畢業(yè)設計（論文）-子午線輪胎的設計

1、畢 業(yè) 設 計（論文）（說 明 書）題 目： 子午線輪胎的設計 姓 名： 趙永賓 編 號： 20102001737 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文）摘要隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，我國汽車擁有量越來越多，高速公路里程越來越長，汽車速度越來越高，在這種新形勢下，對汽車輪胎的各項性能也提高了要求，以便使汽車的行駛舒適性、安全性得到人們的認同，同時也令輪胎的經(jīng)濟性更容易讓人接受。21世紀是以高科技為中心的環(huán)保世紀，世界各大輪胎公司投入巨資，不斷開發(fā)新產(chǎn)品、新技術，企業(yè)間的競爭已由傳統(tǒng)的產(chǎn)品競爭轉化為科技實力的較量，也就是創(chuàng)新能力的競爭，這已成為企業(yè)發(fā)展的主要動

2、力。只有依靠產(chǎn)品創(chuàng)新、技術創(chuàng)新，才能在激烈的競爭中搶先占據(jù)科技制高點，并推動著世界輪胎的技術進步。從整體發(fā)展史看，輪胎的發(fā)展與國家的整體國民經(jīng)濟、汽車工業(yè)、道路乃至政策、法規(guī)有密切相關。子午線輪胎已是輪胎工業(yè)的主流產(chǎn)品，世界輪胎子午化率已達90%，發(fā)達國家已達到或接近100%；在我國子午線輪胎仍處于逐步取代斜交胎的發(fā)展期，成為新興產(chǎn)業(yè)。子午線輪胎因結構科學合理，使受力改善，比斜線輪胎具有許多優(yōu)良的性能。本文介紹了子午線輪胎在我國的發(fā)展歷程和發(fā)展方向，并對子午線輪胎的結構組成和其優(yōu)越性進行了研究分析，并獨立完成了對轎車子午線輪胎的設計。關 鍵 詞：子午線輪胎，扁平化，無內(nèi)胎化，帶束層，簾布線，輪

3、胎花紋ABSTRACTWith the rapid development of the automotive industry, car ownership in China is more and more highway mileage is getting longer and longer, more and more high-speed car, car tires also improve the performance of the requirements in this new situation, , in order to get people's ident

4、ity, the car's ride comfort, safety tires also make the economy more easily acceptable.The 21st century is a high-tech center of environmental century, the world's major tire companies invested heavily, and constantly develop new products, new technologies, competition among enterprises has

5、been the traditional product competition into the contest of scientific and technological strength is the ability to innovatethe competition, which has become the main driving force for the development of enterprises. Only rely on product innovation, technological innovation can be the first to occu

6、py the technological high ground in the fierce competition, and to promote the technical progress of the world tire.From the whole history of the development of the tire development is closely related to the country's overall national economy, the automotive industry, roads and even policy and r

7、egulations. Radial tire is the tire industry's mainstream products, world radialization rate has reached 90%, developed countries have reached or are close to 100%; radial tires in China is still in the development period, gradually replace bias tires and emerging industries. Radial tires scient

8、ific and reasonable structure, so that the force has many excellent performance improvement than slash tires.This article describes the radial tire in the history and development direction of China's development, and the structure and composition of the radial tire and its superiority to the res

9、earch and analysis, and independently completed the design of passenger car radial tires.KEY WORDS: radial ply tyre, the flattening, the tubeless type,belted layer, the curtain wiring, the tire treadIII 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文）目錄摘要IABSTRACTII第一章 緒論5第2章 我國子午線輪胎的發(fā)展歷史與前景52.1我國子午線輪胎的發(fā)展歷史52.2子午線輪胎的發(fā)展方向72.2

10、.1扁平化82.2.2無內(nèi)胎化的優(yōu)點9第3章 子午線輪胎的結構特征143.1子午線輪胎的分類153.2子午線輪胎的結構153.2.1載重子午線輪胎的結構15圖3-3子午線胎的結構與剛性對比圖173.23子午線輪胎結構特點171.子午線胎的變形特點173.2.3轎車子午線輪胎的結構183.3子午線輪胎與斜交胎結構的差異203.4子午線輪胎的性能224.1子午線輪胎骨架材料的性能254.2子午線輪胎骨架材料的分類26第五章轎車子午線輪胎結構的設計285.1轎車子午線輪胎負荷的計算285.2轎車子午線輪胎斷面輪廓的設計特點295.2.1子午胎外直徑D和斷面寬B的確定295.2.2子午線輪胎斷面最寬點

11、半徑(水平軸)的確定305.2.3 胎圈間距的選取 胎圈間距C一般選用與輪輞寬相等,或選用小于輪輞寬度,但不超過1525mm.據(jù)文獻介紹C小于輪輞寬度可提高輪胎耐磨性,并增大側向剛性,胎圈間距C與斷面寬B之比C/B轎車胎為0.70.8,載重胎為0.70.75。 5.2.4 斷面高與斷面寬之比H/B315.2.5輪胎行駛面弧度與寬度的確定315.3轎車子午線輪胎帶束層的設計325.3.1 帶束層結構形式的類型325.3.2轎車子午線輪胎帶束層層數(shù)、角度、密度335.4轎車子午胎胎體簾線的選擇345.5轎車子午胎胎圈結構345.6轎車子午胎胎面花紋的設計355.6.1輪胎花紋的作用355.6.2

12、轎車子午線輪胎胎面花紋365.6.3 轎車子午胎胎肩花紋的設計395.6.4 子午胎花紋溝深度、夠寬、角度、形狀的設計39第六章 總結40參考文獻42致謝43第一章 緒論隨著我國汽車工業(yè)、高速公路的發(fā)展，大大促進了子午線輪胎的市場需求，外資企業(yè)、國有企業(yè)、民營企業(yè)加大了子午線輪胎的生產(chǎn)建設，從而使子午線輪胎發(fā)展迅速，超出了原“十五”規(guī)劃的設想。千里之行始于足下，作為汽車行駛時與地接觸的重要部件，汽車輪胎的重要性不言而喻。汽車輪胎既起到承載全車重量的作用，也起到避震和緩沖的作用。它也是全車最重要的部件，對汽車的駛性、通過性、環(huán)保性、舒適性和安全性有直接影響。尤其在安全性方面，一旦行駛中輪胎出現(xiàn)故

