1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）（說(shuō) 明 書）題 目：轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì)姓 名： 王博 編 號(hào)： 20082001067 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書姓名 王博 專業(yè) 汽車運(yùn)用技術(shù) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）開始日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）題目： 轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì) A編制設(shè)計(jì) B設(shè)計(jì)專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 王懷玲 系（部）主 任 張君 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄機(jī)械工程 系汽車運(yùn)用技術(shù) 專業(yè)，學(xué)生王博于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答

2、辯。設(shè)計(jì)題目： 轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì) 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 王懷玲 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì) 人，出席 人答辯委員會(huì)主任（簽字）： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 答辯委員會(huì)委員： ， ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)第 頁(yè)共 頁(yè)學(xué)生姓名： 王博 專業(yè) 汽車運(yùn)用技術(shù) 年級(jí) 2008級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì) 評(píng) 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績(jī)： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)：

3、 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）摘要隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)汽車擁有量越來(lái)越多，高速公路里程越來(lái)越長(zhǎng)，汽車速度越來(lái)越高，在這種新形勢(shì)下，對(duì)汽車輪胎的各項(xiàng)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(rèn)同，同時(shí)也令輪胎的經(jīng)濟(jì)性更容易讓人接受。本文介紹了子午線輪胎在我國(guó)的發(fā)展歷程和發(fā)展方向，并對(duì)子午線輪胎的結(jié)構(gòu)組成和其優(yōu)越性進(jìn)行了研究分析，并獨(dú)立完成了對(duì)轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì)。關(guān) 鍵 詞：子午線輪胎，扁平化，無(wú)內(nèi)胎化，帶束層，簾布線，輪胎花紋ABSTRACTAlong with automobile industrys high speed development, o

4、ur country automobile capacity are getting more and more, the highway course is getting more and more long, the automobile speed is getting higher and higher, under this kind of new situation, also enhanced the request to automobile tires each performance, with the aim of enabling automobiles travel

5、 comfortableness, the security to obtain peoples approval, simultaneously is been also easier tires efficiency to let the human accept. this article introduced the meridian tire in our countrys development process and the development direction, and the antithetical couplet noon-mark tires structure

6、composition and its superiority has carried on the research analysis, and has completed independently to passenger vehicle meridian tires design.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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）目錄摘要IABSTRACTII第1章

7、 緒論5第2章 我國(guó)子午線輪胎的發(fā)展歷史與前景62.1 我國(guó)子午線輪胎的發(fā)展歷史62.2 子午線輪胎的發(fā)展方向72.2.1 扁平化72.2.2 無(wú)內(nèi)胎化的優(yōu)點(diǎn)9第3章 子午線輪胎的結(jié)構(gòu)特征123.1 子午線輪胎的分類133.2 子午線輪胎的結(jié)構(gòu)133.2.1 載重子午線輪胎的結(jié)構(gòu)133.2.2 轎車子午線輪胎的結(jié)構(gòu)143.3 子午線輪胎與斜交胎結(jié)構(gòu)的差異143.4 子午線輪胎的性能15第4章 子午線輪胎骨架材料的性能和分類164.1 子午線輪胎骨架材料的性能174.2 子午線輪胎骨架材料的分類17第5章 轎車子午線輪胎結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)195.1 轎車子午線輪胎負(fù)荷的計(jì)算195.2 轎車子午線輪胎斷面

8、輪廓的設(shè)計(jì)特點(diǎn)195.2.1 子午胎外直徑D和斷面寬B的確定195.2.2 斷面水平軸的確定205.2.3 胎圈間距的確定205.2.4 斷面高與斷面寬之比H/B205.2.5 輪胎行駛面弧度與寬度的選取215.2.6 斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì)215.3 轎車子午線輪胎帶束層的設(shè)計(jì)235.3.1 帶束層結(jié)構(gòu)形式的類型235.3.2 轎車子午線輪胎帶束層層數(shù)、角度、密度235.4 轎車子午胎胎體簾線的選擇245.5 轎車子午胎胎圈結(jié)構(gòu)245.6 轎車子午胎胎面花紋的設(shè)計(jì)255.6.1 輪胎花紋的作用255.6.2 轎車子午線輪胎胎面花紋265.6.3 轎車子午胎胎肩花紋的設(shè)計(jì)285.6.4 子午胎花紋

9、溝深度、夠?qū)挕⒔嵌取⑿螤畹脑O(shè)計(jì)29第6章 總結(jié)31參考文獻(xiàn)32致謝33第1章 緒論 千里之行始于足下，作為汽車行駛的四只腳，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(duì)汽車的駛性、通過(guò)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)故障，輕則汽車停駛，重則發(fā)生事故。因此，對(duì)輪胎的認(rèn)識(shí)很重要。在汽車的高速行駛過(guò)程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)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(lái)正確選擇外，還要懂得如何去護(hù)理。而輪胎的種類又有多種

10、，按照結(jié)構(gòu)劃分為斜交線輪胎、子午線輪胎，從設(shè)計(jì)上講，斜交線輪胎有很多局限性，如由于交叉的簾線強(qiáng)烈摩擦，使胎體易生熱，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(yīng)路面的不規(guī)則沖擊，又經(jīng)久耐用，它的簾布結(jié)構(gòu)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(zhǎng)的胎紋使用壽命和較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)子午線輪胎本身具有的特點(diǎn)使輪胎無(wú)內(nèi)胎成為可能。無(wú)內(nèi)胎輪胎有一個(gè)公認(rèn)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)輪胎被扎破后，不像有內(nèi)胎的斜交線輪胎那樣爆裂（這是非常危險(xiǎn)的），而是使輪胎能在一段時(shí)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

