1、 輪胎的功能
載重汽車輪胎是汽車彈性懸掛元件的重要組成部分,某型載重汽車近百噸的重量就由幾個輪胎組承受,輪胎組成為汽車和地面之間力傳遞部件,不但在服役過程中保證汽車安全行駛和剎車,還必須吸收汽車顛簸過程中產(chǎn)生的巨大能量和沖擊作用,承受汽車頻繁剎車過程中的交變應(yīng)力作用和熱歷程。因此載重汽車輪胎是受力狀況最復(fù)雜、使用條件最苛刻、結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜的橡膠制品,其性能好壞將直接影響行駛安全。
輪胎主要有4大功能:
1、 承載功能:承受車體、乘坐人員以及貨物重量的功能。
2、 牽引制動功能:將發(fā)動機或制動器的功率傳遞到路面,使車體起動或制動。
3、 操縱穩(wěn)定功能:根據(jù)操縱改變或保持車輛行駛方向。
4、 乘坐舒適功能:吸收從路面?zhèn)鱽淼臎_擊力,起到緩沖的功能。
2、 輪胎的構(gòu)造和分類
2.1輪胎結(jié)構(gòu)
輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶三部分組成,安裝在金屬輪輞上。外胎由胎面(胎冠)、胎肩、胎側(cè)、緩沖層(帶束層)、簾布層及胎圈組成。
1、胎面:輪胎與路面接觸的部位,緩沖層(帶束層)或簾布層以上的冠部膠層。
2、胎側(cè):輪胎側(cè)部簾布層外面的膠層,用于保護胎體。
3、簾布層:胎體中由并列掛膠簾子線組成的布層,是輪胎的受力骨架層,用于保證輪胎,使其具有必要的強度及尺寸穩(wěn)定性。
4、緩沖層(帶束層):緩沖層為斜交輪胎胎面與胎體之間的膠布層,用于緩沖外部沖擊力,保護胎體,增進胎面與簾布層之間的粘合;帶束層為子午線輪胎或帶束斜交輪胎的胎面基部下,沿胎面中心線圓周方向箍緊胎體的材料層,其主要作用在于保證冠部的周向剛性并防止輪胎外徑方向的膨脹與變形。
5、胎圈:輪胎安裝在輪輞上的部分,由胎圈芯和胎圈包布等組成。胎圈朝向胎里的一邊稱胎趾,與輪輞接觸的一邊稱胎踵。胎圈的主要作用在于將輪胎固定于輪輞之上,并在汽車運行時抵抗使外胎脫離輪輞的作用力。
2、內(nèi)胎:帶有氣門嘴的環(huán)形膠管,用于保持輪胎的充氣壓力。
3、墊帶:用于保護內(nèi)胎與輪輞的結(jié)合面,不受輪輞磨損的環(huán)形膠帶。
圖一 子午胎剖面構(gòu)造圖
2.1按輪胎的結(jié)構(gòu)分類
2.1.1子午線輪胎(RADIAL)
胎體簾線與鋼絲帶束層簾線之間所形成的角度,就像地球的子午線一樣,所以顧名思義稱為子午線輪胎。
2.1.2斜交輪胎(BIAS)
胎體簾線層與層之間,呈交叉排列,所以稱為斜交輪胎。
圖二 斜交輪胎(BIAS)與子午線輪胎(RADIAL)結(jié)構(gòu)
2.2按有無內(nèi)胎分類:
2.2.1有內(nèi)胎輪胎:
2.2.2無內(nèi)胎輪胎:無內(nèi)胎輪胎(TUBELESS)也稱真空胎,是以在輪胎的內(nèi)側(cè)貼合透氣性低的特殊橡膠(內(nèi)襯)的一體化構(gòu)造來代替使用內(nèi)胎的輪胎。
無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)點:
1、因為沒有內(nèi)胎,所以不會發(fā)生由內(nèi)胎引起的故障。
2、即使被釘子等刺穿也不容易造成快速漏氣,能夠使行駛中的事故防患于未然。
3、因為輪胎內(nèi)部的空氣直接與輪輞接觸,所以散熱性較好。
4、減少了零部件數(shù)。
無內(nèi)胎輪胎與有內(nèi)胎輪胎的斷面圖
3、 輪胎的原材料
輪胎的原材料主要有:橡膠、輪胎簾線、化合劑、胎圈鋼絲等。
2.1原料橡膠可分為天然橡膠、合成橡膠。具體牌號及特性見表一。
表一 輪胎常用橡膠材料
序號
名稱
特性
俗稱
1
天然橡膠(NR)
生熱小,不易割煉,強度高;物理機械性能和加工性能良好;生膠彈性好,不耐老化
2
丁二烯橡膠(BR)
很高的彈性,很好的耐寒性能,耐磨性能優(yōu)異,生熱低,耐屈撓性能好;加工性能差,粘著性能差;扯斷強度和撕裂強度比NR差;易割煉。
順丁橡膠
3
丁二烯/苯乙烯橡膠(SBR)