13、障，輕則汽車停駛，重則發(fā)生事故。因此，對輪胎的認識很重要。在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。輪胎是汽車行駛系統(tǒng)的重要部件，就像我們穿的鞋，除了根據(jù)使用功能來正確選擇外，還要懂得如何去護理。而輪胎的種類又有多種，按照結構劃分為斜交線輪胎、子午線輪胎，從設計上講，斜交線輪胎有很多局限性，如由于交叉的簾線強烈摩擦，使胎體易生熱。許多新技術往往都是通過半鋼子午線輪胎，尤其是轎車子午線輪胎體現(xiàn)的。胎面花紋的設計，胎體材料的選擇，各種新合成橡膠的應用，膠料配方的變化、冠帶層結構與材料的進展，胎圈結構的新花樣等等，國外輪胎都有許多值得借鑒的東

14、西。因此加速了胎紋的磨損，且其簾線布局也不能很好地提供優(yōu)良的操控性和舒適性；而子午線輪胎中的鋼絲帶則具有較好的柔韌性以適應路面的不規(guī)則沖擊，又經(jīng)久耐用，它的簾布結構還意味著在汽車行駛中有比斜交線小得多的摩擦，從而獲得了較長的胎紋使用壽命和較好的燃油經(jīng)濟性。同時子午線輪胎本身具有的特點使輪胎無內(nèi)胎成為可能。無內(nèi)胎輪胎有一個公認優(yōu)點，即當輪胎被扎破后，不像有內(nèi)胎的斜交線輪胎那樣爆裂，而是使輪胎能在一段時間內(nèi)保持氣壓，提高了汽車的行駛安全性。另外，和斜交線輪胎比，子午線輪胎還有更好的抓地性。因此， 下面我們所談的輪胎僅指目前轎車所普遍使用的子午線輪胎。第2章 我國子午線輪胎的發(fā)展歷史與前景2.1我國

15、子午線輪胎的發(fā)展歷史回顧世界輪胎工業(yè)發(fā)展史，如以1845年制造出生膠實心輪胎算起，已有160年歷史，如從1865年用實心橡膠輪胎（硫化）代替力車胎鐵輪計起，也有140年歷程。到1885年，鄧祿普發(fā)明有內(nèi)胎的充氣輪胎，成為世界輪胎的第一次技術革命；1948年，米其林發(fā)明了子午線輪胎，成為輪胎的第二次技術革命，分別相距40年和60多年。西歐發(fā)達國家完成輪胎100%子午化率（1990年）約用了40年時間，美國起步較晚，于2000年完成，用了31年。日本目前子午化率也在95%以上，約用了35年。韓國起步更晚（1975年），至今也在90%以上。全世界平均用了50多年?，F(xiàn)在為90%。 1948年，法國米其

16、林輪胎公司試制生產(chǎn)了全世界第一條全鋼絲子午線輪胎。子午線輪胎的發(fā)明是輪胎工業(yè)中的一場革命，已成為汽車輪胎發(fā)展的新方向！ 但到1980年，生產(chǎn)不到1萬條，至2003年，全國生產(chǎn)子午線輪胎已達7500萬條（其中全鋼載重1100萬條），子午化率約為47%，汽車輪胎已達60%以上，若與日本發(fā)展速度類似，即用35年時間，于2015年將實現(xiàn)汽車輪胎子午化率達到95%。我國研發(fā)子午線輪胎始于20世紀60年代中， 已有近40 年的歷史。與國外相比，我國起步并不晚，幾乎與美、日、俄同期起步，但進展緩慢，步履艱難。直到 80年代后期，國家下決心大力支持子午線輪胎發(fā)展，并取得較大的進展，為我國加速發(fā)展子午線輪胎打下

17、了良好的基礎。縱觀我國子午線輪胎的發(fā)展經(jīng)歷，大體可概括為：60 年代起步，70 年代緩慢前進，80 年代加快步伐，90 年代以后迅速發(fā)展。從整體發(fā)展史看，輪胎的發(fā)展與國家的整體國民經(jīng)濟、汽車工業(yè)、道路乃至政策、法規(guī)有密切相關。我國龐大的汽車需求量促進了輪胎行業(yè)的快速增長，2007年1-8月中國輪胎產(chǎn)量為3.3836億條，同比增長23%，子午線輪胎產(chǎn)量為1.53億條，同比增長36.7%。子午線輪胎達到輪胎總量的45%。表明我國輪胎構架正在向追求高品質和高附加值方向轉變。從上市公司的情況來看，2007年前三個季度車用輪胎分別實現(xiàn)主營業(yè)務收入1993291萬，同比增長30.10%，實現(xiàn)利潤總額608

18、82萬，同比增長243.74%。利潤增速均高于收入增速，行業(yè)整體發(fā)展狀況良好。車用輪胎行業(yè)，凈利潤增長達到146.2%，盈利能力明顯超過洗滌行業(yè)，隨著我國巨大的汽車保有量和持續(xù)增長的汽車消費而迎來了又一發(fā)展階段，帶來了車用輪胎企業(yè)發(fā)展機會。 競爭現(xiàn)狀：我國輪胎企業(yè)主要分為國有、合資/獨資、民營等三大類，企業(yè)在機制、技術、產(chǎn)品、資金、營銷方面各有千秋。國有企業(yè)基礎雄厚，但除少數(shù)企業(yè)外，大部分步履蹣跚，受體制制約因素發(fā)展緩慢;合資/獨資企業(yè)具有資金、管理、技術等方面的優(yōu)勢，但大多重心放在中高端產(chǎn)品，除轎車、輕載等半鋼子午胎外，其他品種并不占有規(guī)模優(yōu)勢;民營企業(yè)依靠機制靈活，進步很快，但技術和營銷網(wǎng)

