輪胎的分類及其詳細(xì)介紹

　車輪與輪胎是汽車行駛系中的重要部件，其功用是：支承整車；緩和由路面?zhèn)鱽淼臎_擊力；通過輪胎同路面間存在的附著作用來產(chǎn)生—驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力廠汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)產(chǎn)生平衡離心力的側(cè)抗力，在保證汽車正常轉(zhuǎn)向行駛的同時(shí)，通過車輪產(chǎn)生的自動(dòng)回正力矩，使汽車保持直線行駛方向；承擔(dān)越障提高通過性的作用等。

　　現(xiàn)代汽車幾乎都采用充氣輪胎。輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，它的作用是：

　　1)和汽車懸架共同來.緩和汽車行駛時(shí)所受到的沖擊，并衰減由此而產(chǎn)生的振動(dòng)，以保證汽車有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。

　　2)保證車輪和路面有良好的附著性，以提高汽車的牽引性、制動(dòng)性和通過性。

　　3)承受汽車的重力，并傳遞其它方向的力和力矩。

　　因此，輪胎必須有適宜的彈性和承受載荷的能力。同時(shí)，在其與路面直接接觸的胎面部分，應(yīng)具有用以增強(qiáng)附著作用的花紋。

　　此外，車輪滾動(dòng)時(shí)，輪胎在所承受的重力和由于道路不平而產(chǎn)生的沖擊載荷作用下受到壓縮。壓縮消耗的功，在載荷去除后并不能完全回收，有一部分消耗于橡膠的內(nèi)摩擦，結(jié)果使得輪胎發(fā)熱。溫度過高將嚴(yán)重地影響橡膠的性能和輪胎的組織，從而大大增加輪胎的磨損而縮短輪胎的使用壽命。

　　(一)輪胎分類

　　汽車輪胎按用途分，可分為載貨汽車輪胎和轎車輪胎；而載貨汽車輪胎又分為重型、中型和輕型載貨汽車輪胎。

　　汽車輪胎按胎體結(jié)構(gòu)不同可分為充氣輪胎和實(shí)心輪胎�，F(xiàn)代汽車絕大多數(shù)采用充氣輪胎。

　　充氣輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同，又分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩種。

　　充氣輪胎按胎體中簾線排列的方向不同，還可分為普通斜交胎、帶束斜交胎和子午線胎。

　　1.有內(nèi)胎的充氣輪胎

　　這種輪胎(圖20-21)由內(nèi)胎2、外胎1和墊帶3組成。內(nèi)胎中充滿著壓縮空氣；外胎是用以保護(hù)內(nèi)胎使其不受外來損害的強(qiáng)度高而富有彈性的外殼；墊帶放在內(nèi)胎與輪輞之間，防止內(nèi)胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷和磨損。

　　按胎內(nèi)的空氣壓力大小，充氣輪胎可分為高壓胎、低壓胎和超低壓胎三種。過去，一般氣壓在0.5～0.7MPa為高壓胎，015～0.45MPa為低壓胎，0.15MPa以下為超低壓胎；但由于制造輪胎所用原材料的不斷發(fā)展，輪胎負(fù)荷能力大幅度提高，相應(yīng)的氣壓也提高了，而輪胎的緩沖性能仍在某種程度上保持了原來同規(guī)格“低壓胎”的性能。因此，按過去的標(biāo)準(zhǔn)已屬于高壓胎氣壓范圍的輪胎，現(xiàn)在國內(nèi)、外還都將其歸于“低壓胎”這一類。如國產(chǎn)規(guī)格為9.00—20的14層級(jí)尼龍?zhí)�，載荷容量為22300N，氣壓0.67MPa，仍屬低壓胎。

　　目前，轎車、貨車幾乎全都采用低壓胎。因?yàn)榈蛪禾椥院�，斷面寬，與道路接觸面大，壁薄而散熱性良好。這些特點(diǎn)提高了汽車行駛平順性、轉(zhuǎn)向操縱的穩(wěn)定性。此外，道路和輪胎本身的壽命也得以延長。

