[发明专利]一种仿猫爪轮胎结构

说明书

本发明公开了一种仿猫爪轮胎结构，属于汽车零部件领域；包括胎面、冠带层、带束层、胎体层、内衬层、胎侧、三角胶、胎圈和胎圈外围；所述胎面、冠带层、带束层和内衬层按轮胎径向方向由外到内依次布置；所述带束层包括一号带束层和二号带束层，按轮胎径向方向由内到外依次布置；所述胎面形状是仿猫爪掌垫几何形状设计。在轮胎常用载荷及标准气压下，本发明可显著增大轮胎在自由滚动、驱动及制动时的接地面积，有效降低轮胎的胎肩应力集中，使轮胎的接地分布均匀性得到显著改善，能够有效提升轮胎的抓地性能和耐磨性能。

技术领域

本发明涉及轮胎结构设计，具体涉及一种仿猫爪轮胎结构，属于汽车零部件领域。

背景技术

轮胎作为汽车与路面接触的唯一部件，其需要良好的接地性能，以提供足够的驱动力、制动力及侧向力，来保证车辆的动力性、制动性、操纵稳定性以及安全性。在现有轿车轮胎的设计中，胎肩应力集中一直是难以解决的问题，提升轮胎的抓地能力一直是研究学者们的研究重点。轿车在行驶时，其轮胎容易出现胎肩应力集中，导致轮胎胎肩磨损严重、寿命降低等问题；在驱动及制动时，由于轮胎的接地面积小，从而导致轮胎的抓地能力不足，降低轮胎的动力性及制动性。轮胎的胎面是轮胎与地面的唯一接触部位，对于轮胎的接地性能有着重要的影响。

猫经过数百万年的进化，对外界环境形成了超强的适应能力，其脚掌具有可靠的抓着性能。研究表明，猫在水平的路面上行走时，其脚掌与地面能够在短时间内形成良好的接触，且其掌垫部位具有较高的压力分布均匀性，猫爪掌垫的这种接地特性提高了猫的运动灵活性，其关键在于猫爪掌垫的特殊几何外形。猫爪掌垫的几何形状分为三部分，中间部分是规则的长条凸起曲面，两侧是高度低于中间位置且略微凸起的长条曲面，两侧部分关于中间位置对称，三部分曲面为光滑过度。通过观察，猫爪掌垫横向截面外轮廓形状是一条规则的曲线，曲线中间位置为一段凸起的圆弧，曲线两侧与轿车胎胎肩位置的胎面弧相似。所以猫爪掌垫的这种几何特征，能够使掌垫与地面形成良好的接触，产生较大的接触面积，并且具有良好的接地压力分布均匀性。因此，猫爪掌垫的几何形状，为轿车轮胎的接地性能的提高提供了仿生设计依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题：在轮胎常用载荷及标准气压下，增大轮胎在驱动及制动时的接地面积，降低轮胎转动时的胎肩应力集中，改善轮胎的接地分布均匀性。

本发明采用的技术方案如下：

一种仿猫爪轮胎结构，其特征在于，包括胎面、冠带层、带束层、胎体层、内衬层、胎侧、三角胶、胎圈和胎圈外围；所述胎面、冠带层、带束层和内衬层按轮胎径向方向由外到内依次布置；所述带束层包括一号带束层和二号带束层，按轮胎径向方向由内到外依次布置；所述胎面形状是仿猫爪掌垫几何形状设计；所述胎面弧形状设计成为七段。

进一步的，所述猫爪掌垫的几何形状为猫爪掌垫横向截面的外轮廓形状。

进一步的，所述胎面中，七个弧段的水平长度从左向右依次为11.0mm、17.5mm、19.0mm、92.0mm、19.0mm、17.5mm和11.0mm。

进一步的，所述胎面中，七个弧段的半径从左向右依次为：88.0mm、44.0mm、200.0mm、300.0mm、200.0mm、44.0mm和88.0mm。

进一步的，所述胎面中，七个弧段的高度从左向右依次为：0.5mm、1.2mm、0.25mm、3.5mm，0.25mm、1.2mm和0.5mm。

进一步的，所述胎面中，七个弧段之间为光滑过渡连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：