农用机械越野车辆深花纹防滑轮胎结构

　　做行走机构设计的时候，轮胎选型和结构匹配往往是容易被忽略的环节，很多新人做非道路设备的行走部分，直接套用公路胎的参数，最后到了泥泞、松软铺装的工况下，抓地力不足、打滑陷车的问题层出不穷，这次的轮胎结构，就是针对非铺装路面作业场景做的结构设计。先从实际应用场景说，这类大花纹轮胎，主要适配农用拖拉机、小型越野工程车辆、林区作业转运设备，还有部分厂区内的重载转运叉车，这些场景的路面没有硬化，要么是雨后的黏土地，要么是碎石遍布的施工便道，要么是林区覆盖落叶腐殖质的松软地面，普通公路胎的细碎花纹在这类路面上，花纹很快会被泥污填满，失去咬合地面的能力，而这款轮胎的块状高花纹设计，就是为了在松软路面上让花纹块嵌入土层，获得足够的剪切力，避免动力输出时打滑空转。从功能特性上看，这款轮胎采用了加深的人字块状花纹布局，花纹块的凸起高度远高于普通乘用车辆轮胎，相邻花纹块之间留了足够宽的排泥槽，当轮胎在泥泞路面滚动时，挤压进花纹间隙的泥土可以随着轮胎转动、形变顺利排出，不会出现泥堵花纹导致抓地力丧失的问题；胎体的侧壁做了加厚的橡胶层设计，在林区、碎石路面作业时，即便被路边的树枝、碎石剐蹭，也不容易出现侧壁破损、鼓包的问题，能适应复杂野外作业的恶劣环境。

　　设计思路上，首先确定的是胎面的接地比压，针对非道路重载场景，胎面宽度做了加宽处理，相同载荷下，更宽的胎面可以降低单位面积的接地压力，避免在松软地面上轮胎下陷过深，增大行驶阻力；花纹块的排布采用了交错错位的布局，一方面可以保证轮胎滚动时，任意时刻都有足够数量的花纹块与地面接触，保证牵引力输出的平顺性，避免出现花纹块同时接地导致的行驶颠簸，另一方面错位排布也能让胎面的磨损更均匀，不会出现局部偏磨导致的轮胎寿命缩短。胎圈部分的结构做了加强设计，和轮辋配合的位置采用了多股钢丝圈作为支撑，当车辆在重载状态下转向、或者越过路面凸起障碍时，胎圈不会因为侧向力过大出现脱圈的问题，保证轮胎和轮辋的配合可靠性。

　　再说到安装边界和尺寸匹配，这款轮胎的内圈直径适配常规的钢制轮辋，安装时需要注意轮辋的法兰高度要和胎圈的卡槽深度匹配，安装前要清理轮辋配合面的锈蚀、焊渣等凸起杂物，避免充气后胎圈密封不严出现漏气；轮胎的断面宽度在设计时预留了和车架、转向节的安全间隙，满载状态下轮胎受到载荷压缩形变后，胎侧的最大膨胀量不会和周边的车架结构、挡泥板、制动管路发生干涉，转向过程中轮胎转到最大转角时，胎肩位置也不会和转向拉杆、翼子板发生剐蹭。

　　日常做配套设计的时候，还要注意轮胎的额定载荷要和整车的满载轴荷匹配，不能出现小胎拉重载的情况，否则会导致胎体过度形变，内部帘布层反复弯折出现脱层、爆胎的风险；轮胎的充气压力也要根据作业场景调整，在松软泥泞路面作业时可以适当降低胎压，增大接地面积进一步提升抓地力，在硬化路面长距离转场时则要把胎压恢复到额定值，降低滚动阻力，减少胎面的不必要磨损。另外胎面的橡胶配方在设计时兼顾了耐磨性和抗撕裂性，在碎石路面行驶时，尖锐的碎石不容易割伤胎面橡胶，长期在粗糙路面滚动也不会过快磨损，相比普通公路胎，在非道路场景下的使用寿命能提升数倍。很多人做设计时觉得轮胎是标准件不需要建模，实际上在做整车总布置的时候，必须把轮胎的最大形变状态、转向摆动边界都模拟准确，否则很容易出现后期样车装配后运动干涉的问题，这个模型把胎面花纹、胎侧弧度、胎圈配合结构都做了还原，完全可以直接用于总布置的干涉检查、行走机构的匹配设计，不需要再额外花时间测绘轮胎外形。