11、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(guó)子午線輪胎的發(fā)展歷史與前景 2.1 我國(guó)子午線輪胎的發(fā)展歷史1948年，法國(guó)米其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(chǎng)革命，已成為汽車輪胎發(fā)展的新方向！ 我國(guó)子午線輪胎從20 世紀(jì) 60年代初開始研制以來(lái)， 已有近40 年的歷史。與國(guó)外相比，我國(guó)起步并不晚，但進(jìn)展緩慢，步履艱難。直到 80年代后期，國(guó)家下決心大力支持子午線輪胎發(fā)展，并取得較大的進(jìn)展，為我國(guó)加速發(fā)展子午線輪胎打下了良好的基礎(chǔ)。縱觀我國(guó)子午線輪胎的發(fā)展經(jīng)歷，大體可概括為：60 年代起步，70

12、年代緩慢前進(jìn)，80 年代加快步伐，90 年代以后迅速發(fā)展。我國(guó)龐大的汽車需求量促進(jìn)了輪胎行業(yè)的快速增長(zhǎng)，2007年1-8月中國(guó)輪胎產(chǎn)量為3.3836億條，同比增長(zhǎng)23%，子午線輪胎產(chǎn)量為1.53億條，同比增長(zhǎng)36.7%。子午線輪胎達(dá)到輪胎總量的45%。表明我國(guó)輪胎構(gòu)架正在向追求高品質(zhì)和高附加值方向轉(zhuǎn)變。從上市公司的情況來(lái)看，2007年前三個(gè)季度車用輪胎分別實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入1993291萬(wàn)，同比增長(zhǎng)30.10%，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額60882萬(wàn)，同比增長(zhǎng)243.74%。利潤(rùn)增速均高于收入增速，行業(yè)整體發(fā)展?fàn)顩r良好。車用輪胎行業(yè)，凈利潤(rùn)增長(zhǎng)達(dá)到146.2%，盈利能力明顯超過(guò)洗滌行業(yè)，隨著我國(guó)巨大的汽車保有

13、量和持續(xù)增長(zhǎng)的汽車消費(fèi)而迎來(lái)了又一發(fā)展階段，帶來(lái)了車用輪胎企業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)。 競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀：我國(guó)輪胎企業(yè)主要分為國(guó)有、合資/獨(dú)資、民營(yíng)等三大類，企業(yè)在機(jī)制、技術(shù)、產(chǎn)品、資金、營(yíng)銷方面各有千秋。國(guó)有企業(yè)基礎(chǔ)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(dú)資企業(yè)具有資金、管理、技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì)，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(shì);民營(yíng)企業(yè)依靠機(jī)制靈活，進(jìn)步很快，但技術(shù)和營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)方面的實(shí)力稍遜一籌。 2009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”。2009年輪胎產(chǎn)量6.55億條，同比增長(zhǎng)18%。輪胎行業(yè)“井噴”主要原因是

14、汽車行業(yè)快速增長(zhǎng)。2009年中國(guó)汽車產(chǎn)量約1379萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)48%;同期汽車銷量約1364萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)46%。汽車產(chǎn)銷量均創(chuàng)歷史新高，居世界第一位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2008年全年的產(chǎn)量增長(zhǎng)5%、銷量增長(zhǎng)6%的水平。此外，機(jī)械行業(yè)快速增長(zhǎng)也是橡膠輪胎行業(yè)“井噴”的需求助力之一，2009年機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)總值同比大幅增長(zhǎng)33%。2011中國(guó)子午線輪胎市場(chǎng)趨勢(shì)觀察研究預(yù)測(cè)報(bào)告預(yù)測(cè), 輪胎行業(yè)在“井噴”之后，持續(xù)大幅增長(zhǎng)的可能性較小，在汽車行業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng)和機(jī)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(yù)計(jì)2011-2012兩年輪胎行業(yè)的需求增速將保持在10-15%的水平。預(yù)計(jì)2015 年輪胎總產(chǎn)

15、量 將達(dá)到21500 萬(wàn)條，其中子午胎產(chǎn)量為15000 萬(wàn)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(dá)到100%，輕載輪胎子午化率達(dá) 90%以上，載重輪胎子午化率達(dá)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%。總之，即使按預(yù)測(cè)的數(shù)字完成， 我國(guó)要實(shí)現(xiàn)子午化還需相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間， 真是任重道遠(yuǎn)。2.2 子午線輪胎的發(fā)展方向21 世紀(jì)初國(guó)外輪胎的子午化、扁平化、無(wú)內(nèi)胎化已趨于成熟。作為輪胎結(jié)構(gòu)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(yīng)世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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

16、公司每年都有重要新產(chǎn)品問(wèn)世， 同時(shí)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(rèn)識(shí)到子午線輪胎新產(chǎn)品的研究開發(fā)和新技術(shù)的發(fā)展方向：扁平化、無(wú)內(nèi)胎化等。2.2.1 扁平化1、扁平化的含義輪胎的輪廓是由扁平率決定的，扁平率就是高寬比，即輪胎胎壁（橫截面高度）高度占胎寬（橫截面寬度）的百分比。由于子午線結(jié)構(gòu)的輪胎簾線方向是徑向排列的，所以胎側(cè)柔軟剛性低， 而影響了輪胎的側(cè)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(duì)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。若H/B1，則稱為普通斷面輪胎。現(xiàn)代轎車的輪胎高寬比多是50%至70%之間，這個(gè)百