19、絡方面的實力稍遜一籌。21世紀是以高科技為中心的環(huán)保世紀，世界各大輪胎公司投入巨資，不斷開發(fā)新產(chǎn)品、新技術，企業(yè)間的競爭已由傳統(tǒng)的產(chǎn)品競爭轉化為科技實力的較量，也就是創(chuàng)新能力的競爭，這已成為企業(yè)發(fā)展的主要動力。只有依靠產(chǎn)品創(chuàng)新、技術創(chuàng)新，才能在激烈的競爭中搶先占據(jù)科技制高點，并推動著世界輪胎的技術進步。 2011年輪胎行業(yè)出現(xiàn)前所未有的繁榮局面，業(yè)內(nèi)人士定義為行業(yè)“井噴”。2011年輪胎產(chǎn)量6.55億條，同比增長18%。輪胎行業(yè)“井噴”主要原因是汽車行業(yè)快速增長。2011年中國汽車產(chǎn)量約1379萬輛，同比增長48%;同期汽車銷量約1364萬輛，同比增長46%。汽車產(chǎn)銷量均創(chuàng)歷史新高，居世界第一

20、位，遠遠高于2010年全年的產(chǎn)量增長5%、銷量增長6%的水平。此外，機械行業(yè)快速增長也是橡膠輪胎行業(yè)“井噴”的需求助力之一，2011年機械行業(yè)的生產(chǎn)總值同比大幅增長33%。2013中國子午線輪胎市場趨勢觀察研究預測報告預測, 輪胎行業(yè)在“井噴”之后，持續(xù)大幅增長的可能性較小，在汽車行業(yè)的持續(xù)增長和機械行業(yè)的景氣高位的情況下，行業(yè)整體盈利維持在較高水平，預計2013-2014兩年輪胎行業(yè)的需求增速將保持在10-15%的水平。預計2015 年輪胎總產(chǎn)量將達到21500 萬條，其中子午胎產(chǎn)量為15000 萬條，子午胎占汽車輪胎需求量的91% ，占輪胎總需求量的70% 。其中轎車輪胎子午化率達到100

21、%，輕載輪胎子午化率達 90%以上，載重輪胎子午化率達到 75%以上， 農(nóng)業(yè)輪胎子午化率約占24% ，工程及工業(yè)輪胎子午化率約占 50%?？傊词拱搭A測的數(shù)字完成， 我國要實現(xiàn)子午化還需相當長的時間， 真是任重道遠。2.2子午線輪胎的發(fā)展方向21 世紀初國外輪胎的子午化、扁平化、無內(nèi)胎化已趨于成熟。作為輪胎結構革命的換代產(chǎn)品子午線輪胎，一直發(fā)揮著它的優(yōu)異性能，但為適應世界市場競爭的需要，新產(chǎn)品研究開發(fā)速度要加快，更新?lián)Q代周期要縮短，以致各大公司每年都有重要新產(chǎn)品問世， 同時每年都有一些老產(chǎn)品被淘汰。因此輪胎子午化后，仍須清楚地認識到子午線輪胎新產(chǎn)品的研究開發(fā)和新技術的發(fā)展方向：扁平化、無內(nèi)胎

22、化等。節(jié)能輪胎、綠色輪胎、環(huán)保型輪胎創(chuàng)新產(chǎn)品的發(fā)展。2.2.1扁平化1、扁平化的含義現(xiàn)在輪胎日漸扁平化。就是指輪胎的橫截面日漸增大，而輪圈和胎肩這段長度逐漸變短。這個變化用“扁平比”來表示。輪胎的輪廓是由扁平率決定的，扁平率也叫高寬比，即輪胎胎壁（橫截面高度）高度占胎寬（橫截面寬度）的百分比。所謂“扁平比”，指的是從輪胎的斷面測量最大的寬度與輪圈至胎面的高度的比值。就拿現(xiàn)在比較常用的18560R14來說，這里的60就是扁平比，而185就是輪胎的橫截面的長度?，F(xiàn)在的趨勢就是185所代表的橫截面增大，它的變化導致60所代表的扁平比也在增大。由于子午線結構的輪胎簾線方向是徑向排列的，所以胎側柔軟剛性

23、低， 而影響了輪胎的側向穩(wěn)定性，因此降低斷面高或增加斷面寬即 H/B趨于扁平化對子午線輪胎體現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性。輪胎斷面的高寬比=斷面高H/斷面寬B，也叫作扁平比。2、扁平化的優(yōu)點輪胎日漸扁平化正好符合人們對安全性的要求。扁平比大的輪胎的好處就是：（1）同樣直徑的輪胎，低斷面輪胎接地面積大，所以制動力更強，更安全。（2）安全行高，它的抓地就比較牢固，而且也不容易爆胎。 （3）低斷面輪胎行使時的變形量小，曲折生熱少，輪胎壽命更長。（4）散熱好，對提高汽車行駛平順性、轉向操縱穩(wěn)定性都有幫助。（5）行使變形量小，阻力小，汽車也更省油，高速性能更好。（6）減小輪胎噪音。（7）增加了車行駛時的穩(wěn)定性，這樣

24、車的操控性也增加了。3、低斷面輪胎的發(fā)展趨勢轎車輪胎：現(xiàn)在由70、60系列向55、50、45、35、25系列等發(fā)展載重輪胎：由80系列向65、60、45系列等方向發(fā)展圖2-1 普通輪胎與子午胎的比較從汽車的發(fā)展歷史來看，20世紀初的汽車輪胎橫截面幾乎是園形，胎壁與胎寬一樣，因此扁平率為1。一直到二次大戰(zhàn)后才出現(xiàn)了扁平率1以下的輪胎，有了稍微扁平的輪胎；60年代初美國出現(xiàn)了扁平率0.8的輪胎，60年末則出現(xiàn)了扁平率0.7的輪胎。現(xiàn)在興起的低扁平化輪胎與地面接觸面大，抓地力強，除了具有操縱穩(wěn)定性好外，還具有高速耐久力好和制動力好的優(yōu)點，因為扁平輪胎不容易產(chǎn)生“駐波”。“駐波”是一種導致輪胎變形的物

