[发明专利]一种改善滚动阻力的轮胎胎面结构、应用和轮胎

说明书

本发明涉及乘用轮胎技术领域，具体涉及一种改善滚动阻力的轮胎胎面结构、应用和轮胎。一种改善滚动阻力的轮胎胎面结构，该胎面结构包括胎冠、胎肩和胎面基部，所述胎面基部的胶厚度为h1、胎冠的胶厚度为h2，h1/h2=0.10‑0.35；胎冠截面积为S1，胎肩截面积为S2，S1/S2=2‑8.5；胎面基部、胎冠和胎肩的胶料的100%拉伸模量分别为：1.8‑2.2，2.0‑5.0，2.0‑3.0 Mpa。该胎面结构可以有效降低滚动阻力，同时，保持轮胎的安全性（轮胎材料体积不减小）和湿地抓地力（胎面材料滞后损失不降低）。

技术领域

本发明涉及乘用轮胎技术领域，具体涉及一种改善滚动阻力的轮胎胎面结构、应用和轮胎。

背景技术

汽车工业的快速发展给环境带来了很大压力，节约燃油、保护环境已经引起各国政府、汽车制造商以及汽车用户的重视。车辆的燃油经济性不仅与发动机节油性相关，还与轮胎的滚阻有较大关系。研究表明，乘用车14％～20％的燃料消耗是由轮胎滚动阻力造成的。低滚阻轮胎能够有效降低车辆油耗，减少环境污染。

最近几年国内电动车市场占有率逐年升高。与燃油车辆相比，电动车因续航能力的要求，对轮胎的滚动阻力也提出了更高的要求。低滚阻轮胎作为市场准入条件和国内节能减排均有重要意义。

橡胶高分子材料的粘弹性属性决定了其应力应变的不同步，也称为滞后损失。轮胎的滚动阻力主要是由于橡胶和增强材料在滚动轮胎中的周期性形变引起的能量耗散，这种能量耗散都转化为热能。

动阻力定义：单位行驶里程的能量损失(W＝N.m)/m－＞N；滚动阻力系数：滚动阻力与试验符合的比值N/kN－＞‰。RR＝πVtanδ ∫σdεRR滚动阻力，σ为应力，ε为应变，V为轮胎体积，tanδ为材料滞后损失正切值。降低轮胎滚动阻力的途径为减小材料体积、减小材料的滞后损失和应变能密度。

现有解决方案的不足：

1)减小材料体积(轮胎的轻量化)。轮胎组件厚度后尺寸减小，必定会部分的削弱安全性；

2)材料的滞后损失降低。因为材料属性的限制，湿地抓地力和磨耗会有不同程度的负面影响。

如何在降低滚动阻力的同时保持轮胎的其他性能是每个轮胎生产商都要面对的难题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种改善滚动阻力的轮胎胎面结构，该胎面结构可以有效降低滚动阻力，同时，保持轮胎的安全性(轮胎材料体积不减小)和湿地抓地力(胎面材料滞后损失不降低)。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种改善滚动阻力的轮胎胎面结构，该胎面结构包括胎冠、胎肩和胎面基部，所述胎面基部的胶厚度为h1、胎冠的胶厚度为h2，h1/h2＝0.10-0.35；胎冠截面积为S1，胎肩截面积为S2，S1/S2＝2-8.5；胎面基部、胎冠和胎肩的胶料的100％拉伸模量分别为：1.8-2.2，2.0-5.0，2.0-3.0Mpa。

作为优选，h1/h2＝0.2-0.3

作为再优选，h1/h2＝0.3。

作为优选，S1/S2＝2.5-4.0；胎面基部、胎冠、胎肩的胶料的100％拉伸模量分别为：1.8-2.2，3.5-5.0，2.2-3.0Mpa

作为再优选，S1/S2＝2.53，胎冠和胎肩的胶料的100％拉伸模量分别为4.85，2.21Mpa。

进一步，本发明还公开了所述的胎面结构在改善轮胎滚动阻力中的应用。

进一步，本发明还公开了一种改善滚动阻力的轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩、胎面基部、尼龙带束层、钢丝带束层、胎侧、帘布层、内衬层、三角胶和钢丝圈；所述的胎冠、胎肩、胎面基部采用所述的胎面结构中的胎冠、胎肩和胎面基部。