目前，普通斜交胎和子午線胎在汽車上得到廣泛應(yīng)用，特別是子午胎的應(yīng)用最為廣泛。下面主要介紹普通斜交輪胎和子午線輪胎。

　　(1)普通斜交輪胎 簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉與胎中心線呈小于90度角排列的充氣輪胎，稱為普通斜交輪胎。圖20—22所示為有內(nèi)胎的普通斜交胎構(gòu)造。外胎由胎冠3、簾布層l、緩沖層5及胎圈8組成。簾布層是外胎的骨架，用以保持外胎的形狀和尺寸，通常由成雙數(shù)的多層掛膠布(簾布)用橡膠貼合而成。簾布的簾線與輪胎子午斷面的交角(胎冠角)一般為52度～54度，相鄰層簾線相交排列。簾布層數(shù)越多，強(qiáng)度越大，但彈性降低。在外胎表面上注有簾布層數(shù)。

　　簾布由縱向的強(qiáng)韌的經(jīng)線和放在各經(jīng)線之間的少數(shù)緯線織成。簾線可以是棉線、人造絲線、尼龍線和鋼絲。采用人造絲可以使同樣尺寸的輪胎增加其載荷容量，因?yàn)槿嗽旖z的強(qiáng)度和彈性大。尼龍絲又比人造絲好，耐用性高。因此，當(dāng)采用人造絲、尼龍絲或鋼絲簾線時(shí)，在輪胎的承載能力相同的情況下，簾布層數(shù)可以減少，此時(shí)在外胎表面上標(biāo)注的是層級(jí)， (相當(dāng)于棉線簾布層數(shù)，而不是實(shí)際的簾布層數(shù))。我國已大量采用人造絲和尼龍絲簾線，近來也開始采用鋼絲簾線，但因價(jià)高和質(zhì)脆而沒有得到廣泛應(yīng)用。

　　緩沖層位于胎面與簾布層之間，是用膠片和兩層或數(shù)層掛膠稀簾布制成，故彈性較大，能緩和汽車在行駛時(shí)所受到的不平路面的沖擊，并防止汽車在緊急制動(dòng)時(shí)胎面與簾布層脫離。

　　胎面是外胎最外的一層，可分為胎冠3、胎側(cè)4和胎肩2三部分，如圖20—22所示。胎冠用耐磨的橡膠制成，它直接承受摩擦和全部載荷，’能減輕簾布層所受沖擊，并保護(hù)簾布層和內(nèi)胎免受機(jī)械損傷。為使輪胎與地面有良好的附著性能，防止縱、橫向滑移等，在胎面上有著各種形狀的凹凸花紋。

　　胎肩是較厚的胎冠與較薄的胎側(cè)間的過渡部分，一般也制有花紋，以利散熱。

　　胎側(cè)橡膠層較薄，用以保護(hù)簾布層側(cè)壁免受潮濕和機(jī)械損傷。

　　胎圈使外胎牢固地裝在輪輞上，有很大的剛度和強(qiáng)度，由鋼絲圈、簾布層包邊和胎圈包布組成。

　　(2)子午線輪胎 圖20—23所示為子午線輪胎的構(gòu)造。它由簾布層2、帶束層3、胎冠4、胎肩5和胎圈l組成，并以帶束層箍緊胎體。其特點(diǎn)是：

　　1)簾布層簾線排列的方向與輪胎的子午斷面一致。由于簾線如此排列，使其強(qiáng)度得到充分利用。子午線輪胎的簾布層數(shù)一般可比普通斜交胎誠少約40%～50%，胎體較柔軟。

　　2)簾線在圓周方向上只靠橡膠采聯(lián)系，因此，為了承受行駛時(shí)產(chǎn)生的較大切向力，子午線胎具有若干層簾線與子午斷面呈大角度(交角為70度～75并)、高強(qiáng)度、不易拉伸的周向環(huán)形的類似緩沖層的帶束層。帶束層通常采用強(qiáng)，度較高、拉伸變形很小的織物簾布(如玻璃纖維、聚酰胺纖維等高強(qiáng)度材料)或鋼絲簾布制造。

　　子午線輪胎的優(yōu)點(diǎn)是：

　　1)接地面積大，附著性能好，胎面滑移小，對(duì)地面單位壓力也小，因而滾動(dòng)阻力小，使用壽命長。

　　2)胎冠較厚且有堅(jiān)硬的帶束層，不易刺穿；行駛時(shí)變形小，可降低油耗3%～8%。

　　3)因?yàn)楹煵紝訑?shù)少，胎側(cè)薄，所 4)徑向彈性大，緩沖性能好，負(fù)荷能力較大。

　　它的缺點(diǎn)是：因胎側(cè)較薄，胎冠較厚，在其與胎側(cè)的過渡區(qū)易產(chǎn)生裂口。側(cè)面變形大，導(dǎo)致汽車的側(cè)向’穩(wěn)定性差，制造技術(shù)要求高，成本也高。

