性必须兼顾
低温时具有较高的 tan δ 和高温时具有较低 tan δ 的。
所谓低温时具有较高的 tan δ 值，就是胶料要软，而
高温时要较低的 tan δ 值，就是胶料要硬，保持好性
能平衡，配方是一项重要的核心技术。此外，标准轮
胎既要满足湿地抓着要求，又要满足雪地抓着要求，
就需要更低温度时保持胶料柔软，也就是要求胎面胶
超低温环境依然保持对地具有高附着力。
本项目胎面胶的配方设计采用超低温环境高附着 1— 胎面 ； 2 一对胎侧 ； 3— 第一带束层 4— 第二带束层 ；
力橡胶配方设计，以天然橡胶 / 合成橡胶并用的生胶 5— 第三带束层 ； 6— 第四带束层 ； 7— 胎体 ； 8— 一对垫胶 ；
9— 内衬层 ； 10— 一对钢丝圈 ； 11— 一对钢丝包布 ； 12— 上三角胶 ；
体系，结合炭黑 / 白炭黑并用的补强体系，以及长效
13— 下三角
的防护体系和多硫键为主的硫化体系。标准测试轮胎 图 2 315/70R22.5 标准轮胎的结构示意图
胎面胶的 tan δ 随温度变化曲线如图 1 所示。
（3）多功能胎冠花纹设计
（2）创新适用于轮胎复合材料结构的有限元优化
通过对花纹形状、节距排列、沟槽面积等的组合
技术
变化创新，花纹采用的对称 4 条纵向花纹沟，使胎面
以变约束平衡轮廓设计理论（VCAP) 为核心的复
接地分割为 5 个连续花纹条，具有较高的超控稳定性，
合材料结构有限元优化技术，对全钢丝载重子午胎的
并在胎角和中间花纹条中采用独特的锯齿状 15° 半深
充气平衡轮廓增加各项约束条件进行优化，使轮胎模
斜槽花纹和 15° 全深锯齿状凹槽花纹，结合有限元对
具轮廓与充气后的实际变形控制到 0.2% 以下，实现
轮胎接地参数的仿真，保证湿地抓着力系数，也满足
了轮胎接地特性的可控设计，接地印痕矩形系数达到

年
2019 第 45 卷 ·29·