耐老化性能好(硫化速度慢);膠料粘著性較差;耐磨性和耐透氣性較好;物理機械性能和加工性能不足,易崩花掉塊,易割煉。
丁苯橡膠
4
乙烯/丙烯橡膠(EPDM)
耐老化性能優(yōu)異;自粘性和互粘性差,加工性能不好;硫化速度慢。
三元乙丙橡膠
5
異戊二烯橡膠(IR)
結(jié)構(gòu)同NR;凝膠含量低,分子量較NR小且窄
6
異丁烯橡膠(HR)
耐透氣性好;化學(xué)穩(wěn)定性高;減震性好;引入鹵素改性,解決了硫化速度慢和粘性差的缺點。
丁基橡膠
2.2輪胎簾線
增強纖維簾線:人造絲Rayon 、尼龍6、聚酯Ployester、芳綸kevlar
鋼絲簾線:鋼絲輪胎簾線包括胎體用鋼簾線和帶束層用鋼簾線。
4、 胎圈鋼絲
根據(jù)輪胎的用途及尺寸而設(shè)計的將鋼絲捆扎在一起的材料。
5、 化合劑
主要化合劑:
增強劑:碳黑;
硫磺:使橡膠具有彈性和耐久性。
硫化促進劑:促進橡膠分子和硫磺分子的結(jié)合
老化防止劑:防止橡膠的老化
龜裂防止劑:防止橡膠的龜裂。
5、輪胎的制造工藝
1、 將天然橡膠、合成橡膠、炭黑、硫磺、鋅白等原材料及化合劑進行混合的工序。
丁苯橡膠
丁基橡膠
天然橡膠
其它
填充劑
促進劑
增粘劑
硫化劑
補強劑
防老劑
增塑劑
防焦劑
配合劑
其它
6、 輪胎的標(biāo)識和術(shù)語
GB 9744-2007《載重汽車輪胎》、GB/T 2977-2008《載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負荷》規(guī)定了載重汽車輪胎規(guī)格標(biāo)識。
385/65 R 22.5 18PR 160/158 L
速度符號
負荷指數(shù)(單胎/雙胎)
層級
輪輞名義直徑(in)
子午線結(jié)構(gòu)代號
名義高寬比
名義斷面寬度(mm)
1.速度符號:速度符號代表輪胎的最高行駛速度,以拉丁字母表示。
最高行駛速度110km/h
負荷指數(shù)160
圖三 速度符號標(biāo)識
如載重子午線輪胎上標(biāo)有“160K-158L-130PSI”。160是輪胎的負荷指數(shù)(LI)、K是速度符號,表示最高行駛速度110km/h時,輪胎負荷能力(TLCC)為4500kg。158L表示最高行駛速度120km/h時,輪胎負荷能力(TLCC)為4250kg。具體每個字母所相對應(yīng)的速度值,要查國際統(tǒng)一的“速度符號與相應(yīng)速度值對應(yīng)表”(表一)。PSI英文全稱為Pounds per square inch,表示每平方英寸上的壓力。根據(jù)計算公式1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=14.696磅/英寸2(psi),130PSI約為9.5 bar大氣壓。 表一 速度符號與最高行駛速度對應(yīng)表
速度符號
最高行駛速度km/h
速度符號
最高行駛速度km/h
GB 9744規(guī)定
GB 2977規(guī)定
TRA和ISO規(guī)定
ETRTO規(guī)定
GB 9744規(guī)定
GB 2977規(guī)定
TRA和ISO規(guī)定
ETRTO規(guī)定
B
-
50
-
-
N
140
140
140
140
C
60
60
-
-
P
150
150
150
150
D
65
65
-
-
Q
160
160
160
160
E
70
70
-
-
R
170
170
170
170
F
80
80
-
-
S
180
180
180
180
G
90
90
-
90
T
190
190
190
190
J
100
100
-
100
U
-
200
200
200
K
110
110
-
110
H
-
210
-
210
L
120
120
120
120
V
-
-
-
240
M
130
130
130
130
2.負荷指數(shù):輪胎負荷指數(shù)是在規(guī)定的使用條件下允許輪胎承載的最大負荷,即輪胎在一定的行駛速度和相應(yīng)充氣壓力時的最大載重量。在輪胎胎側(cè)上標(biāo)為“160/158”,表示單胎負荷指數(shù)為160,相當(dāng)于載重量為4500Kg;雙胎負荷指數(shù)為158,相當(dāng)于載重量為4250Kg。但負荷指數(shù)的每個數(shù)字相對應(yīng)的載重量要查《負荷指數(shù)(LI)和輪胎負荷能力(TLCC)對應(yīng)表》。