　　由于子午線輪胎明顯優(yōu)越于普通斜交胎，因此在轎車上已普遍采用，在貨車上也越來越多地采用了子午線輪胎，如東風(fēng)EQ1090E型、EQ2080E型、解放CAl091型、黃河JNll82型等載貨汽車和越野汽車上的輪胎，均為子午線輪胎。

輪胎花紋對(duì)輪胎的性能影響很大。目前，輪胎花紋主要有普通花紋、混合花紋和越野花紋等，如圖20-24所示。

　　普通花紋(圖20—24a和b)的特點(diǎn)是花紋細(xì)而淺，花紋塊接地面積大，因而耐磨性和附著性較好，適用于較好的硬路面。其中，縱向花紋，(圖20—24a)，轎車、貨車均可選用；橫向，花紋(圖20—24b)僅用于貨車。越野花紋(圖20-24d和e)的特點(diǎn)是凹部.深而寬，在軟路面上與地面的附著性好，越野能力強(qiáng)，適用于礦山、建筑工地以及其它一些松軟路面上使用時(shí)越野汽車輪胎。當(dāng)安裝人字形越野花紋輪胎時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪胎面花紋的尖端與旋轉(zhuǎn)方向一致，以免花紋之間被泥土所填塞。越野花紋輪胎不宜在較好硬路、面上使用，否則行駛阻力加大且加速花紋的磨損�；旌匣y(圖20—24c)的特點(diǎn)介于普通花紋與越野花紋之間，兼顧了兩者的使用要求，中部為菱形二縱向?yàn)殇忼X形或煙、斗形花紋，兩邊為橫向越野花紋，適用于在城市\(zhòng)鄉(xiāng)村之間的路面上行駛的汽車輪胎�，F(xiàn)代貨車驅(qū)動(dòng)輪胎也多采用這種花紋。

　　拱形胎花紋(圖20—24f)和低壓特種花紋(圖20—24g)有更寬的斷面、更低的接地比壓，附著性好，主要為軟地面行駛的特種車輛采用。

　　圖20—25所示為輪胎胎面上花紋和溝槽的排列和布置。圖中1為循環(huán)和交叉布置的寬槽，具有較好的排水角，其主要優(yōu)點(diǎn)是排水好，提高了胎面的附著能力，有效地實(shí)現(xiàn)力的傳遞；2為淺槽和縱向凸片，可以改善在雪地轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)向滑移；3為斜交線槽和十字凸片的布置，使車輛在高轉(zhuǎn)矩和高側(cè)向力下有較好的縱向斷面彈性。

　　輪胎胎面花紋對(duì)汽車使用性能有著重要影響，選用時(shí)應(yīng)給予足夠重視和仔細(xì)考慮。近年來，輪胎生產(chǎn)廠也在胎面花紋設(shè)計(jì)上不斷地進(jìn)行研究和開發(fā)。

內(nèi)胎是一個(gè)環(huán)形橡膠管(參看圖20-21)，應(yīng)具有良好的彈性，并能耐熱和為漏氣。為使內(nèi)胎在充氣狀態(tài)下不產(chǎn)生褶皺，其有效尺寸應(yīng)稍小于外胎內(nèi)壁尺寸。

　　內(nèi)胎上裝有充、放氣的氣門嘴，其構(gòu)造如圖20—26所示。它有一個(gè)金屬座筒氣門嘴底部的凸緣10通過內(nèi)胎上的狹孔插入內(nèi)胎中。用編織物和橡膠襯墊加強(qiáng)內(nèi)胎孔的邊緣并緊密地包住座筒，由螺母8將它夾緊在兩個(gè)墊片9之間，使氣門嘴嚴(yán)密地裝在內(nèi)胎上。輪胎安裝在車輪上時(shí)，氣門嘴被固定在輪輞上的孔內(nèi)。座筒7內(nèi)裝有帶密封襯套3的氣門芯。襯套3的環(huán)形槽內(nèi)嵌有橡膠密封圈。當(dāng)擰人螺母2時(shí)，密封圈即被壓緊在座筒的錐形凹座上。座筒外面旋上一個(gè)帶橡膠密封罩的蓋1，其柄部可以作為擰出氣門芯螺母2的扳手。襯套3下面裝有橡膠閥門4。當(dāng)輪胎被充氣時(shí)，閥門4被空氣壓力壓下；充氣完畢后，套在桿5上的彈簧6便將它緊密地壓在閥座上。