17、分比數(shù)值又稱為系列，若H/B 0.8，則稱為80系列、 H/B 0.7，則稱為70系列。通常將80系列及其以下輪胎稱為低斷面輪胎。系列越小，輪胎形狀越扁平。2、扁平化的優(yōu)點(diǎn)（1）同樣直徑的輪胎，低斷面輪胎接地面積大，所以制動(dòng)力更強(qiáng)，更安全。（2）低斷面輪胎行使時(shí)的變形量小，曲折生熱少，輪胎壽命更長(zhǎng)。（3）行使變形量小，阻力小，汽車也更省油，高速性能更好。（4）減小輪胎噪音3.、低斷面輪胎的發(fā)展趨勢(shì)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(lái)看，20世紀(jì)初的汽車輪胎橫截

18、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(guó)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(qiáng)，除了具有操縱穩(wěn)定性好外，還具有高速耐久力好和制動(dòng)力好的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楸馄捷喬ゲ蝗菀桩a(chǎn)生“駐波”。“駐波”是一種導(dǎo)致輪胎變形的物理現(xiàn)象，“駐波”越多輪胎變形越大。扁平輪胎具有較強(qiáng)的制動(dòng)能力，這是因?yàn)榈捅馄交喬ネǔＰ枰笾睆降妮喨?lái)配合，較大的輪圈可以容納更大尺寸的制動(dòng)盤（鼓），制動(dòng)盤（鼓）直徑越大，制動(dòng)力就越大。但同時(shí)低扁平化輪胎內(nèi)的空氣層厚度小，緩沖和減震相對(duì)減弱，

19、導(dǎo)致舒適性較差，因此需要相應(yīng)的懸掛結(jié)構(gòu)來(lái)配合。現(xiàn)在的轎車普遍用子午線真空輪胎（無(wú)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(rèn)識(shí)，輪胎向扁化方向發(fā)展是一個(gè)必然趨勢(shì)。2.2.2 無(wú)內(nèi)胎化的優(yōu)點(diǎn)無(wú)內(nèi)胎輪胎(TUBELESS)也稱真空胎，有的地方也叫空心胎。顧名思義，無(wú)內(nèi)胎輪胎也就是輪胎里面沒(méi)有內(nèi)胎。其實(shí)，無(wú)內(nèi)胎輪胎并不是沒(méi)有內(nèi)胎，它只不過(guò)是把內(nèi)胎，更科學(xué)、更進(jìn)步地用另外一種材料、另外一種方法和外胎溶為了一體。無(wú)內(nèi)胎輪胎的內(nèi)側(cè)表面附有一層高密封性的密封膠膜(一般多用氧化丁基膠)，緊緊地貼在輪胎的內(nèi)部。當(dāng)釘子等物一刺入，空氣在從洞口外泄時(shí)，胎內(nèi)膜立刻隨著 空氣的外流而收縮堵住洞

20、口。膠膜與輪胎一體，其間沒(méi)有漏氣的空隙。另外，進(jìn)氣口只有一個(gè)，輪胎口和輪圈的嚴(yán)密咬合，也不會(huì)漏氣。因此，當(dāng)輪胎被鐵釘?shù)任锎?入以后，空氣不是突然流失，只能從被刺的地方慢慢地漏出(因?yàn)閮?nèi)膜收縮堵住了洞口，所以空氣流失很慢)，可以給駕駛員充裕的時(shí)間進(jìn)行處理，這樣，既不會(huì)因 為空氣的突然流失而發(fā)生車禍(車速快時(shí)，前輪突然漏氣，往往造成車輛側(cè)翻等惡性事故)，也不會(huì)因突然漏氣而碾壞外胎。因此，從安全角度講，真空胎是高速行車最為理想的輪胎。1.安全性能高(1)無(wú)內(nèi)胎在被異物刺穿后，氣壓不會(huì)迅速消失，仍能行駛幾十公里(2)提高車輛行駛安全性，同時(shí)容許輪胎得到更換和修補(bǔ)圖2-2 有內(nèi)胎與無(wú)內(nèi)胎的比較由于無(wú)內(nèi)胎

21、行駛面寬，接地面積大，地面附著性好， 縮短制動(dòng)距離，轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性高，安全更有保證。(3)轉(zhuǎn)向時(shí)操控性能好(4)制動(dòng)距離短，剎車更平穩(wěn)全鋼載重?zé)o內(nèi)胎的輪輞與剎車鼓距離大，有利于散熱，減少胎圈分層。(5)高速性良好(6)安全性能更佳由于沒(méi)有內(nèi)胎/墊帶，加之接地面更加穩(wěn)定，運(yùn)行時(shí)無(wú)內(nèi)胎輪胎生熱少，散熱快。(7)生熱量小，高速性能好(8)運(yùn)行更加安全無(wú)內(nèi)胎輪胎斷面低，外直徑小，可降低卡客車重心。(9)使貨運(yùn)更加平穩(wěn)、更加安全(10)可降低客車車門入口高度， 使顧客上下車更加安全方便2.經(jīng)濟(jì)性好(1)較高的性價(jià)比以12R22.5 HN257代替11.00R20 HN08(等效替換)為例，12R22.5 H