25、理現(xiàn)象，“駐波”越多輪胎變形越大。扁平輪胎具有較強的制動能力，這是因為低扁平化輪胎通常需要大直徑的輪圈來配合，較大的輪圈可以容納更大尺寸的制動盤（鼓），制動盤（鼓）直徑越大，制動力就越大。但同時低扁平化輪胎內(nèi)的空氣層厚度小，緩沖和減震相對減弱，導致舒適性較差，因此需要相應的懸掛結構來配合?，F(xiàn)在的轎車普遍用子午線真空輪胎（無內(nèi)胎輪胎），商用汽車也普遍使用子午線輪胎，扁平化輪胎的優(yōu)越性已被人們認識，輪胎向扁化方向發(fā)展是一個必然趨勢。2.2.2無內(nèi)胎化的優(yōu)點無內(nèi)輪胎外觀與有內(nèi)胎輪胎相似，無內(nèi)胎輪胎也就是輪胎里面沒有內(nèi)胎。其實，無內(nèi)胎輪胎并不是沒有內(nèi)胎，它只不過是把內(nèi)胎，更科學、更進步地用另外一種材料

26、、另外一種方法和外胎溶為了一體。圖2-1 無內(nèi)胎子午線輪胎的構造由于這種輪胎沒有內(nèi)胎，因此要求胎圈載不同之處是內(nèi)壁上有專門為密封的橡膠自粘層。如桑塔納轎車輪胎穿孔時必須具有良好的密封性自粘層，能自行將刺穿的孔粘合。在胎圈上做若干道環(huán)形槽紋，在輪胎內(nèi)空氣壓力作用下，這些槽紋能使胎圈可靠地貼緊在輪銅邊緣上，以保證輪胎與輪輔之間的氣密性。當然也有些無內(nèi)胎輪胎的胎圈處是光滑而沒有槽紋的。 圖2-2 無內(nèi)胎子午線輪胎的構造無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)點是：它的氣密性較好，能保證長期不漏氣，輪胎工作溫度較低，使用壽命長，結構簡單，質量輕，行駛中發(fā)生輪胎穿孔時，壓力不會急劇下降，仍能保證安全行駛，只有在輪胎爆破時才會失效

27、。因此，從安全角度講，真空胎是高速行車最為理想的輪胎。無內(nèi)胎輪胎的缺點是：途中修理困難。此外，自粘層只有在穿孔尺寸在小范圍時能自行帶合穿孔，尺寸稍大些便難以黏合；當外界氣溫過高時，自粘層可能會軟化而出現(xiàn)流動，從而破壞輪胎的平衡?？傮w來說，無內(nèi)胎輪胎是汽車運輸發(fā)展的趨勢，是高速公路發(fā)展的需要，相對傳統(tǒng)有內(nèi)胎輪胎具有以下優(yōu)點： 1、無內(nèi)胎輪胎因沒有內(nèi)胎、墊帶、壓圈磨擦生熱少；2、無內(nèi)胎輪胎本身散熱快，磨耗低、壽命長； 3、無內(nèi)胎輪胎行使面寬，加速制動效果好； 4、無內(nèi)胎輪胎重量輕、減少了整車自重、增加載重量； -5、無內(nèi)胎輪胎節(jié)油、滾動阻力小； 6、無內(nèi)胎在被異物刺穿后，氣壓不會迅速消失，仍能行駛

28、幾十公里圖2-2 有內(nèi)胎與無內(nèi)胎的比較7、提高車輛行駛安全性，同時容許輪胎得到更換和修補。由于無內(nèi)胎行駛面寬，接地面積大，地面附著性好， 縮短制動距離，轉向穩(wěn)定性高，安全更有保證。8、安全性能更佳。由于沒有內(nèi)胎/墊帶，加之接地面更加穩(wěn)定，運行時無內(nèi)胎輪胎生熱少，散熱快。9、運行更加安全。無內(nèi)胎輪胎斷面低，外直徑小，可降低卡車輛重心?？山档蛙囬T入口高度， 使顧客上下車更加安全方便。10、無內(nèi)胎輪胎比有內(nèi)胎鋼絲胎節(jié)油3%5%；無內(nèi)胎輪胎一般比斜角胎節(jié)油8%10%；輪輞類型配用輪胎高速公路普通公路耗油量（%）節(jié)油率（%）耗油量（%）節(jié)油率（%）5.5OF-167.50-16有內(nèi)胎13.15013.7

29、8017.5*6008R17.5無內(nèi)胎11.7110.112.459.887.50V-2010.00-20有內(nèi)胎23.81026.360圖2- 無內(nèi)胎輪胎的節(jié)油優(yōu)勢11、無內(nèi)胎輪胎輪胎被刺穿可以繼續(xù)運行。圖2-3 全鋼載重有內(nèi)胎與無內(nèi)胎的結構差異無內(nèi)胎輪胎因具有優(yōu)異的高速性、舒適性、安全性和經(jīng)濟性，在歐洲的使用率已達90%。但由于國內(nèi)用戶對這種高性能輪胎普遍缺乏認識，因此國內(nèi)生產(chǎn)的無內(nèi)胎胎仍以出口為主，內(nèi)銷量不到30%。在全國輪胎輪輞標準化技術委員會主辦的高性能汽車無內(nèi)胎輪胎推介高層論壇上，與會代表一致認為，輕質、節(jié)油、高速、安全的無內(nèi)胎符合節(jié)約型社會的要求，大力推廣，勢在必行。 從經(jīng)濟性看，

30、無內(nèi)胎子午胎負荷能力大；降低了原材料，特別是橡膠、鋼絲等使用量；減少了各部件之間的摩擦，降低了早期磨損程度；可翻新次數(shù)多，行駛里程高，使用壽命長，可減少廢輪胎對環(huán)境的污染；同時由于行使面寬，磨損較均勻，從而延長了輪胎的使用壽命；在相同受損程度下修補更容易。 從環(huán)保方面看，由于無內(nèi)胎輪胎接地壓力均勻，可減少對路面的破壞；其滾動阻力小，因而可有效節(jié)油，減少尾氣排放量，降低震動噪音，從而減少對環(huán)境的污染。 從安全性看，由于無內(nèi)胎輪胎生熱少，散熱快，車輛行駛更安全，因而可有效降低爆胎的風險避免交通事故的發(fā)生，減少財產(chǎn)損失以及人員傷亡。此外，無內(nèi)胎載重胎被刺扎后，漏氣緩慢，仍可繼續(xù)行駛一段距離，也可有效

