王 臻,籍建明

(1.焦作技師學院 ,河南焦作 454002;2.風神輪胎股份有限公司 ,河南焦作 454003)

輪胎花紋的命名長久以來沒有統(tǒng)一的、科學的、系統(tǒng)的方式,不僅制約著生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝控制,也給使用環(huán)節(jié)的消費者帶來諸多茫然和不便。探討一種更科學的命名標準,不僅有利于輪胎的消費和銷售,也利于輪胎花紋的設(shè)計和生產(chǎn)。

本文所提倡的一種命名法權(quán)且稱為相對尺寸法。

1 相對尺寸法簡介

以最常用的花紋 (見圖1)為例說明如下:

圖1 輪肥常用花紋

該花紋實際尺寸為:縱向花紋塊邊棱尺寸和為1 055 mm;橫向花紋塊邊棱尺寸和為 552 mm;它的315/80R22.5規(guī)格的花紋代號可表示為“3.29×1.75”。

式中“3.29”表示所有花紋塊縱向有效尺寸之和 (1 035 mm)與該規(guī)格輪胎名義斷面寬 (315 mm)之比值(3.29),取小數(shù)點后兩位有效數(shù)字。該數(shù)值的整數(shù)部分可以理解為縱向花紋溝條數(shù),與原來“形象呼圖法”謂之“三道溝”趨于一致,直觀且有據(jù)。小數(shù)部分說明該花紋有胎肩散熱花紋或間雜橫向花紋?；y塊縱向有效尺寸之和 (單位:mm)與輪胎名義斷面寬 (單位:mm)的商表征的是輪胎花紋的防側(cè)滑性能。

“＊”是隔離符號。以表示前后數(shù)據(jù)的不同性質(zhì)。也表示“乘積”,假借前面“縱向有效尺寸”與后面“橫向有效尺寸”相乘,來表示花紋形式整體的復(fù)雜性。

“1.75”表示所有橫向花紋塊有效尺寸和 (552 mm)與該規(guī)格輪胎名義斷面寬 (315mm)之比值(1.75),取小數(shù)點后兩位有效數(shù)字。該數(shù)值整數(shù)部分說明該花紋有一道橫向通直花紋溝,或散狀分布花紋溝組合作用相當于一道橫向通直花紋溝的作用,小數(shù)部分同樣說明花紋有間雜縱向花紋?；y塊橫向有效尺寸之和 (單位:mm)與輪胎名義斷面寬 (單位:mm)的商表征的是輪胎花紋的驅(qū)動或制動性能。

上面花紋代號中皆用純粹數(shù)字表示,是花紋真實尺寸數(shù)據(jù)的比值,可結(jié)合輪胎規(guī)格表示式中的“斷面寬”值來還原計算出其真實有效值。上式中涉及的概念和數(shù)值的來源 (尺寸數(shù)值測量取值的方法)詳細說明如下:

①“花紋塊”是指在輪胎行駛面上凸起支撐輪胎并與地接觸的部分,與凹陷下縮的“花紋溝”相間形成“胎冠花紋”。花紋塊的形狀理論上可以是無限多的,其功能作用隨設(shè)計形狀的差異也大相徑庭。

②所謂“縱向”是輪胎旋轉(zhuǎn)方向,也就是輪胎行駛面中心線構(gòu)成圓環(huán)的切線方向,它與“橫向”是相對的。橫向就是指與汽車車輪旋轉(zhuǎn)軸中心線平行的方向。輪胎行駛面上的“縱向”與“橫向”呈經(jīng)緯線方式的垂直狀態(tài)。

③“有效尺寸”包括兩層含義:

一是指標本花紋塊的有效邊棱尺寸,該“邊棱”指花紋塊與花紋溝相間形成的邊棱。標本花紋塊只選取對輪胎驅(qū)動、制動、附著性能起作用的四壁長度大于 2 mm的花紋溝與花紋塊形成的邊棱尺寸;在花紋塊上切下的部分壁棱長度小于 2 mm的刀槽主要功能是輔助調(diào)整帶束結(jié)構(gòu),該切槽花紋溝與花紋塊形成的邊棱長度忽略不計。

二是指花紋塊有效邊棱的投影尺寸。投影尺寸是將花紋塊邊棱置于縱橫向自然坐標中,以其一端為坐標原點,另一端的縱坐標值和橫坐標值的絕對值,它忽略了邊棱的具體曲折形態(tài),截彎取直,分為縱向尺寸和橫向尺寸。

④“有效尺寸之和”表示的是在選取胎面范圍內(nèi)所有縱向花紋塊邊棱單側(cè)投影尺寸的加和?！斑x取胎面范圍”為長和寬均為輪胎實際胎面寬 (一般小于輪胎名義斷面寬)的正方形區(qū)域。因為輪胎周向所有花紋塊多而雜,而且根據(jù)輪胎均衡和對稱理論,在整個周向行駛面上花紋塊是重復(fù)出現(xiàn)的,我們沒必要對所有花紋塊邊棱進行測量,而是界定在輪胎一次著地面、或相當于輪胎正常工作面的“理論面”內(nèi)選取代表性花紋塊進行測量。該理論面與輪胎活絡(luò)模具的單片模具所雕刻花紋面接近(活絡(luò)模具單片可能稍長),本文為了便于對比縱橫花紋塊的驅(qū)動和防側(cè)滑性能,選縱橫向長短一致的正方形接地面為參照面。即將輪胎這一理論“著地面”內(nèi)各種花紋塊的縱向前側(cè)壁棱投影長度予以計量,并一一相加。