22、N257價(jià)格比11.00R20 HN08低35元左右，且其磨損壽命比11.00R20 HN08提高10%左右。性價(jià)比明顯高于11.00R20 HN08。(2)滾動(dòng)阻力低，耗油率降低2%由于全鋼載重?zé)o內(nèi)胎周向剛性大、滾動(dòng)阻力低，對(duì)比斜交線輪胎可節(jié)省6 10%的燃料，考慮到路況、停車、啟動(dòng)等因素的影響，保守估計(jì)全鋼載重?zé)o內(nèi)胎的節(jié)油率應(yīng)在2% 左右。(3)車身重量減輕，可降低車輛油耗采用全鋼載重?zé)o內(nèi)胎，輪胎/輪輞組合體重量減少20kg左右。按一輛前四后八貨車（共12個(gè)輪）計(jì)算，使用無(wú)內(nèi)胎輪胎可降低車身重量240kg左右，可以起到降低油耗的效果。圖2-3 全鋼載重有內(nèi)胎與無(wú)內(nèi)胎的結(jié)構(gòu)差異(4)接地壓力

23、比較均勻，無(wú)內(nèi)胎輪胎磨損均勻，磨損壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于有內(nèi)胎輪胎,使用壽命延長(zhǎng)(5)輪胎磨損均勻，花紋再刻機(jī)會(huì)增加(6)有利于環(huán)境保護(hù)(7)無(wú)內(nèi)胎行駛面寬，接地面積大，而且接地壓力均勻，接地比壓低，減少輪胎對(duì)于路面的破壞。無(wú)內(nèi)胎行駛面寬，胎面周向剛性大，輪胎磨損壽命增加。意味著減少固體廢物的產(chǎn)生。 (8)全鋼載重?zé)o內(nèi)胎滾動(dòng)阻力小，可以降低燃料消耗，從而減少汽車尾氣排放。(9)無(wú)需內(nèi)胎、墊帶部件，減少生產(chǎn)、運(yùn)輸資源（原材料、能源及人力）的消耗使用無(wú)內(nèi)胎輪胎，對(duì)于輪圈的要求比較嚴(yán)格，輪圈必須沒(méi)有碰撞過(guò)，沒(méi)有銹蝕，必須經(jīng)過(guò)氣密性試驗(yàn)，不能有沙眼，否則，輪胎口和輪圈的咬合不嚴(yán)，無(wú)法充氣。第3章 子午線輪胎的結(jié)

24、構(gòu)特征子午線輪胎簾布層內(nèi)的簾線以輪胎中心點(diǎn)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(gè)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(shí)每個(gè)輪胎部位根據(jù)其不同功能而選用的膠料。1.胎面膠。因?yàn)檩喬サ奶ッ嬉苯雍吐访娼佑|，因此，它的耐磨性要好，滾動(dòng)阻力和噪聲要小，同時(shí)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(fù)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

25、耐老化性能。所以，胎面膠的用料是十分講究的。2.胎側(cè)膠。子午線輪胎胎側(cè)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(cè)在臭氧作用下很容易產(chǎn)生龜裂，同時(shí)，胎側(cè)還承受較大的機(jī)械變形，所以，胎側(cè)膠還應(yīng)具有較低的定伸強(qiáng)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(yīng)力，同時(shí)，還要實(shí)現(xiàn)硬緩沖層的平緩過(guò)渡和避免胎肩部位的脫空現(xiàn)象。所以，帶束層膠應(yīng)具有較高的強(qiáng)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(yīng)具有較高強(qiáng)力、耐疲勞性、耐熱性和粘合性。同時(shí)，簾布膠還應(yīng)具有高

26、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(guò)渡到柔軟的胎側(cè)，并轉(zhuǎn)移和吸收動(dòng)態(tài)條件下集中胎肩部的應(yīng)力，減少胎肩脫空的危險(xiǎn)。由于胎肩墊膠位于高應(yīng)力區(qū)，因此，應(yīng)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(qiáng)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(guò)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(lái)填充鋼圈和加強(qiáng)胎圈部分的胎側(cè)，保證子午胎鋼絲圈向柔軟胎側(cè)的平緩過(guò)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(fù)雜和不容易。另外，子午線輪胎的生產(chǎn)技術(shù)要求十分嚴(yán)格，必須有先進(jìn)的

27、設(shè)備、精細(xì)的原料、嚴(yán)格的工藝管理及可靠的檢測(cè)手段才行。可以說(shuō)，子午線輪胎是人類智慧的結(jié)晶。3.1 子午線輪胎的分類 不同123全鋼絲子午線輪胎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3.2 子午線輪胎的結(jié)構(gòu)3.2.1 載重子午線輪胎的結(jié)構(gòu)圖3-2 載重汽車子午線輪胎的結(jié)子午線輪胎主要由胎冠、胎側(cè)、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(cè)部分有胎側(cè)膠、簾布層；胎圈部分有鋼絲圈、鋼絲圈填充