31、降低事故率。2.2.3 無內(nèi)胎輪胎使用中注意的幾個方面1.必須保持規(guī)定的氣壓無內(nèi)胎輪胎為優(yōu)質橡膠制造，彈性好，柔性強，對氣壓適應范圍大，即使胎壓很高也沒有普通車胎那種發(fā)硬的感覺，故對氣壓的檢查要用氣壓表。車胎除被扎外，無內(nèi)胎輪胎一般不會自行放氣，因此充氣時要用氣壓表進行檢查并保持規(guī)定的壓力，切不可像對普通輪胎一樣憑手感來決定是否補氣。2.無內(nèi)胎輪胎在使用中也要避免被尖硬物品刺傷、扎破，避免與酸、堿接觸，被油類沾污也會加速橡膠的分解。應保持車胎的清潔，以防橡膠老化，延長使用壽命。3.無內(nèi)胎輪胎對柏油、水泥路面的適應性較好，即使路面有水也能保持較強的附著力，具有較好的穩(wěn)定性。但對土質路面，特別是泥

32、濘路面附著力小、穩(wěn)定性差4.無內(nèi)胎輪胎拆裝時需用專用的拆裝機，無拆裝機手工裝卸易損傷胎圈，應小心輕拆裝不要使用硬具撬出輪胎。每裝一次無內(nèi)胎輪胎時需要更換新的O形圈，應把O形圈放在植物油中浸泡片刻。輪胎在充氣過程中，應用肥皂水檢查輪輞與胎圈接觸部位的O形圈，氣門墊等是否漏氣。 5.無內(nèi)胎輪胎漏氣嚴重時便加裝了內(nèi)胎，當車速達到（8090）km時速時，轉向盤出現(xiàn)抖動，這是由于加裝了內(nèi)胎而影響前輪平衡造成的。 6.汽車行駛途中發(fā)現(xiàn)輪胎被利物穿孔后，注意因密封層處于壓縮狀態(tài)緊裹著利物輪胎不漏氣，而墻利物拔除后則加速輪胎漏氣。無內(nèi)胎輪胎刺破后卸下漏氣車輪不許撬出輪胎，把水淋在輪胎上，找出輪胎的刺破處，再用

33、專用銼刀清潔刺破口，根據(jù)破口大小把橡膠彈塞裝入無內(nèi)胎補胎輪膛，從輪胎外面插入到破口，而后再將補胎輪拔除，即完成補胎。注意：使用無內(nèi)胎輪胎的摩托車最好在市區(qū)使用，不宜在郊外土路行駛。第3章 子午線輪胎的結構特征子午線輪胎簾布層內(nèi)的簾線以輪胎中心點為中心成輻射狀排列，然后在簾布上面用10°-20°(鋼皮帶內(nèi)鋼線的角度)的鋼皮帶箍住。子午線輪胎的胎體多用尼龍和人造絲制成，而卡車等載重車用于午線輪胎的胎體則多用鋼絲線層。此外，子午線輪胎因其每個部位所承受的力及功能不同，因此，所選用的膠料也不同。下面是制造子午線輪胎時每個輪胎部位根據(jù)其不同功能而選用的膠料。1.胎面膠。因為輪胎的胎面

34、要直接和路面接觸，因此，它的耐磨性要好，滾動阻力和噪聲要小，同時還要具備極好的耐熱性和耐刺性能。此外，子午線輪胎的緩沖伸張小，使胎面的承受負荷增大，特別是在較差的路面上更為明顯，因此，胎面膠還要具有良好的彈性、耐疲勞性和較高的耐老化性能。所以，胎面膠的用料是十分講究的。2.胎側膠。子午線輪胎胎側的彎曲變形比斜交胎要大的多，因此，必須選用耐彎曲變形的橡膠才行。此外，胎側在臭氧作用下很容易產(chǎn)生龜裂，同時，胎側還承受較大的機械變形，所以，胎側膠還應具有較低的定伸強度、優(yōu)良的耐疲勞和耐臭氧性能。3.帶束層膠。子午線輪胎的帶束層比斜交胎緩沖層要承受更高的剪切應力，同時，還要實現(xiàn)硬緩沖層的平緩過渡和避免胎

35、肩部位的脫空現(xiàn)象。所以，帶束層膠應具有較高的強力、耐疲勞性、耐熱性和粘合性。4.胎體簾布膠。子午線輪胎胎體的周向伸張變形和沿簾線的剪切變形比斜交胎大，因此，簾布膠應具有較高強力、耐疲勞性、耐熱性和粘合性。同時，簾布膠還應具有高度的內(nèi)聚力。5.胎肩墊膠。胎肩墊膠用以將簾布層和緩沖層端頭隔開，使硬的胎面平緩地過渡到柔軟的胎側，并轉移和吸收動態(tài)條件下集中胎肩部的應力，減少胎肩脫空的危險。由于胎肩墊膠位于高應力區(qū)，因此，應具有優(yōu)異的耐疲勞性能和良好的粘合性能。6.胎圈三角膠。為了加強胎圈部位，使胎圈能夠穩(wěn)定成形，并形成胎圈向胎例的剛性過渡，一般采用由一種硬度較大或兩種不同硬度的三角膠條來填充鋼圈和加強

36、胎圈部分的胎側，保證子午胎鋼絲圈向柔軟胎側的平緩過渡。此外，這種膠還要具有良好的粘合性能。從以上這些制造子午線輪胎所需的不同膠料即可看出，制造子午線輪胎是非常的復雜和不容易。另外，子午線輪胎的生產(chǎn)技術要求十分嚴格，必須有先進的設備、精細的原料、嚴格的工藝管理及可靠的檢測手段才行?？梢哉f，子午線輪胎是人類智慧的結晶。3.1子午線輪胎的分類 不同123半鋼絲子午線輪胎全纖維子午線輪胎胎體,帶束層全為鋼絲,且簾線只用一層。胎體為纖維,帶束層為鋼絲,簾線層數(shù)比斜交胎要少。胎體，帶束層全為纖維。類線輪胎zzzzzzzzzz，輪胎磨損壽命增加。意味著減少固體圖3-1 子午線輪胎的種類注意：斜交胎沒有鋼絲簾