　　2.無內(nèi)胎的充氣輪胎

　　無內(nèi)胎充氣輪胎近年采在轎車和一些貨車上的使用日益廣泛。它沒有內(nèi)胎，空氣直接壓人外胎中，因此要求外胎和輪輞之間有很好的密封性。

　　無內(nèi)胎輪胎在外觀上和結(jié)構(gòu)上與有內(nèi)胎輪胎近似，所不同的是無內(nèi)胎輪胎的外胎內(nèi)壁上附加了一層厚約2～3mm的專門用來封氣的橡膠密封層l(圖20—27)。它是用硫化的方法粘附上去的。在密封層正對(duì)著胎面的下面貼著一層用未硫化橡膠的特殊混合物制成的自粘層2。當(dāng)輪胎穿孔時(shí)，自粘層能自行將刺穿的孔粘合，故名有自粘層的無內(nèi)胎輪胎。

　　在胎圈上做出若干道同心的環(huán)形槽紋30在輪胎內(nèi)空氣壓力的作用下，槽紋3能使胎圈可靠地緊貼在輪輞邊緣上，以保證輪胎與輪輞之間的氣密性。但也有的胎圈外是光滑而沒有槽紋的。

　　氣門嘴4直接固定在輪輞7上，其間墊以密封用的橡膠密封襯墊60鉚接輪輞和輻板的鉚釘5自內(nèi)側(cè)塞人，并涂上一層橡膠。

　　無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)點(diǎn)是：輪胎穿孔時(shí)，壓力不會(huì)急劇下降，能安全地繼續(xù)行駛；不存在因內(nèi)、外胎之間摩擦和卡住而引起的損壞；氣密性較好，可以直接通過輪輞散熱，所以工作溫度低，使用壽命較長；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小。

　　無內(nèi)胎輪胎的缺點(diǎn)是：途中修理較為困難；此外，自粘層只有在穿孔尺寸不大時(shí)方能粘合；天氣炎熱時(shí)自粘層可能軟化而向下流動(dòng)，從而破壞車輪平衡。因此，一般多采用無自粘層的無內(nèi)胎輪胎。它的外胎內(nèi)壁只有一層密封層，當(dāng)輪胎穿孔后，由于其本身處于壓縮狀態(tài)而緊裹著穿刺物，故能長期不漏氣。即使將穿刺物拔出，無內(nèi)胎輪胎只有在輪胎爆破時(shí)才會(huì)失效。

　　圖20—28分別為有內(nèi)胎或無內(nèi)胎的斜交輪胎和子午線輪胎。

　　3，活胎面輪胎

　　有些車輛裝用了活胎面輪胎，如圖20—29所示。它由鋼絲纖維1、胎面環(huán)2、凸緣3、胎體4組成。胎體通常為子午線排列，其上有可更換的胎面。在胎冠部分，有較厚的橡膠層，并沿輪胎圓周方向制有三條平行的溝槽。活胎面由三個(gè)單獨(dú)的胎面環(huán)組成。胎面環(huán)有簾線加強(qiáng)層起緩沖作用。加強(qiáng)層由兩層鋼絲簾布構(gòu)成，簾線沿圓周方向排列。胎面嵌入胎體上的溝槽內(nèi)，并依靠胎’體充氣后產(chǎn)生徑向伸張而固著于胎體上。胎體上三條溝槽側(cè)面的凸棱可防止胎面環(huán)發(fā)生側(cè)向位移，胎面環(huán)和地面接觸表面有花紋。

　　活胎面輪胎最大的優(yōu)點(diǎn)是在花紋磨損嚴(yán)重或磨光后，可以單獨(dú)更換胎面，也可以根據(jù)不同使用條件更換不同花紋的胎面。其缺點(diǎn)是重量較大，使用中可能出現(xiàn)胎體和胎面環(huán)之間磨損，胎面環(huán)橡膠與鋼絲體脫層。