表二 負荷指數(shù)(LI)和輪胎負荷能力(TLCC)對應(yīng)表
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
0
45
40
140
80
450
120
1400
160
4500
200
14000
240
45000
1
46.2
41
145
81
462
121
1450
161
4625
201
14500
241
46250
2
47.5
42
150
82
475
122
1500
162
4750
202
15000
242
47500
3
48.7
43
155
83
487
123
1550
163
4875
203
15500
243
48750
4
50
44
160
84
500
124
1600
164
5000
204
16000
244
50000
5
51.5
45
165
85
515
125
1650
165
5150
205
16500
245
51500
6
53
46
170
86
530
126
1700
166
5300
206
17000
246
53000
7
54.5
47
175
87
545
127
1750
167
5450
207
17500
247
54500
8
56
48
180
88
560
128
1800
168
5600
208
18000
248
56000
9
58
49
185
89
580
129
1850
169
5800
209
18500
249
58000
10
60
50
190
90
600
130
1900
170
6000
210
19000
250
60000
11
61.5
51
195
91
615
131
1950
171
6150
211
19500
251
61500
12
63
52
200
92
630
132
2000
172
6300
212
20000
252
63000
13
65
53
206
93
650
133
2060
173
6500
213
20600
253
65000
14
67
54
212
94
670
134
2120
174
6700
214
21200
254
67000
15
69
55
218
95
690
135
2180
175
6900
215
21800
255
69000
16
71
56
224
96
710
136
2240
176
7100
216
22400
256
71000
17
73
57
230
97
730
137
2300
177
7300
217
23000
257
73000
18
75
58
236
98
750
138
2360
178
7500
218
23600
258
75000
19
77.5
59
243
99
775
139
2430
179
7750
219
24300
259
77500
20
80
60
250
100
800
140
2500
180
8000
220
25000
260
80000
21
82.5
61
257
101
825
141
2575
181
8250
221
25750
261
82500
22
85
62
265
102
850
142
2650
182
8500
222
26500
262
85000
23
87.5
63
272
103
875
143
2725
183
8750
223
27250
263
87500
24
90
64
280
104
900
144
2800
184
9000
224
28000
264
90000
25
92.5
65
290
105
925
145
2900
185
9250
225
29000
265
92500
26
95
66
300
106
950
146
3000
186
9500
226
30000
266
95000
27
97.5
67
307
107
975
