3+9×0.175NT钢丝帘线在高性能轿车子午线轮胎胎体中的应用
2020-07-22赵玉娜任振兴高同瞬宫金荣邢正涛
赵 翔,赵玉娜,任振兴,高同瞬,宫金荣,邢正涛
(青岛双星轮胎工业有限公司,山东 青岛 266400)
随着车辆性能的提高,对轮胎性能要求越来越高[1]。胎体作为轮胎的重要部件之一,对轮胎的安全性能及使用寿命起着至关重要的作用。各轮胎厂均聚焦于既能满足轮胎使用寿命要求又能降低成本的骨架材料[2]。目前我公司275/45ZR20高性能轿车子午线轮胎胎体采用2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布。3+9×0.175NT钢丝帘线直径较小,采用适当密度可在确保轮胎安全性能的同时减小轮胎的质量并降低成本。采用3+9×0.175NT钢丝帘线还可以提高轮胎的抗冲击性能,减少胎侧鼓包等问题。相对于2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布,1层3+9×0.175NT钢丝帘布具有更好的导热、散热性能,可以有效提高轮胎的耐久性能和高速性能。
本工作研究1层3+9×0.175NT钢丝帘布替代2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布在275/45ZR20高性能轿车子午线轮胎胎体中的应用。
1 实验
1.1 主要原材料
3+9×0.175NT钢丝帘线,江苏兴达钢帘线股份有限公司产品;1670dtex/2-28EPI聚酯帘线,山东海龙博莱特化纤有限责任公司产品。
1.2 主要设备和仪器
纤维帘布、钢丝帘布两用压延设备,意大利Comerio Ercole公司产品;90°纤维帘布裁断机和90°钢丝帘布裁断机,德国费舍尔公司产品;半钢子午线轮胎二次法成型机,软控股份有限公司产品;TJB-2-TB(Y)型载重轮胎耐久性试验机,天津久荣车轮技术有限公司产品。
1.3 性能测试
轮胎各项性能均按照相应国家标准或企业标准进行测试。
2 结果与讨论
2.1 帘线性能
3 +9×0.175NT 钢丝帘线和1670dtex/2-28EPI聚酯帘线性能指标和检测结果对比如表1所示。
从表1可以看出,2种帘线性能均符合相应指标要求。
表1 2种帘线性能指标和检测结果对比
2.2 帘布工艺性能
3 +9×0.175NT 钢丝帘布和1670dtex/2-28EPI聚酯帘布压延工艺参数对比如表2所示。
表2 2种帘布压延工艺参数对比
1670dtex/2-28EPI聚酯帘布压延密度为110根·dm-1,2层胎体结构强度为45 100 N·dm-1,3+9×0.175NT钢丝帘布压延密度为60根·dm-1,1层胎体强度为45 300 N·dm-1,强度增大0.4%,比2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布胎体结构的承载能力略强。
3+9×0.175NT钢丝帘布压延工艺良好,钢丝帘线排列、附胶均匀,表面光滑、平整,无稀线劈缝现象,帘布厚度符合标准要求;在90°裁断和接头时未发现翘头、接头开裂以及断面发散等不良现象,接头质量符合生产工艺标准;成型过程中钢丝帘布无拉伸,排列均匀,成型接头、反包均无异常;硫化过程正常,满足硫化工艺要求;成品轮胎外观及X光检测均合格。
2.3 胎体参数
2种帘布胎体参数对比如表3所示。
从表3可以看出,单胎使用3+9×0.175NT钢丝帘布质量为2.844 9 kg,单胎使用2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布质量为2.955 9 kg,使用1层3+9×0.175NT钢丝帘布比2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布质量减小0.111 kg。
表3 2种帘布胎体参数
2.4 成品性能
采用1层3+9×0.175NT钢丝帘布替代2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布用于胎体,生产275/45ZR20高性能轿车子午线轮胎,并进行室内成品性能检测。
2.4.1 充气外缘尺寸
轮胎充气外缘尺寸对比如表4所示。
表4 轮胎充气外缘尺寸对比 mm
从表4可以看出,轮胎充气外缘尺寸符合国家标准要求。
2.4.2 耐久性能试验条件:环境温度 (38±3) ℃,充气压力220 kPa,停放时间 3 h,在装机前将充气力压调整至220 kPa,试验速度 120 km·h-1。
轮胎耐久性试验步骤如表5所示。
表5 轮胎耐久性试验步骤
试验轮胎和生产轮胎的耐久性试验时间分别为90和88 h,满足国家标准要求(不短于47 h)。
2.4.3 高速性能
试验条件:环境温度 (38±3) ℃,充气压力360 kPa,停放时间 24 h,负荷率 68%。
轮胎高速性能试验步骤如表6所示(每个速度级别测试10 min)。
表6 轮胎高速性能试验步骤
试验轮胎和生产轮胎高速性能试验时间分别为96和90 min,满足企业标准要求(不短于70 min)。
2.5 成本分析
采用1层3+9×0.175NT钢丝帘布替代2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布后,275/45ZR20轮胎每条质量减小约0.111 kg,成本下降3元。
3 结论
采用1层3+9×0.175NT钢丝帘布替代2层1670dtex/2-28EPI聚酯帘布用于275/45ZR20高性能轿车子午线轮胎胎体中,成品轮胎的充气外缘尺寸和耐久性能均符合国家标准要求,高速性能略有提高,并且质量减小,成本降低。