28、膠、簾布層和胎圈鋼絲加強(qiáng)層等，輪胎的胎里一般都有氣密層。3.2.2 轎車子午線輪胎的結(jié)構(gòu)轎車子午線輪胎一般由胎面膠、胎面下層膠、胎側(cè)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(shù)設(shè)計(jì)要有時(shí)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(fù)合硬膠芯和子口護(hù)膠）、內(nèi)襯層等構(gòu)成。圖3-3 轎車子午線輪胎的結(jié)構(gòu)（1）1-硬三角膠芯；2-鋼絲圈；3-鋼絲內(nèi)包布；4-鋼絲外包布圖3-4 轎車子午線輪胎的結(jié)構(gòu)（2）3.3 子午線輪胎與斜交胎結(jié)構(gòu)的差異1.斜交輪胎胎體中的簾線按一定角度排列，各層間簾線相互交叉，胎體簾線層數(shù)為偶數(shù)，胎體承受內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的8090%。

29、2.子午線輪胎胎體各簾面層間的簾線，系相互平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午線方向的排列（與胎胎冠中心線夾角為90度）。胎冠有大角度基本不伸張的剛性帶束層箍緊，這種結(jié)構(gòu)使：（1）帶束層承受由內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的6075%（2）胎體簾線強(qiáng)力得到了充分的利用，層數(shù)減少，一般比斜交胎少4050%，胎體層數(shù)可為偶數(shù)，也可為奇數(shù)。（3）胎圈所受應(yīng)力比斜交胎大3040%，鋼絲圈中的鋼絲根數(shù)比斜交胎多。 （4）由于胎體層數(shù)少、胎側(cè)柔軟、容易變形和刺傷，胎側(cè)承受的應(yīng)力比斜交輪胎大。因此，這兩種結(jié)構(gòu)的輪胎，它們的斷面形狀、胎圈結(jié)構(gòu)、帶束層結(jié)構(gòu)有很大的差別。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

30、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(jié)構(gòu)最基本的特點(diǎn)，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(cè)非常柔軟，可良好發(fā)揮出汽車對(duì)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(dòng)時(shí)周向變形很小，滾動(dòng)周長(zhǎng)幾乎保持不變，可更好地發(fā)揮牽引和制動(dòng)等性能。因此，子午線輪胎的胎冠和胎側(cè)是分別獨(dú)立地各自發(fā)揮作用。正是子午線輪胎的這種特性，才帶來(lái)了它卓越的使用性能：1. 操縱穩(wěn)定性好 輪胎與路面附著是否良好，是行車安全的一個(gè)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

31、能好，所以它的抓著力強(qiáng)，制動(dòng)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剛性較大的帶束層，因此輪胎在路面上滾動(dòng)時(shí)，周向變形小，相對(duì)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(qiáng)減小，故胎面耐磨性強(qiáng)，且耐刺扎，不易爆胎。實(shí)驗(yàn)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3-6 子午線輪胎與斜交胎接地面印痕的對(duì)比3. 滾動(dòng)阻力小，節(jié)省燃料 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(dòng)造成的內(nèi)部磨擦，因此生熱低，消耗能量少。此

32、外，由于胎體簾布層數(shù)較少，胎側(cè)較薄，也便于內(nèi)部積熱的散發(fā)。 又因周向變形小，故滾動(dòng)阻力比普通斜線胎小20%-30%，滑行距離多35%左右，因此，使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(jì)性（一般可降低油耗6%-12%，）。4. 胎體生熱低，適應(yīng)高速行駛，安全可靠 輪胎的生熱和熱破壞是高速輪胎損壞的主要原因之一。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(fù)荷、高速度和長(zhǎng)距離地行使。5. 緩沖性能好，乘座舒適 由于子午胎簾線呈徑向排列，法向變形大于斜交胎，胎體柔軟，彈性好，有很好的緩沖性能 ，故提高了車輛行駛平順性。第4章

33、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(fù)雜制品中的增強(qiáng)材材料，輪胎主要靠骨架材料來(lái)承受各種應(yīng)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(zhì)的力， 所以對(duì)骨架材料的性能各有不同的要求。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(shè)計(jì)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(diǎn)，要求胎體簾線著重具有下列幾方面的性能。（1）高強(qiáng)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、

34、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(jié)構(gòu)是由多層簾布組成， 根據(jù)帶束層的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)， 對(duì)簾線性能的重點(diǎn)要求如下：（1） 高強(qiáng)力、高模量、伸長(zhǎng)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(xué)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(lái)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用于大多數(shù)轎車和輕載汽車。芳綸簾線是

35、一種新型骨架材料，是子午線輪胎理想的胎體材料，很有發(fā)展前途，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性（模量高、蠕變小、不收縮）；2、密度小（只有鋼絲的1/5）；3、強(qiáng)度高；4、滯后損失小，生熱低，耐熱性好；5、耐磨損和抗撕裂；6、耐腐蝕性好。鋼絲簾線主要用于子午線輪胎的胎體及帶束層，其主要特點(diǎn)是耐熱性極好，強(qiáng)度高，同時(shí)伸長(zhǎng)率極小，對(duì)保持輪胎尺寸穩(wěn)定性極為有利。例如:全纖維子午線輪胎主要為輕型轎車輪胎和拖拉機(jī)輪胎，半鋼絲子午線。輪胎主要為高速轎車輪胎和輕型載重輪胎，9.00R20以下的中型載重輪胎。全鋼絲子午線輪胎主要適用于重型載重輪胎和工程輪胎，9.00R20可用全鋼絲，亦可用半鋼絲。第5章 轎車子

