轮胎基本知识.doc

产品资料第一章第一章 基础知识一、轮胎的基本功能为保证汽车的性能，要求轮胎具有如下四项基本功能：1.支承汽车重量（负荷性能）2.将驱动力和制动力传递到路面（牵引性和制动性）3.改变和保持行驶方向（操纵性和稳定性）4.缓冲来自路面的冲击（乘坐舒适性和包络特性）此外，耐磨性和节油性，也都是重要的要求性能。二、轮胎组成各部件功能胎面：与地面接触，驱动、制动、防滑、减震和保护胎体等作用胎肩：也称为支撑部，支撑胎面，防止胎面滑移胎侧：保护胎体，耐屈挠等作用。通常也连同胎肩合称为胎侧胎圈：使轮胎牢固地固定在轮辋上带束层、冠带层：是子午胎的特有结构。其作用是固定胎体及增高胎面的刚性，是主要的受力部件胎体：象人的骨架对身体一样，除了要承受轮胎部分应力外，还有缓冲性和稳定尺寸的作用内衬层：有内胎轮胎的内衬层主要是减少内胎受到轮胎胎体帘线的摩擦。无内胎轮胎的内衬层主要是代替内胎，使其具有存气、稳压、安全作用胎圈护胶、防擦布三角胶胎肩垫胶三、轮胎的分类按结构分类斜交胎（bias/diagonal tire）：帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，且与胎冠中心线呈小于90角排列的充气轮胎。 子午胎（radial tire）：胎体帘线与胎冠中心呈90 角或接近90 角排列并以带束层箍紧胎体的充气轮胎。四、轮胎规格标识方法五、全钢丝载重子午线轮胎的技术特征1、术语/名称：2、 特征：胎体和带束层全部为钢丝帘线的子午线轮胎。 3、胎冠胎冠是轮胎与地面接触的部位，是轮胎的最表层，所以要求胎冠必须有良好的耐磨性能，有一定的抓着力、防侧滑性，而且要耐日光老化和耐臭氧老化，耐刺扎、减少崩花掉块等性能。3.1结构特点胎冠行驶面子午线轮胎胎冠的行驶面宽度要比斜交胎的行驶面宽度大一些，这是因为子午线轮胎的断面宽度比斜交轮胎的断面宽度大。行驶面宽大有利于提高轮胎耐磨性和抓着性能。如以载重胎9.00-20和900R20为例，行驶面宽度由170-178mm增加到180-188mm。胎冠弧度高子午胎的胎冠弧度高要比斜交胎胎冠弧度高要小。如9.00-20一般为13-14mm，而9.00R20一般为9-10mm。胎冠弧度高小有利于提高胎冠与地面的抓着力，从而提高轮胎耐磨性。花纹型式随着我国路况的不断改善，纵向花纹也越来越受欢迎，载重子午线轮胎很少采用纯横向花纹，因为纯横向花纹虽然耐磨性能、牵引性能好，但由于子午线轮胎冠部刚性大，横向花纹易引起胎冠与带束层之间脱层，且侧滑性能差，因而被纵向花纹逐渐取代。为防止产生噪音，我公司已采用不等节距花纹设计。花纹深度载重子午线轮胎的花纹深度要浅于相同规格斜交轮胎的花纹深度。这是因为子午线轮胎的行驶里程、单位磨耗要比斜交轮胎高且胎体坚固，翻新率高，胎面磨光后可以再翻新胎面，子午线轮胎的花纹沟设计要求考虑避免夹石子，特别是纵向花纹。因为夹入石子等硬物质会刺伤基部胶，以露出钢丝帘线，使钢丝帘线遇水锈蚀、断裂，致使轮胎爆破。3.2 胶料特点子午线轮胎的胎冠胶配方与斜交轮胎胎冠胶配方没有太大的差别。子午线轮胎胎冠与地面的移动和蠕动相对斜交轮胎较小，牵引力和侧向力较高。子午线轮胎胎冠胶多采用全天然胶或高比例天然胶，来改善胎冠的抗切割、耐撕裂粘合性和抗湿滑性。子午线轮胎行驶生热低，可采用细粒子碳黑以提高其耐磨性。还可采用部分白碳黑以提高胶料的耐撕裂能力，减少崩花掉块。4 带束层（3+9+15*0.22W和340.22HE）带束层是子午线轮胎的关键部件，子午线轮胎的很多优越性主要取决于带束层，因此讨论子午线轮胎的结构特点带束层是核心问题。带束层是子午胎轮胎的主要受力部件，在很大程度上决定着轮胎的强度和充气后的轮廓等等。