所謂“單側(cè)”是指測量花紋塊行駛方向一側(cè)邊棱長度。花紋塊一般有上下左右四邊棱,本文只選上邊或右邊的邊棱進行測量統(tǒng)計。一般輪胎的向前的驅(qū)動性能與其反向的制動性能是等同的,同樣,輪胎向左側(cè)的防側(cè)滑性能與輪胎向右側(cè)的防側(cè)滑性能是一致的。我們選取了相當于輪胎所有花紋塊邊棱的一半來標定其性能。

“相對比值”是“有效尺寸之和”除以輪胎“名義斷面寬”之商。之所以用名義斷面寬代替輪胎胎面實際斷面寬,是便于與輪胎規(guī)格結(jié)合還原花紋塊邊棱實際投影尺寸;另外原因就是輪胎企業(yè)在生產(chǎn)同等規(guī)格 (同等名義斷面寬)的輪胎時采取 (設(shè)計)的實際胎面寬有差異,卻不妨同種比例的花紋采用同一命名。實際測量選參照面與理論計算參照面略有差異,統(tǒng)一選“名義斷面寬”是一致的。

通過以上方式命名輪胎花紋簡單而實用。形式上就是兩個含兩位小數(shù)的數(shù)值相乘。使用者完全可以撇開數(shù)值的來源 (由花紋設(shè)計者或技術(shù)人員來測定),僅從數(shù)值大小來判斷輪胎花紋功能即可。

2 相對尺寸法的便利性

以上命名方式表達了花紋包含的具體的輪胎信息。既有抽象性,又有具體性,不僅指導下游消費者易于選擇產(chǎn)品時區(qū)隔,也能在輪胎生產(chǎn)中有實際指導意義。相對尺寸法命名能有以下優(yōu)越性:

2.1 便于用戶選用輪胎

根據(jù)上述數(shù)據(jù),可以簡單計算出輪胎的使用性能。

對于輪位選擇,可用縱向名義尺寸與橫向名義尺寸相除。比值大于 1,說明縱向尺寸之和大于橫向尺寸之和,花紋即適應(yīng)于安裝在導向輪輪位和拖車輪輪位;比值等于 1或接近于 1,說明花紋是混合花紋;比值小于 1,說明橫向邊棱多于縱向邊棱,還是安裝在驅(qū)動輪輪位為好。

如上例 3.29＊1.75花紋,其縱向尺寸 3.29大于橫向尺寸 1.75,比值 1.88遠大于 1,可以判定該花紋主要作用是防側(cè)滑,應(yīng)選作長途路面的導向或拖車輪位。

對于路況選擇,可根據(jù)縱向名義尺寸與橫向名義尺寸的“乘積”數(shù)值大小來判斷。乘積越大,說明花紋塊與花紋溝交錯形成的邊棱越多,花紋塊相對“細碎”,利于散熱或減少生熱,多為高速路或優(yōu)質(zhì)公路型花紋;乘積越小,說明花紋塊與花紋溝形成的邊棱越少,花紋塊相對“粗大”,積聚熱量多且不利于散熱,必為越野型或礦用型路面花紋。

本文初步認為:乘積大于 4,建議用于長途優(yōu)質(zhì)路面;乘積在 1～4之間,為中長途混合路面使用花紋;乘積小于 1,用于非公路礦山工地路面。當然,目前還只是作者主觀界定,具體取值范圍還要根據(jù)進一步實踐來驗證和明確界定。

如 3.29＊1.75花紋,縱橫向名義尺寸乘積為5.76,數(shù)值大于 4,可用于長途優(yōu)質(zhì)路面?？蛻羰褂幂喬ゲ挥迷儋M心考慮各個廠家的花紋手冊,而是依據(jù)統(tǒng)一的花紋名式,分析其縱橫向花紋的名義尺寸,結(jié)合自身車輛導向輪 (拖車輪)、驅(qū)動輪的輪位要求,和運輸貨物的路況,進行選購和配裝輪胎。

2.2 便于所有輪胎生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)一輪胎花紋稱謂

目前各個企業(yè)的花紋可逐步分別測量并更換目前命名,只要相對尺寸整數(shù)部分或小數(shù)點后一位數(shù)值相同的,可列為同種花紋。在輪胎生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)中,輪胎花紋接近的,便于統(tǒng)一測量、存放、定價和調(diào)用;在整個輪胎企業(yè)處于過熱競爭的情況下,也便于輪胎企業(yè)將來整合時的技術(shù)交流與合并,不會造成輪胎模具的浪費。

在輪胎設(shè)計過程中,根據(jù)同一名稱花紋縱橫向有效尺寸的差異調(diào)整來達到同種功能目的的花紋多樣性,也可以根據(jù)有效尺寸的調(diào)整改變?yōu)椴煌y。模具制造業(yè)也可根據(jù)本命名法的原理和取值原則,在同一命名下澆鑄或鉆削出不同的花紋模式。