36、午線輪胎結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 轎車子午線輪胎負(fù)荷的計(jì)算輪胎的負(fù)荷能力是取決于輪胎內(nèi)部的空氣壓力， 所以一般情況下增加氣壓就可提高輪胎的負(fù)荷能力。此外，車輛行駛速度對(duì)輪胎的負(fù)荷能力也有直接的影響，一般提高車輛行駛速度，則輪胎的負(fù)荷百分率會(huì)略有下降。Bd=B0.70-0.637dB0.70=B1180-1/sin(W1/B1)/ 135.6d=0.96B0.70-H式中：K-負(fù)荷系數(shù)（此值與輪胎的結(jié)構(gòu)和高寬比有關(guān)，50系列、70系列子午線輪胎K=1.655,78、80系列子午線輪胎K=1.743）d=圓形輪胎實(shí)際斷面高與扁平輪胎最大斷面高之差，cmH-最大斷面高（普通斷面輪胎最大斷面高H=1.01設(shè)計(jì)

37、斷面高，扁平輪胎最大斷面高H=1.02設(shè)計(jì)斷面高），cm5.2 轎車子午線輪胎斷面輪廓的設(shè)計(jì)特點(diǎn)5.2.1 子午胎外直徑D和斷面寬B的確定 到目前為止，還沒(méi)有科學(xué)的方法來(lái)確定輪胎硫化模型尺寸與充氣壓后輪胎尺寸之間的關(guān)系，因此子午胎的設(shè)計(jì)也只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)考慮不同的胎體簾線的伸長(zhǎng)性能、輪胎斷面輪廓形狀、帶束層角度和長(zhǎng)度等的影響來(lái)選擇充氣輪胎與硫化模型之間斷面寬和外直徑的膨脹比。下表列出轎車子午線輪胎充氣斷面寬(B)和模型斷面寬(B)對(duì)不同胎體簾線的斷面膨脹比的取值范圍。表5-1不同胎體簾線的斷面寬膨脹胎體簾線類型B/B人造絲簾線1.001.02聚酯簾線1.021.03尼龍簾線1.03以上轎車子午線輪

38、胎，高寬比為0.70.8時(shí)(人造絲胎體鋼絲帶束層結(jié)構(gòu))充氣后外徑一般膨脹02mm,斷面寬膨脹02%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，子午線輪胎D/D值大約在1.0001.003之間，B/B值為1.001.02左右。表5-2 幾種轎車子午線輪胎斷面膨脹率輪胎規(guī)格D/DB/B205/75R151.00221.016185SR141.00151.000185/70SR141.0001.002185/70SR130.9981.000165SR141.0011.007175SR141.0011.011根據(jù)輪胎外直徑和內(nèi)直徑算出斷面高H5.2.2 斷面水平軸的確定斷面水平軸位于斷面最寬點(diǎn)，是輪胎法向變形最大部位，用數(shù)值H1/H

39、2表示。 普通斜交輪胎H1/H2值大約在0.830.95間，而子午線輪胎通常在1.01.12左右，轎車子午胎胎約在1.001.20之間。5.2.3 胎圈間距的確定胎圈間距(C)一般選用與輪輞寬度相等或者也可小于輪擱間距，但不超過(guò)1525mm，C值小于輪輞寬度可提向輪胎的耐磨性能和側(cè)向剛性。C與B之比，一般而言，轎車子午線輪胎為0.70.8。5.2.4 斷面高與斷面寬之比H/B H/B影響輪胎接地面積的長(zhǎng)寬比，H/B值愈小，則輪胎的側(cè)偏角、滾動(dòng)阻力、磨耗和噪聲亦愈小。低斷面輪胎的高速穩(wěn)定性好。對(duì)子午線輪胎而言，H/B之比可不必直接選取，這是由于子午線輪胎外直徑變化很小，斷面高也就成了定值。斷面寬

40、主要受胎體簾線性能的影響，由B/B的膨脹比來(lái)確定。另外，轎車子午線輪胎和寬輪輞載重子午線輪胎都有相應(yīng)的系列，其HB之比大體上成為定值。據(jù)介紹載重子午線輪胎HB為0.961.05，轎車子午線輪胎為0.800.85。但對(duì)寬輪輞低斷面載重子午線輪胎和轎車子午線輪胎來(lái)說(shuō)，都因有相應(yīng)的系列分類，HB比值的選取可由其系列分類而定。圖5-1 斷面高與斷面寬之比H/B示意圖5.2.5 輪胎行駛面弧度與寬度的選取子午線輪胎行駛面弧度的選取，主要與輪胎扁平比和帶束層剛性有關(guān)。行駛面弧度半徑（n）的確定是直接與行駛面寬度（b）和行駛面弧度高（h）有關(guān)。為確定和兩個(gè)參數(shù)應(yīng)考慮帶束層寬度（Bw）與行駛面寬度、行駛面弧度

41、高與斷面高、行駛面寬度與斷面寬度之比值及胎體簾線類型等方面的影響因素。行駛面弧度高（h）與斷面高（H）之比值，為保證輪胎與路面之間在行駛面寬度范圍之內(nèi)有較大的接地面積，子午胎的h與H之比一般宜取0.020.04，b與B之比為0.70.85。5.2.6 斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì)圖5-2 輪廓曲線設(shè)計(jì)由于子午線輪胎胎體簾線角度為90(也有稱0)，從靜態(tài)力學(xué)平衡方程式中得出其曲率半徑公式可簡(jiǎn)化為公式。子午線輪胎式中 輪廓任意點(diǎn)的曲率半徑 rk胎冠點(diǎn)半徑 rm斷面最寬點(diǎn)半徑 r輪廓任意點(diǎn)半徑從公式中可以看出，只要確定rk和rm后，即可求得輪廓上任意點(diǎn)的曲率半徑()。根據(jù)各點(diǎn)不同的曲率半徑作出平衡輪廓曲線。圖