因此它的刚性对轮胎的耐磨性，操纵稳定性，乘坐舒适性等使用性能起着决定性的作用。如带束层拉伸刚度过低，轮胎充气后断面尺寸变化大。轮胎断面增高变窄，外直径、胎面曲率、接地面长度相应增大，接地面宽度则变窄。同时轮胎周向与侧向刚性也随之减弱，轮胎滚动阻力增大，轮胎行驶面温度呈直线上升，因此带束层拉伸刚度大小会引起子午线轮胎一系列性能的变化。4.1带束层的排列方式及层数二层结构二层结构的带束层多用于轿车子午线轮胎和轻卡子午线轮胎。因为轿车子午线轮胎和轻卡子午线轮胎比较小、载重量也小，所以二层结构足以满足要求，而且带束层所使用的钢丝帘线也较细。三层结构三层结构的带束层，第一层为过渡层、第二层、第三层为工作层，这种结构的带束层是把四层结构的带束层的第四层取消，特点是减轻了轮胎重量，简化了生产工艺，是最普通的一种结构形式。四层结构四层结构的带束层，第一层为过渡层，主要作用是把子午方向排列的胎体帘线角度过渡到接近周向排列的小角度带束层，可减少层间的剪切力，避免带束层与胎体帘线之间脱层。第二层、第三层为工作层，主要承受应力，起着束缚胎体向外膨胀的作用，其刚性可直接影响轮胎的耐磨性、操纵性和节油等使用性能。第四层为保护层，一般采用高伸长帘线，角度与工作相仿，是用于抵御外力冲击起保护工作层的作用，也起防止胎面与带束层之间产生脱空的作用，以提高轮胎的使用寿命和翻新率。下三层半结构这种结构的带束层相当于四层结构的带束层。它是将第一层过渡层分为两条。分布在第二层带束层下边两个肩部，中间部分被断开。这是法国米其林公司载重子午线轮胎的专利技术。它的优点是能够降低胎冠中央部位的刚性，使轮胎接地印痕面积中的单位压力分布得较为均匀，从而提高胎面磨耗的均匀性。上三层半结构这种结构的带束层是将第三层带束层减小宽度放在胎冠中心，在第三层两边设两层窄条，角度与胎冠中心线平行呈0度排列的带束层所以也叫0度带束层。该结构是意大利皮列里专利技术（370.20HE）。它能够提高轮胎肩部的刚性，可防止带束层端部产生变形，保证轮胎在高速行驶时尺寸稳定，大大降低带束层边部所受的应力和生热。与一般带束层相比可节油5%，行驶里程可提高20%。而且高速性能好，翻新率高。我公司目前采用此种结构带束层。5.2带束层胶料特点带束层钢丝帘布胶轮胎在使用中要经受长时间的、高频率的、高负荷的作用，作为全钢丝子午线轮胎的带束层帘布胶与钢丝帘线的粘合是子午线轮胎制造技术中的关键。钢丝帘布胶的粘合性能既要满足动态和热态下的使用条件，也要满足轮胎生产过程中的工艺条件要求。它应具有较高的定伸强度，良好的耐屈挠疲劳性能和耐热老化性能。带束层帘布边部包边胶由于带束层帘线端部切头处没有镀铜，与橡胶的粘合性差。而且斜裁之后钢丝端点呈现尖状，所以带束层端部在动态情况下剥离刺扎严重。故包边胶要求粘合性能好、耐疲劳生热低、耐剥离强力高，在一定意义上将讲边胶条虽小但它却是决定子午线轮胎寿命的关键，决不可小看。胎肩垫胶要求此种胶料一般具有柔软、低定伸、耐疲劳、生热低，有良好的粘合性能。过渡胶片带束层与胎冠之间一般要求加贴一层中间胶片，使胎冠胶与带束层胶能平顺过渡，增强其整体性。这种胶的性能、硬度介于胎冠胶和带束层帘布胶之间，但也可采用带束层帘布胶。6 胎圈（1.65钢丝）对于子午线轮胎来说，胎圈是一个非常关键的部位，所以设计比较复杂，在轮胎生产过程中胎圈工艺要求也比较严格。子午线轮胎胎圈部位承受的内压应力及负荷下的附加应力都比斜交胎大，所以子午线轮胎胎圈要具备比斜交胎胎圈大得多的支撑刚度。而且从刚性的胎圈到柔软的胎侧之间的刚性变化要平顺过渡，这样才能把轮胎胎侧的屈挠点集中维持在轮胎断面水平轴附近，使胎侧能充分发挥其缓冲作用，减少胎侧下部与轮辋的摩擦，防止由于应力集中而产生胎圈脱层、裂口或折断，并能有效地改善子午线轮胎的行驶稳定性。