147
3075
187
9750
227
30750
267
97500
28
100
68
315
108
1000
148
3150
188
10000
228
31500
268
100000
29
103
69
325
109
1030
149
3250
189
10300
229
32500
269
103000
30
106
70
335
110
1060
150
3350
190
10600
230
33500
270
106000
31
109
71
345
111
1090
151
3450
191
10900
231
34500
271
109000
32
112
72
355
112
1120
152
3550
192
11200
232
35500
272
112000
33
115
73
365
113
1150
153
3650
193
11500
233
36500
273
115000
34
118
74
375
114
1180
154
3750
194
11800
234
37500
274
118000
35
121
75
387
115
1215
155
3850
195
12150
235
38750
275
121000
36
125
76
400
116
1250
156
4000
196
12500
236
40000
276
125000
37
128
77
412
117
1285
157
4125
197
12850
237
41250
277
128500
38
132
78
425
118
1320
158
4250
198
13200
238
42500
278
132000
39
136
79
437
119
1360
159
4375
199
13600
239
43750
279
136000
3.層級:層級(PR)表示輪胎在規(guī)定使用條件下所能承受的最大允許負荷的特定強度指標(biāo),這是傳統(tǒng)的表示方法,層級并不代表實際的簾線層數(shù),只代表近似于棉簾線層數(shù)所承受的強度。例如,18PR層級(或表示為16PR)全鋼絲子午線輪胎,實際胎體鋼絲簾線只有1層,它近似于同規(guī)格16層棉簾線斜交胎的強度。
4.高寬比:輪胎斷面高度與斷面寬度的比值。用百分數(shù)表示的高寬比稱“扁平率”。
寬度385毫米
高寬比65%
子午線輪胎
輪轂直徑22.5英寸
無內(nèi)胎標(biāo)志
輪輞代號
E4認證標(biāo)志
圖二
比如標(biāo)注為385/65 R22.5的輪胎,表示輪胎的端面寬度是385毫米,扁平率(也稱高寬比)65%,是子午線輪胎(用R表示),輪轂直徑是22.5英寸。非子午線輪胎以B或D代替R字。如果輪胎的標(biāo)注沒有斜杠,則寬度是以英寸表示的。TUBELESS為無內(nèi)胎標(biāo)志,RIM 11.75 的意思是輪輞代號11.75,輪輞規(guī)格就是8.0*20,E4 為E4認證標(biāo)志。
5.子午線輪胎代號:在輪胎的規(guī)格標(biāo)志中加有“R”字樣表示子午線輪胎!癛”是英文“RADIAL TYPE”的第一個大寫字母。
6.無內(nèi)胎標(biāo)識:目前國內(nèi)生產(chǎn)的內(nèi)銷有內(nèi)胎子午線輪胎一般不作標(biāo)志,引進技術(shù)生產(chǎn)的或供出口輪胎子午線輪胎用英語標(biāo)明“TUBE TYPE”(有內(nèi)胎輪胎),簡稱“TT”。無內(nèi)胎子午線輪胎要在胎側(cè)上用漢字標(biāo)明“無內(nèi)胎輪胎”字樣。出口胎或引進技術(shù)生產(chǎn)的輪胎用英語標(biāo)明“TUBE LESS”(無內(nèi)胎輪胎),簡稱“TL”。
圖一 輪胎標(biāo)識
花紋代碼
全鋼子午胎
圖四
5、輪胎的特性
1、經(jīng)濟性:耐磨損性、減少滾動阻力
2、安全耐久性:耐外傷、耐沖擊性、耐疲勞性、耐熱性
3、舒適性:輪胎的噪音低、振動小
4、環(huán)境性:通過節(jié)省能源減少二氧化碳的排放
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