37、線的，當然也就沒有全鋼或半鋼斜交胎之說。只要說“全鋼胎”或半鋼胎，那肯定是指子午胎。 3.2子午線輪胎的結構3.2.1載重子午線輪胎的結構圖3-2子午線輪胎的結構子午線輪胎主要由胎冠、胎側、胎圈三大區(qū)域組成。胎冠部分有胎面、帶束層、簾布層和胎肩墊膠；胎側部分有胎側膠、簾布層；胎圈部分有鋼絲圈、鋼絲圈填充膠、簾布層和胎圈鋼絲加強層等，輪胎的胎里一般都有氣密層。胎冠部位是指輪胎與地面接觸，在輪胎的頂部，由胎面膠、胎冠基部膠和帶束層等組成。胎肩部位是指輪胎胎冠與胎側過渡區(qū)域，包括胎冠末端、墊膠、胎體一段組成。胎肩部位是指輪胎胎冠與胎側過渡區(qū)域，包括胎冠末端、墊膠、胎體一段組成。胎圈部位指輪胎胎圈部位

38、，由胎體一段、填充膠、鋼絲補強條、尼龍補強條、胎圈鋼絲等部分組成。胎圈在輪胎結構中是應力最大的位置。胎圈部位指輪胎胎圈部位，由胎體一段、填充膠、鋼絲補強條、尼龍補強條、胎圈鋼絲等部分組成。胎圈在輪胎結構中是應力最大的位置。胎里部位指從輪胎胎趾開始，胎里的部分，主要由氣密層、氣密層過渡層組成，這部分主要與內(nèi)胎接觸。贊同 3.2.2 子午線胎的結構與剛性帶束層簾線與胎體簾線交叉排列,形成三角形,限制了變形帶束層簾線(鋼絲等)伸長小,剛性大,強度高周向變形小、剛性大、強度高的帶束層剛性胎冠帶束層簾線經(jīng)久耐用、線質好胎體簾線子午線一個方向排列，不是多層交叉排列胎體簾線層數(shù)少 、 胎壁薄充氣和負荷下的側

39、向和法向變形大，胎體柔軟柔性胎側圖3-3子午線胎的結構與剛性對比圖3.23子午線輪胎結構特點1.子午線胎的變形特點圖3-4 子午線輪胎的剛性分布圖“剛性”胎冠和“柔性”胎側在子午線輪胎整體上協(xié)同作用的結果，使子午線輪胎在內(nèi)壓、負荷和外力作用下的變形與斜交胎相比，具有二大、四小的特點。二大： 輪胎側向變形大，即在輪胎斷面寬方向上的變形大； 輪胎法向變形大，即輪胎垂直于地面方向上的變形大，胎體下沉量大。 四?。?胎冠周向變形小，即輪胎胎冠圓周方向上的變形小，也叫縱向變形小； 胎冠周向滾動變形小，即輪胎在地面每滾動一周所產(chǎn)生的胎冠周期變形??； 高速旋轉下的輪胎變形小 輪胎材料剪切變形小?？傮w來說，子

40、午胎的變形特征，決定了它的使用性能的優(yōu)越性。 3.2.3轎車子午線輪胎的結構轎車子午線輪胎一般由胎面膠、胎面下層膠、胎側膠、胎體（1-2層纖維布組成）、帶束層（二層鋼絲簾布層）、冠帶（按技術設計要有時加一至二層尼龍簾布層，以提高轎車胎的高速性能）、胎圈（由鋼絲圈、復合硬膠芯和子口護膠）、內(nèi)襯層等構成。圖3-4 轎車子午線輪胎的結構1- 硬三角膠芯；2-鋼絲圈；3-鋼絲內(nèi)包布；4-鋼絲外包布1、帶束層結構 帶束層的箍緊系數(shù) 帶束層材料的選取為提高帶束層的剛性，一般選擇破斷強力高的鋼絲簾線。 帶束層角度及角度方向帶束層角度的選取對輪胎性能有很大影響； 帶束層角度方向的搭配，要考慮各個國家交通規(guī)則而

41、異。 帶束層簾線密度、層數(shù)及結構2、帶束層簾線密度的影響主要是提高帶束層的剛性。3、一般全鋼絲子午線輪胎采用三層、四層、三層簾布加零度冠帶條的設計。2、胎體結構胎體由一層鋼絲胎體簾線構成。 胎體鋼絲簾線密度胎體鋼絲簾線密度應根據(jù)輪胎的規(guī)格，簾線的直徑、壓延的工藝性能來確定。 壓延簾布的厚度胎體簾布壓延厚度至少比胎體簾線直徑大0.8mm以上。 胎體簾線規(guī)格的選取胎體簾線要有好的耐屈撓性。 胎體簾線的角度胎體簾線的角度為90度。 胎體簾布的寬度根據(jù)輪胎的材料分布圖可計算胎體簾布的寬度。3、胎體骨架材料半鋼絲子午線輪胎胎體骨架材料主要尼龍、人造絲和聚酯簾線。4、胎圈結構胎圈部位的設計應使胎圈部位的剛

42、性由胎圈至胎側均勻過渡，避免產(chǎn)生應力集中造成胎圈部位早期損壞。 胎圈填充膠全鋼絲子午胎胎圈填充膠一般來說，普通斷面結構采用兩種膠料復合而成，而低斷面結構采用一種膠料。 鋼絲圈鋼絲圈采用單根纏繞成型，鋼絲圈形狀有六角形、圓形等形狀。 胎圈包布為了提高胎圈部位的剛性，在胎圈部位設計了胎圈鋼絲包布. 子口護膠因此為了保護胎圈部位，設計了子口護膠。3.3子午線輪胎與斜交胎結構的差異普通斜交輪胎與子午線輪胎的區(qū)別外胎主要由胎面、簾布層、緩沖層和胎圈組成。輪胎按其結構（也即胎體中簾線排列方向）的不同（如下圖所示），可以分為以下兩種：普通斜交輪胎、子午線輪胎 1、普通斜交輪胎 為有內(nèi)胎的普通斜交輪胎的構造，