6.1 结构特点钢丝圈断面形状O型钢丝圈、U型钢丝圈、型钢丝圈、 六角棱型钢丝圈。6.2 三角胶芯载重子午线轮胎使用的三角胶芯多采用加粗、加高、加硬的复合三角胶芯。复合三角胶芯包括上下两部分，下三角胶芯位于钢丝圈上面，胶料硬度比较大，以抵抗胎圈部位的屈挠变形。上三角胶芯位于帘布反包边端和钢丝子口包布之间。为使它能承受住轮胎在工作中反包端点压缩，伸张应力作用产生的屈挠疲劳和刺扎，上三角胶芯的硬度比下三角胶芯的硬度低一些。主要考虑容易伸张并有较好的抗屈挠与低生热性能，它既要有挺性又要柔软。7 胎体（3+9+15*0.22W和3+9+15*0.175W）7.1结构特点轮胎的高宽比（H/B）决定轮胎外轮廓曲线的最基本参数是轮胎的断面高（H）与断面宽（B）的比值。随着轮胎结构向低断面方向发展，轿车子午线轮胎的高宽比多数在0.8-0.7之间，近年来，已出现0.65-.050的超低断面子午线轮胎，载重子午线轮胎的高宽比则已达到0.80-0.70。断面水平轴（H1/H2）子午线轮胎的胎圈部位所受应力比斜交轮胎大的多，因此子午线轮胎的断面水平轴到胎圈着合直径的距离（H1）一般较斜交轮胎稍高，即H1/H2的值接近于1或稍大于1从而使胎侧屈挠部位稍移向胎肩，以减少胎圈变形与磨损。安全倍数由于子午线轮胎胎体承受的应力小于斜交胎，而且子午线轮胎胎体帘线方向与轮胎变形方向一致，在使用过程中帘线强力得以充分利用，所以子午线轮胎胎体强度的安全倍数一般等于或略小于斜交胎。胎侧胎侧的作用是保护胎体帘线免受损坏，是由3-5mm厚胶层组成，胎侧靠近肩部有防擦线，防止胎侧受冲击撞伤，甩掉轮胎上的泥水。胎侧靠近轮辋部位有装配线，以便检查轮胎与轮辋着合的正确性和防止泥水流入胎圈和轮辋之间。在轮胎硫化过程中，胎侧模型上的防擦线沟、装配线沟以及排气孔，可以改善胶料的流动性，排出模型与轮胎之间的空气，减少轮胎的外观质量毛病，各种轮胎标志都要在胎侧上表示出来。7.2 胶料特点胎体帘布胶轮胎在使用中要经受长时间的、高频率的、高负荷的作用，作为全钢丝子午线轮胎的胎体帘布胶与钢丝帘线的粘合是子午线轮胎制造技术中的关键。钢丝帘线胶的粘合性能既要满足动态和热态下的使用条件，也要满足轮胎生产过程的工艺要求。它还应具较高的定伸强度，良好的耐屈挠疲劳性能和耐热老化性能。胎侧胶由于子午线轮胎胎体柔软，动态下变形伸张大，要求其胎侧胶比斜交胎胎侧胶有更好的耐屈挠性能。又因为子午线轮胎的胎体较薄，一旦胎侧有裂口易透水，致使钢丝帘线生锈断裂，故要求胎侧胶有耐撕裂、耐屈挠龟裂等性能。象斜交胎一样要求有良好的耐气候老化和耐臭氧老化等性能。8 内衬层（气密层）对于全钢载重子午线轮胎来说，有内胎轮胎称为内衬层，无内胎轮胎称为气密层。内衬层是个很重要的部件，因为如果内衬层解决不好，空气和水份透入胎体，钢丝帘线会锈蚀而断裂，造成轮胎早期报废，有人称内衬层透气等于子午线轮胎慢性自杀。由于子午线轮胎的胎体帘线层数少，比较薄，而且帘线呈径向排列，为防止水和空气透入胎体，所以子午线轮胎的内衬层要比斜交胎内衬层加厚，载重子午线轮胎的内衬层厚度一般为5-7mm左右。胶料特点内衬层胶一些技术先进生产厂家生产的轿车子午线轮胎内衬层一般采用1-2中胶，全钢丝载重子午线轮胎多采用2-3种胶。靠近胎体帘布层用的胶，其性能与帘布层胶差不多，要求有较好粘合性。为防止在硫化过程中这种胶移动到胎里区，又要防止轮胎在使用过程中产生脱层，一般要求这种胶的粘度比钢丝帘布胶高一些，一般高10度左右。大部分厂家要求采用帘布层胶来作第一层胶片，只是在混炼过程中少一段混炼提高粘度。