子午线轮胎的结构与性能

第二章 子午线轮胎的结构与性能轮胎结构中帘线骨架材料的排列方向与其性能有着密切关系。轮胎的主要功能如：缓冲性能、传递功率和支撑负荷。第一节 子午线轮胎的结构特征一，子午线轮胎与斜交轮胎结构的差异 子午胎与斜交胎的帘线排列方向有着本上的区别。1，斜交胎：胎体帘线各层间排列彼此交叉呈网状，并与胎冠中心线周向形成一定角度35o45o。见图21 2，子午胎：胎体帘线各层间排列是相互平行呈径向排列，与胎冠中心线周向成90o夹角。图22结构图2-1，2-2 冠部区别1，斜交胎：缓冲层仅起分散外来冲击的缓冲做用，好的路面如高速路等都可以不用。只承受10%20%应力。（常用纤维材料做缓冲层）2，子午胎：带束层的作用是束缚胎体周向变形的。钢丝帘线的角度接近周向，与胎冠中心线周向形成约12o25o夹角。由于带束层帘线几乎呈周向排列，其长度实际是保持不变的，因此，带束层可决定轮胎形状及轮胎部件中由内压引起的初始应力。承受应力60%75%。子午胎与斜交胎结构受力对比 见书表 21。子午胎带束层帘线由内压引起的应力，在带束层宽度范围内是不均匀的。由于带束层边端线未固定，此部初始应力等于零，而中心部分则达最大值。随着带束层对胎体箍紧程度的增大，胎体帘线应力减少，冠中心最小。二 轿车子午胎的结构 轿车子午胎一般由一至二层纤维帘布组成胎体，而由二层钢丝或多层高模量纤维帘布组成带束层，下面看其断面材料分布图23。三，轻卡胎结构图 胎体采用二至三层纤维组成，带束层选用二层钢丝帘线，因速度不象轿车胎那样高，所以一般无需胎冠层。见图2-4轻卡胎断面图四，载重胎结构断面图 胎体一般采用单层钢丝帘线构成，带束层采用三至四层钢丝帘线组成，有时还会在肩部增设0o带束层等部件。见图2-5载重胎断面 图第二节 子午胎的性能特点 最基本特点是：带束层和胎体层帘线 排列方向的特殊性，既胎体为径向排列，所以使胎侧非常柔软，使 轮胎有良好的缓冲性能，汽车乘坐舒适。带束层帘线排列接近周向，使轮胎滚动周向变形小，滚动周长几乎不变，可更好的发挥牵引和制动等性能。看得出子午胎的胎体和胎冠是分别独立发挥作用的。一、操作稳定性好 这是子午胎最主要的性能特征，是车辆安全和高速行驶的可靠保证，也是汽车行业大量选用和推广使用子午胎的主要原因。以下从转向情况、侧向力和回正力矩等几方面对比两种胎的性能。1，转向性能 斜交胎转向时整体发生扭转，造成胎面部分脱离地面，接地面积减小，导致转向性能降低。而子午胎则相反，转弯时是胎侧随之扭转而胎面接地面积保持不变，转向性能良好。见图2-62,侧向力轮胎的侧向力的大小直接影响车辆的稳定性能。3，回正力矩是车轮受到外力干扰或转弯后的自动回正保持直线行驶的能力二、滚动阻力小，节油性能好 子午胎另一个结构特点是：具有一个刚性高的带束层，由于带束层帘线排列方向几乎接近周向，同时又采用钢丝帘线等高模量的材料制成，使带束层就象一个纲圈一样在地面上滚动，周向变形小，所以滚动阻力小。较斜交胎小25%30%，因此节油性好。降低滚动阻力，节约燃料一直是汽车行业非常关注的问题。三、耐磨性能好，行驶里程高 由于子午胎带束层刚性高，使胎面稳定变形小，可 大大减少轮胎与地面接触时的相对运动，也就明显地改善其胎面的耐磨性能。另外子午胎接地时不会产生横向收缩闭合胎面花纹沟槽，而且接地印痕面积比较大。见图2-14。故与斜交胎相比在同速度下磨耗可降低一半，相应提高了胎面的磨耗寿命（75%120%）图2-14四、生热低 由于子午胎胎体帘线呈径向排列和层数少，所以内摩擦也小，带束层采用钢丝帘线，金属的导热性能，所以行驶中生热低，行驶温度大大低于斜交胎。因此子午胎可适应高负荷、高速度、长距离行驶。见图2-18图2-18五、耐疲劳性能好 由于子午胎内摩擦小，行驶中生热低，使胶料和帘线均在低温度下工作，不易受损，从而提高了耐疲劳性能，延长了轮胎的使用寿命，较斜交胎可增两倍，可多次翻新，一般为12次。六，高速性能好 轮胎的高速性能是受轮胎产生驻波的临界速度的影响而受限制的，要提高速度，就应提高出现驻波的临界速度。子午胎的带束层刚性大，与地面接触几乎没有横向收缩，因此出现驻波的临界速度明显高于斜交胎，所以高速性能好。七、在干、湿路面上的牵引和制动性能好 由于子午胎的结构特点，胎面刚性大，没有横向收缩和扭曲，接地面积和压力分布比较均匀，可使接地面积得到最佳利用。从而大大改善了子午胎在干、湿路面上的牵引性能和抓着性能。牵引力子午胎较斜交胎在一般路面高10%20%，砂土路可高50%。制动性能较斜交胎也要高的多见图2-20图2-20八、乘坐舒适性好 轮胎和悬架总成共同缓冲汽车行驶时 所受到的冲击并衰减由此引起的震动，以保证乘客的舒适和货物完整。子午胎结构特点是：胎体帘线 为径向排列，胎侧柔软性好。充分吸收地面上传递的振动。大大改善了乘坐 舒适性。九、噪声小 噪声的来源：轮胎在行驶时，胎面接地时花纹沟受挤压和恢复的过程中，气流被挤出和流入会产生象口哨式的噪声称为气泵效应。由于子午胎带束层刚性大，接地时胎冠变形小，胎面花纹不易发生闭合，所以气泵噪声就小了。十、耐刺扎性能好 子午胎的结构特点：胎冠带束层由多层钢丝帘线组成，可大大减少被钢钉、尖石快等尖锐物刺穿，所以载重子午胎可在矿山、建筑工地等坏路面上行驶而不易被刺穿胎冠爆胎，耐刺扎性能好。见图2-23图2-23综述 子午胎是充气轮胎史上（到目前为止）最合理、最优秀的轮胎品种。但也有不足之处，如：胎体帘线呈径向排列胎体柔软、刚性过低，低速行驶时会发生左右晃动，目前扁平化越低有利于解决此问题。另外，胎冠带束层变形小，刚性大，使轮胎的包络性能较差。第二章习题1，概述子午胎与斜交胎结构的差异。2，分别阐述子午轿车胎、轻载胎、载重胎 结构材料中有哪些部件组成及功能。3，概述子午胎的性能特点。