Page 117 - 《橡塑技术与装备》2025年11期

环保节能与安全
ENVPROTECTION AND ENERGY SAVING AND SAFETY

采用封闭式胎肩沟槽设计（见图 5）来优化胎肩
的花纹结构，有效抑制泵气效应产生的噪音。当轮胎
滚动时，封闭式沟槽减少了空气在沟槽内的压缩与释
放过程，使泵气噪音降低 2~3 dB，显著改善车内噪音，
实现了滚动阻力与静音性能的协同优化。

图 6 多种轻量化方案实施滚阻系数及重量降低情况
有效缓解局部应力集中现象，在保持结构强度的前提
下降低轮胎滚动阻力。

图 5 封闭式胎肩沟槽设计

3.2 轻量化设计
在新能源汽车对续航里程与能效要求提升的背景
下，轻量化设计成为降低滚动阻力的又一关键路径。 图 7 多段弧轮廓设计
胎体作为轮胎骨架，采用芳纶 / 尼龙复合帘线这
4 工艺优化技术
种新型材料应用与结构优化，在保证强度与安全性的
4.1 混炼工艺
前提下实现胎体减重，可有效减少滚动能耗。芳纶纤
在低滚阻轮胎制造过程中，胶料混炼质量起决定
维具有高强度、高模量、低滞后损失及低密度特性与
性作用。串联式密炼机作为一种先进的混炼设备，通
尼龙帘线优异的柔韧性与耐疲劳性能结合，赋予了轮
过两段式混炼工艺，使高份数白炭黑等填料在橡胶中
胎较轻质量下具有较低的滚阻系数。
的分散度得到较大的提升，有效地抑制填料团聚，增
实现轻量化另一个措施是减浅胎面花纹深度，来
强界面相互作用，显著提升填料分散性与混炼效率，
减少轮胎重量，可降低滚动过程中因花纹变形产生的
成为优化胶料性能的关键设备。
滞后损耗。同时采用非均匀厚度胎侧结构设计，优化
实验数据表明，采用该工艺可实现高份数白炭黑
肩部、胎圈等高应力区的胎侧厚度，减薄中部低应力
均匀分散，胶料的 Payne 效应也得到很大幅度的降低
区的胎侧厚度，这种差异化设计在保证结构强度的前
（见表 1），降低胶料的滞后损失，从而降低轮胎的滚
提下，有效降低轮胎重量，从而减少滚动阻力。
动阻力。
实验数据显示，多种轻量化技术协同作用，轮胎
表 1 不同密炼机混炼效果及滚阻系数变化情况
滚动阻力系数降低 8%~10%，轮胎重量减少 6%~8%，
性能指标 串联式密炼机 传统剪切型密炼机
显著提升车辆的续航里程与能效表现（见图 6）。 团聚体尺寸较大，
白炭黑分散度 团聚体尺寸减小 分散不均
3.3 轮廓参数优化 Payne 效应降低幅度 /% 25%~30% 15%~20%
轮胎轮廓参数的设计对滚动阻力与接地性能也具 滚动阻力系数降低 /% 8%~10%（对比 5%~8%（依赖配方
传统工艺） 优化）
有显著影响。本设计采用增大轮胎与路面的接地宽度，
以及冠部采用多段弧设计来增大胎面弧度半径（见图 4.2 硫化工艺
7），使得轮胎冠部接地压力分布均匀而且更趋分散， 硫化工艺也是轮胎制造的核心工序之一，高温氮

年
2025 第 51 卷 ·65·