内衬层胶在工艺加工过程中要求比较严格，胶料中不能有杂质，混炼要均匀不能有药粒子，胶片压延时不能有气泡，否则容易透气。 9 全钢丝子午胎与斜交胎相比不足点 9.1全钢丝子午胎比斜交胎储存运输难度大。9.1.1成品胎一定要在库房内存放，不能露天存放，以免雨水或潮气进入胎壳内，渗入胎体引起钢丝帘线锈蚀，使用中钢丝折断而引起轮胎爆破。9.1.2轮胎要立放，最好放在专用存放框或架上，而且要定期转动，不要斜立或平放，更不要叠摞堆放，否则，轮胎会产生变形。一旦产生变形很难恢复原形，而影响轮胎的均匀性。9.1.3在运输过程中，如果路途遥远，运输时间较长，在运输车、船内也要象上述两条一样存放。装胎卸胎过程中，严格禁止由高处往下摔，防止由于摔打冲击而引起轮胎变形。 9.2全钢丝子午胎抗超载能力较斜交胎差。全钢丝子午胎在严重超载的情况下，防水线部位会出现周向裂口。裂开后胎体钢帘线爆露在空气中会很快锈蚀断裂，导致轮胎损坏。全钢丝子午胎损坏病象中防水线裂占到30%。严重超载对子午胎来说是轮胎使用中最致命的打击。建议超载严重地区不要销售钢丝胎，如山西、河北、福建等地区的货运市场超载严重不宜使用钢丝胎，上述三省退赔胎中防水线分别占到50%、50%、35.8%。9.3全钢丝子午胎对路况要求较为苛刻。全钢丝子午胎胎体为一层钢帘线较为柔软，在差路面行驶时胎体变形大，变形频率高，轮胎过度疲劳易早期损坏。另外，全钢胎被刺伤或刺穿后易出现爆破。全钢丝子午胎最理想的行驶路面依次为高速公路、一级公路、二级公路。所以全钢丝子午胎尽量选择路况好的省份销售，如浙江、广东、江苏、山东等省份。9.4全钢丝子午胎对车型要求也较斜交胎严格。全钢丝子午胎在使用中对车辆的平衡性要求较斜交胎要高的多。因为全钢丝子午胎胎体较柔软，如果车辆平衡性差将会导致轮胎受力不均，胎体变形大易出现早期肩部爆破（一般称为拉链式爆破）。如东北地区货车车型就不理想，箱式货车很少，所以东北地区全钢胎损坏病象中肩部爆破占到43%。全钢丝子午胎最理想的车型依次为豪华大巴、普通客车、箱式货车、集装箱拖车等。9.5全钢丝子午胎比斜交胎生产工艺难度大的多。由于全钢丝子午胎生产工艺复杂，所以全钢胎损坏后修补难度大，目前我国全钢胎修补技术尚未成熟。六、 子午线轮胎优越性介绍1、 子午线轮胎耐磨性好（即耐磨耐用，耐磨性能较斜交胎提高60-120%）。子午线轮胎的带束层刚性高、角度小使每根帘线的长度比胎面的接地长度长，使轮胎滚动时移动小。当汽车转弯时扭转方向盘的角度小，可减少轮胎侧滑。从试验结果看子午线轮胎周长比斜交胎长（在负荷下）。另外欧洲对滚动周长的标准采取的常数不同，子午线轮胎的常数是3.05，斜交胎是2.99，这表明子午线轮胎滚动周长比斜交胎长，使子午线轮胎在滚动时移动少。Cr=FDCr滚动周长 F常数 D轮胎外直径轮胎移动性越大，耐磨性越差。斜交胎滚动胎面接地时就发生蠕动和滑动，使胎面容易磨损，子午线轮胎却没有或很少有这种移动，因此其耐磨性能比斜交胎提高60-120%。2、 子午线轮胎的滚动阻力小（降低油耗）子午线轮胎的滚动阻力比斜交胎低20%左右，一般节油6%左右，同时子午线轮胎的胎体柔软，不论用那种纤维帘线排列一般都是90度，在行驶中帘线之间没有剪切应力，尤其是钢丝胎体只有一层更没有剪切应力，因此胎体的滞后损失很小，另外胎面对地面的蠕动小也降低了滚动阻力，从子午线轮胎的力学性来看，就有利于减少滚动阻力。3、 子午线轮胎牵引力和刹车性能好子午线轮胎牵引能力和刹车性能比斜交能力提高10%和20%，这主要是由于子午线轮胎结构所引起的，但与胎面配方、胎面花纹及路面情况也有关。子午线轮胎的接地形状与接地面的压力较均匀，另外子午线轮胎带束层