42、5-3 自然平衡輪廓曲線1-帶束層；2-均勻胎體應(yīng)力；3-胎面圖5-4輪胎斷面輪廓繪制圖5.3 轎車子午線輪胎帶束層的設(shè)計(jì)5.3.1 帶束層結(jié)構(gòu)形式的類型帶束層是子午線輪胎的主要受力部件，在很大程度上決定著胎體的變形，并承受著約為6075的應(yīng)力。帶束層的剛性對(duì)子午線輪胎使用性能影響很大，因此，對(duì)它的設(shè)計(jì)與計(jì)算是子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。由于轎車子午胎帶束層的材料種類和規(guī)格眾多， 因此帶束層結(jié)構(gòu)形式的類型也就比較多。1.普通疊層式 對(duì)速度級(jí)別低和扁平系列高的轎車子午線輪胎普遍采用兩層鋼絲簾線帶束層并交叉排列形式，兩邊端部保持一定的差級(jí)。這種帶束層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是工藝操作簡(jiǎn)便，同時(shí)也能保持良好的耐

43、久性、耐刺扎性、牽引性和行駛溫度低等優(yōu)異性能。2.鋼絲、纖維混合式 針對(duì)速度級(jí)別高和扁平系列低的轎車子午線輪胎常常采用兩層鋼絲帶束層上面再放置一層或兩層尼龍簾布稱作冠帶層。3.折疊式 一般為速度較高的轎車子午線輪胎所采用。折疊式結(jié)構(gòu)的主要目的是為了增加帶束層邊端的剛性，從而提高胎面磨耗均勻性與輪胎行駛穩(wěn)定性，同時(shí)折疊式可防止帶束層端部脫層，由此提高輪胎的 臨界速度來(lái)獲得輪胎在高速行駛時(shí)的安全性。4.包邊式 這種結(jié)構(gòu)帶束層，由于帶束層和包邊層對(duì)應(yīng)力的適應(yīng)性相同，因而能使輪胎在保持帶束層足夠剛性情況下，具有較好的耐久性和較長(zhǎng)的使用壽命。 5.編織帶束層 為了提高子午線輪胎的耐久性能、高速性能及轉(zhuǎn)彎

44、系數(shù)，研究開發(fā)采用芳綸簾線制造出編織帶束層。5.3.2 轎車子午線輪胎帶束層層數(shù)、角度、密度轎車子午線輪胎采用纖維帶束層一般為4-6 層， 角度為13-18交叉排列，采用鋼絲簾線一般為2層，簾線角可取得大一些約20-25。對(duì)高速轎車子午胎帶束層除鋼絲簾線之外，還采用層尼龍簾線（冠帶層），角度排列為 0。帶束層簾線密度要視材料的類別和強(qiáng)度，如帶束層為纖維材料單根簾線強(qiáng)度低，簾線直徑細(xì)，故一般可用8-14根 /cm，而對(duì)鋼絲簾線來(lái)說(shuō)， 其強(qiáng)度高，簾線直徑也粗一些，因此簾線密度則用5-8根/cm 。對(duì)簾線密度的要求，既要保證帶束層所需的安全系數(shù)，同時(shí)還要考慮簾線之間的良好黏合性能，要保持一定的膠量。

45、帶束層的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)用公式 K=S/N式中 N帶束層簾線所受應(yīng)力，kg/根 P內(nèi)壓 帶束層平均直徑，cm n帶束層層數(shù) w帶束層密度，根/cm 帶束層角度 k安全倍數(shù)（轎車子午胎9-10倍，輕載子午胎一般在6.5倍以上） S單根簾線強(qiáng)力，kg/根5.4 轎車子午胎胎體簾線的選擇子午線輪胎從胎體簾線材料來(lái)看，可分為纖維簾線胎體和鋼絲簾線胎體兩種類型，一般轎車和輕載子午線輪胎為纖維簾線胎體，應(yīng)用纖維簾線做胎體的主要是轎車和輕型載重子午線輪胎，其帶束層材料多數(shù)配用鋼絲簾線，故稱為半鋼子午線輪胎。胎體用纖維簾線的品種比較多樣，主要有人造絲、聚酯、尼龍 和芳綸等。5.5 轎車子午胎胎圈結(jié)構(gòu)輪胎的胎圈承受著

46、內(nèi)壓應(yīng)力、制動(dòng)力矩、離心力以及與輪輞過(guò)盈配合時(shí)的過(guò)盈力等。子午線輪胎的胎圈承受的應(yīng)力比斜交胎大，因此必須加強(qiáng)胎圈，提高胎圈的剛性和強(qiáng)度。1. 加大三角膠芯，提高三角膠芯硬度，或采用復(fù)合膠芯。2. 保證胎圈從較硬的胎圈向柔軟的胎側(cè)均勻過(guò)渡，避免應(yīng)力集中。3. 改進(jìn)鋼絲圈結(jié)構(gòu)，提高鋼絲圈的強(qiáng)度。轎車子午線輪胎的胎體一般為1-2層纖維簾布組成，鋼絲圈被簾布層末端向外反包住，胎圈部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。三角膠為一個(gè)硬膠芯，鋼絲圈設(shè)有內(nèi)包布纏住， 以防在硫化過(guò)程中產(chǎn)生鋼絲圈變形。胎圈還設(shè)有外包布（無(wú)紡布）或采用子口護(hù)膠，如圖所示。圖5-5轎車子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)1-硬三角膠芯；2- 鋼絲圈；3- 鋼絲圈內(nèi)包布；