(二)輪胎規(guī)格標(biāo)記方法

　　充氣輪胎尺寸代號(hào)如圖20—30所示。D為輪胎外徑，d為輪胎內(nèi)徑，H為輪胎斷面高度，B為輪胎斷面寬度。目前，充氣輪胎一般習(xí)慣用英制計(jì)量單位表示，但歐洲國家則常用米制表示法。個(gè)別國家也有用字母作代號(hào)來表示輪胎的規(guī)格尺寸。我國輪胎規(guī)格標(biāo)記也采用英制計(jì)量單位。

　　高壓胎了般用DXB來表示。其中，D為輪胎的名義外徑，B為輪胎的斷面寬度，單位均為in，如圖20—30所示�！癤”表示高壓胎。高壓胎在汽車上很少采用。

　　汽車上常采用的是低壓胎。其尺寸標(biāo)記用B一d表示。召為輪胎斷面寬度，d為輪輞直徑，單位均為in,“一”表示低壓胎。例如，標(biāo)記為9.00—20，表示輪胎斷面寬度9in，輪輞直徑20in的低壓胎。如果是、子午線輪胎，則用9.00R20標(biāo)記，中間的字母R代表子午線胎。

　　隨著輪胎工業(yè)的發(fā)展和新型輪胎簾線材料的出現(xiàn)，又有新的補(bǔ)充表示方法。如國內(nèi)曾以漢語拼音第一個(gè)字母來區(qū)別各種纖維材料輪胎，如“M”表示棉簾線輪胎，“R”表示人造絲簾線輪胎，“N”表示尼龍簾線輪胎，“G”表示鋼絲簾線普通結(jié)構(gòu)輪胎，“Z”表示子午線結(jié)構(gòu)輪胎。這些字母寫在輪胎尺寸標(biāo)記的后面，如9.00—20ZG表示鋼絲子午線輪胎。有時(shí)沒有字母，也是M表示的棉簾線輪胎。

　　歐洲許多國家的低壓胎用Bxd標(biāo)記，尺寸單位用mm。例如，185X400輪胎，表示其輪胎斷面寬度B為185mm，輪輞直徑d為400mm。這種規(guī)格的輪胎相當(dāng)于7.50一16輪胎。

　　目前，美國、德國、日本等一些國家用如下的表示方法，如德國的奧迪轎車無內(nèi)胎充氣輪胎的標(biāo)記：185／70一R14，其中，“185”表示輪胎寬度185mm，“70”表示輪胎的高寬比H/B(圖20—30)或又稱扁平率為70%，“一”表示低壓胎，“R”為子午線輪胎，“14”表示輪輞直徑14in。

　　由于寬斷面輪胎具有斷面寬、接地面積大、接地比壓小、磨損小、滾動(dòng)阻力低以及抗側(cè)滑能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在相同的承載能力下，其直徑可以減小。如圖20—3l所示，扁平率為80%的寬斷面輪胎，車輪中心下降了B、A之差，從而降低了整車重心，提高了汽車的行駛穩(wěn)定性，因而在高速轎車上得到廣泛采用。

　　法國鋼絲輪胎的表示方法是字母代號(hào)和數(shù)字的混合，例如，A一20輪胎就相當(dāng)于7.50—20輪胎，B一20相當(dāng)于8，25—20，C一20相當(dāng)于.9.00—20，D一20相當(dāng)于10.00—20等。

　　在同一種規(guī)格的輪輞上，可安裝內(nèi)徑相同而斷面高度不同(但接近于基本標(biāo)準(zhǔn))的外胎，或是內(nèi)徑相同但胎體的簾布層數(shù)較多的外胎，后者多在汽車超載或在壞路上行駛的情況下采用。

　　對(duì)于每種尺寸的輪胎，根據(jù)它的內(nèi)壓力和外胎中簾布層的數(shù)目，制造廠提供了容許載荷的限額，以保證規(guī)定的使用壽命。

　　在使用中，輪胎除了正常磨損外，也會(huì)由于使用不當(dāng)而出現(xiàn)不正常磨損，如圖20—32所示。

　　為使輪胎均勻磨損，汽車每行駛6000-8000km，應(yīng)進(jìn)行輪胎換位，換位要包括備胎。輪胎換位路線如圖20—33所示。

　　不同規(guī)格或不同簾線結(jié)構(gòu)的輪胎不得混合使用，不得使用低于規(guī)定層級(jí)的輪胎，不許混用窄輪輞或窄輪胎。

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