43、斜交輪胎主要有胎面、簾布層、緩沖層和胎圈組成。普通斜交輪胎的簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉，且與胎面中心線呈小于90o角排列。（1）胎面： 胎面是外胎的外表層，包括胎冠、胎肩和胎側三部分。胎冠：胎冠用耐磨的橡膠制成，它直接承受摩擦和全部載荷，能減輕簾布層所受的沖擊。并保護簾布層和內(nèi)胎，以免其受到機械損傷。胎面上有各種凹凸花紋，以保證輪胎與地面的附著性能，防止輪胎滑移。輪胎胎面的花紋對汽車使用性能有非常重要的影響，因此在選用輪胎時必須足夠重視輪胎的花紋。 胎肩：胎肩是較厚的胎冠與較薄的胎側之間的過渡部分。它除了起到保護簾布層的作用外，表面一般還制有各種花紋，以利于防滑和散熱。 胎側：胎側是貼在簾

44、布層側壁的較薄的一層橡膠層，它可承受較大的扭曲變形，其作用是保護簾布層免受機械損傷和水分侵蝕。 （2）簾布層 簾布層是外胎的骨架，也稱胎體。其主要作用是承受載荷，保持外胎的形狀和尺寸，使外胎具有一定的強度。簾布層通常由多層掛膠簾線用橡膠粘合而成。為了使負荷均勻分布，簾布層數(shù)多為偶數(shù)。簾布層數(shù)越多，其強度越大，但相應它的彈性隨之降低。一般簾布層數(shù)都標在外胎的表面上。簾布材料一般有棉線、人造絲線、尼龍線和鋼絲等?，F(xiàn)在多采用聚酰胺纖維和鋼絲作簾線后，在輪胎的承載能力相同的情況下簾布層數(shù)可以減少，這樣既減少了橡膠的消耗、提高了輪胎的質量，又降低了滾動阻力，延長了輪胎的使用壽命。 （3）緩沖層 緩沖層位

45、于胎面和簾布層之間，一般用兩層或數(shù)層較稀疏的簾線和彈性較大的橡膠制成，所以其彈性較大，能緩和汽車在不平路面上行使時所受的沖擊，并防止汽車在緊急制動時胎面與簾布層脫離。 （4）胎圈 胎圈由鋼絲圈、簾布層包邊和胎圈包布組成，具有很大的剛度和強度，可使輪胎牢固地裝在輪輞上。 2、子午線輪胎 子午線輪胎的簾布層與胎面中心線呈90o角或接近90o角排列，與簾布層輪胎的子午斷面一致，很像地球上的子午線，所以稱為子午線輪胎。如圖SS040011為子午線輪胎的構造。由于簾布層的這種排列特點，使子午線輪胎簾布層數(shù)比普通斜交輪胎可減少約40%-50%。子午線輪胎的圓周方向上只靠橡膠來聯(lián)系，所以為了承受行駛時產(chǎn)生的

46、較大切向力，提高輪胎的剛性，子午線輪胎還具有若干層簾線與子午斷面呈較大角度（夾角為70-75）、強度較高、不易拉伸的周向環(huán)行的類似緩沖帶的帶束層。帶束層一般采用強度較高、拉伸變形很小的織物簾布（如玻璃纖維、聚酰胺纖維）或鋼絲簾布制造。（1)優(yōu)點 與普通斜交輪胎相比，子午線輪胎有以下優(yōu)點： 滾動阻力小，節(jié)約燃料：由于有帶束層，輪胎著地后胎冠切向變形及相對滑移比普通輪胎要小很多，而且子午輪胎胎側薄，徑向變形恢復快。這兩個特點有利于減少輪胎內(nèi)磨損，降低滾動阻力。試驗證明子午輪胎的滾動阻力比普通斜交輪胎小20%30%，可節(jié)約燃料5%10%。 胎面耐磨性好，使用壽命長：車輪滾動時，輪胎著地狐面既變形，又

47、滑移，變形促使滑移，滑移又加劇胎面磨損。由于子午線輪胎胎冠剛度大，變形小，幾乎沒有滑移，此外胎冠接地面積大，單位壓力小并且均勻，所以使胎面磨損減小。試驗證明子午輪胎的使用壽命比斜交輪胎提高30%40%。 彈性大，緩沖性好：由于子午線輪胎簾線呈徑向排列，所以車輪轉動時，輪胎垂直于地面的變形比斜交輪胎大，胎體柔軟，彈性好，所以提高了汽車行駛的平順性。 抗刺能力強：子午線輪胎因有堅硬的帶束層，所以大大增強了胎冠的抗刺能力，減少了輪胎爆胎的危險，提高了行駛的安全性。 附著力大：子午線輪胎在行駛時接地面積較大，同時由于帶束層的作用，接地壓強分布較均勻，從而提高了附著力，減少了側滑現(xiàn)象。 （2)缺點 子午

48、線輪胎的主要缺點有： 胎側較薄，容易起裂口； 胎側變形大，側向穩(wěn)定性較差； 子午線輪胎的制造要求高，成本高。 子午線輪胎與斜交胎的簾布排列如圖3-5所示圖3-5 子午線輪胎與斜交胎的簾布排列3.4子午線輪胎的性能子午線輪胎結構最基本的特點，就是帶束層和胎體簾布層中的簾線排列方向的特殊性。由于胎體層的簾線為徑向排列，是胎側非常柔軟，可良好發(fā)揮出汽車對輪胎要求的緩沖性能。帶束層的簾線接近周向排列，使輪胎滾動時周向變形很小，滾動周長幾乎保持不變，可更好地發(fā)揮牽引和制動等性能。因此，子午線輪胎的胎冠和胎側是分別獨立地各自發(fā)揮作用。正是子午線輪胎的這種特性，才帶來了它卓越的使用性能：1. 操縱穩(wěn)定性好