47、4- 鋼絲圈外包布5.6 轎車子午胎胎面花紋的設(shè)計(jì)5.6.1 輪胎花紋的作用簡(jiǎn)言之，輪胎花紋的主要作用就是增加胎面與路面間的磨擦力，以防止車輪打滑，這與鞋底花紋的作用如出一轍。輪胎花紋提高了胎面接地彈性，在胎面和路面間切向力(如驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力和橫向力)的作用下，花紋塊能產(chǎn)生較大的切向彈性變形。切向力增加，切向變形隨之增大，接觸面的“磨擦作用”也就隨之增強(qiáng)，進(jìn)而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢(shì)。這在很大程度上消除了無(wú)花紋(光胎面)輪胎易打滑的弊病，使得與輪胎和路面間磨擦性能有關(guān)的汽車性能動(dòng)力性、制動(dòng)性、轉(zhuǎn)向操縱性和行駛安全性的正常發(fā)揮有了可靠的保障。有研究表明，產(chǎn)生胎面和路面間磨擦力的因素還包括有

48、這兩面間的粘著作用，分子引力作用以及路面小尺雨微凸體對(duì)胎面貌一新微切削作用等，但是，起主要作用的仍是花紋塊的彈性變形。1.胎面花紋設(shè)計(jì)的基本要求胎面花紋必須與路面有良好的接著性能。胎面花紋要耐磨、滾動(dòng)損失小。2.胎面花紋的類型胎面花紋可以分為三大類，條形花紋、越野花紋、混合花紋。普通花紋 適用于水泥、柏油和泥土等硬路面（好路面）上行駛；混合花紋 既適用于好路面，也能用于土路（壞路面）上行駛；越野花紋 用于無(wú)路面（如崎嶇不平的山路、礦山、松土路、砂地和建筑工地等）條件下行駛。5.6.2 轎車子午線輪胎胎面花紋輪胎表面形狀指輪胎胎紋，它決定了輪胎的使用特性，輪胎的抓地力、排水性和噪聲。從輪胎表面花

49、紋膠塊的形狀設(shè)計(jì)，就可以看出它是偏問(wèn)哪一種作用。是偏向抓地力還是排水性，是否有助于抑制噪聲。如果胎面花紋的膠塊都是大塊的，那么這種輪胎偏重于抓地力；如果膠塊是多且較小并有較多的溝槽，可能偏重于排水；如果在中線兩側(cè)膠塊花紋適當(dāng)錯(cuò)位，有助于降低噪聲。從胎面花紋膠塊的形狀也可以分析出它的抓地性能。如果膠塊的邊緣做得很尖銳，當(dāng)輪胎在路面上滾動(dòng)時(shí)每個(gè)膠塊就象刀子一樣切人路面，摩擦力會(huì)比邊緣圓滑的膠塊大很多。轎車子午線輪胎的花紋形式眾多，基本形式一般采用以縱向溝槽為主的花紋，由于子午線輪胎的冠部周向剛性大，可增設(shè)一些橫向（或接近橫向）的淺細(xì)溝槽，使整條縱向花紋分割斷開，以減小冠部胎面的周向剛性，提高輪胎行

50、駛性能。隨著車速的提高和輪胎系列的扁平化，輪胎花紋式樣也在不斷改進(jìn)。1、鋸齒曲折花紋 花紋由鋸齒形的曲折主溝和帶有斜度的橫向花紋溝組合而成，具有高里程、磨耗均勻、抗?jié)窕院谩⑿旭偲椒€(wěn)和滾動(dòng)阻力低等優(yōu)點(diǎn)。圖5-6 鋸齒曲折花紋2、直溝縱向花紋花紋由直線形縱向主溝和帶有斜度的橫向花紋溝組合而成。此花紋一般應(yīng)用于高速輪胎。這種輪胎一般適用于路況較好的路面，如高速公路或城市路面等。行駛中滾動(dòng)阻力小，因此與地面摩擦力小，具有較好的行駛導(dǎo)向性，很適宜于高速行駛。而且直溝輪胎排水性能優(yōu)異，在濕滑路面不易打滑，行駛中的噪音也較小。3、縱橫溝組合花紋在胎面中部一般具有曲折形的縱向花紋，而在接近胎肩的兩邊則制有橫向花紋。它吸收了直溝花紋排水性能好、噪聲小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼顧了橫溝花紋動(dòng)力性能方面的強(qiáng)項(xiàng)，比純粹的直溝花紋具有更好的驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力表現(xiàn)，適用路面狀況也更寬泛，一般道路可以行駛，路況差的道路也可以對(duì)付。圖5-7縱橫溝組合花紋4、防水滑輪胎由于高速汽車和低扁平率輪胎的廣泛使用，隨著車速的提高，輪胎的排水性能受到人們的普遍重視。排水不但涉及到汽車直線行駛問(wèn)題，也涉