49、這是子午胎最主要的性能特征，是車輛安全和高速行駛的可靠保證，也是汽車行業(yè)大量選用和推廣使用子午胎的主要原因。以下從轉向情況、側向力和回正力矩等幾方面對比兩種胎的性能。 1、轉向性能 斜交胎轉向時整體發(fā)生扭轉，造成胎面部分脫離地面，接地面積減小，導致轉向性能降低。而子午胎則相反，轉彎時是胎側隨之扭轉而胎面接地面積保持不變，轉向性能良好。 輪胎類型檔位加速中止速度/(kmh-1)加速油耗/(L100km)加速時間/s加速時間/%6.50-16471.832.5640.2100.0562.026.6047.5100.06.50R16475.029.2038.796.3565.025.2044.994

50、.5圖3-6 輕型載重子午線輪胎全油門加速試驗結果輪胎類型加速時間/s加速距離/m加速效應比值/l(sm)-19.00-20-14PR66.50767.501009.00R20-14PR56.92676.83132圖3-6 載重輪胎直接檔(2060/kmh-1)加速試驗結果輪胎與路面附著是否良好，是行車安全的一個重要條件。子午胎胎體柔軟，下沉大，胎面與路面接觸面積大，接觸壓力分布均勻。此外胎冠剛性大，胎面周向滑移小，因此，胎面與路面抓著性能好，所以它的抓著力強，制動性能好，操縱穩(wěn)定性能好。子午線輪胎可以安全、高速地在高速路上行駛。2.胎面耐磨、耐刺、耐用 由于子午線輪胎胎面與胎體簾布層之間具有

51、剛性較大的帶束層，因此輪胎在路面上滾動時，周向變形小，相對滑移小。又因輪胎體的徑向彈性大，使輪胎接地面積增大，壓強減小，故胎面耐磨性強，且耐刺扎，不易爆胎。實驗證明，要從胎面打入直徑2mm的釘子，斜交胎只需196N的力就能貫穿，而子午線鋼絲胎，則需要980N的力才能貫穿它。圖3-7 子午線輪胎與斜交胎接地面印痕的對比廠牌試驗條數(shù)/條花紋深度/mm新胎里程/km一次翻新率/%主要損壞Km/mm指數(shù)M5412.077331778409114冠空爆，冠空S5413.6955109310591143冠空爆P5414.193726529223125冠空爆，冠空D5414.6994521008870120

52、D(斜交胎)5416.792285947392100圖3-8 9.00R20里程試驗結果2. 滾動阻力小，節(jié)省燃料輪胎類型汽車總量/kg輪胎氣壓/kPa滾動阻力/N滾動阻力系數(shù)/f滾動阻力降低值/%6.50R 166.50 -16 407540754504124235830.01060.014627.40圖3-9 輕型載重子午線輪胎的滾動阻力和滾動阻力系數(shù)子午胎簾線的排列方式，消除了斜交胎交叉排列層間剪切移動造成的內(nèi)部磨擦，因此生熱低，消耗能量少。此外，由于胎體簾布層數(shù)較少，胎側較薄，也便于內(nèi)部積熱的散發(fā)。 又因周向變形小，故滾動阻力比普通斜線胎小20%-30%，滑行距離多35%左右，因此，使

53、用子午線輪胎不但可提高汽車的行駛速度，還可提高汽車燃油經(jīng)濟性（一般可降低油耗6%-12%，）。4. 胎體生熱低，適應高速行駛，安全可靠 輪胎的生熱和熱破壞是輪胎在高速行駛條件下?lián)p壞的主要原因之一。由于子午胎摩擦變形小，行駛生熱低 ，胎體的簾布層少，散熱也快。因此行駛溫度比斜交胎低，比較適用于高負荷、高速度和長距離地行使。斜交輪胎的行使溫度一般比子午線輪胎高出30度左右。 5. 緩沖性能好，乘座舒適 因子午線胎體的徑向彈性大，徑向（垂直于地面方向）變形大，可以緩和不平路面的沖擊，使汽車挾順性得到改善，乘坐舒適，同時也降低了車輛受沖擊損壞的可能性，有助于延長車輛的使用壽命。表3-10的測定結果表明

54、，在胎面花紋型式相同的條件下，子午線輪胎的噪音也低于斜交輪胎。 輪胎類型花紋型式噪音/dB40/(kmh-1)50/(kmh-1)60/(kmh-1)70/(kmh-1)斜交輪胎煙斗77.174.481.485.9半鋼子午胎煙斗70.973.377.180.8全鋼子午胎條形69.170.073.375.0圖3-10 載重子午線輪胎在EQ-140汽車上的噪音測定結果第四章 子午線輪胎骨架材料的性能和分類4.1子午線輪胎骨架材料的性能骨架材料（簾線）是輪胎復雜制品中的增強材材料，輪胎主要靠骨架材料來承受各種應力，尤其是子午線輪胎，胎體層和帶束層承受著不同方向和不同性質的力， 所以對骨架材料的性能各

55、有不同的要求。1胎體簾線的性能要求胎體的主要作用是使輪胎保持原有設計的尺寸形狀，并賦予輪胎優(yōu)良的舒適性和牽引性。根據(jù)子午線輪胎胎體簾線受力的特點，要求胎體簾線著重具有下列幾方面的性能。（1）高強度、高模量，特別是高溫下的模量也要高，這是子午線輪胎胎體簾線的基本要求。（2）高尺寸穩(wěn)定性，低收縮率，小蠕變，這是高性能輪胎和高速輪胎的重要性能要求。（3）低滯后損失、低生熱性、高耐疲勞性，保證胎體的耐久性和輪胎的高使用壽命。這也是子午線輪胎胎體簾線的基本性能要求。2帶束層簾線的性能要求一般帶束層的結構是由多層簾布組成， 根據(jù)帶束層的結構與性能特點， 對簾線性能的重點要求如下：（1） 高強力、高模量、伸長變形要很小。（2） 與橡膠的黏合性能好。（3） 耐疲勞性能好。（4） 耐銹蝕和化學腐蝕性能好。4.2子午線輪胎骨架材料的分類子午線輪胎按其采用的骨架材料來分，有全纖維子午線輪胎，半鋼絲子午線輪胎(即胎體為纖維簾線，帶束層為鋼絲簾線)和全鋼絲子午線輪胎三種，根據(jù)用途、規(guī)格、類型不同，考慮選擇。人造絲尼龍或聚酯簾線纖維胎體子午線輪胎適