1、汽車運用技術專業畢業論文-轎車子午線輪胎的設計 摘要隨著汽車工業的高速發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濟性更容易讓人接受本文介紹了子午線輪胎在我國的發展歷程和發展方向并對子午線輪胎的結構組成和其優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胎化帶束層簾布線輪胎花紋ABSTRACTAlong with automobile industrys high speed development our country automob

2、ile 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 comfortableness the se

3、curity 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 composition and its superio

4、rity has carried on the research analysis and has completed independently to passenger vehicle meridian tires designKEY WORDS radial ply tyre the flattening the tubeless typebelted layer the curtain wiring the tire tread目 錄摘要IABSTRACTII第1章 緒論5第2章 我國子午線輪胎的發展歷史與前景621 我國子午線輪胎的發展歷史622 子午線輪胎的發展方向7221 扁平化

5、7222 無內胎化的優點9第3章 子午線輪胎的結構特征1231 子午線輪胎的分類1332 子午線輪胎的結構13321 載重子午線輪胎的結構13322 轎車子午線輪胎的結構1433 子午線輪胎與斜交胎結構的差異1434 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1641 子午線輪胎骨架材料的性能1742 子午線輪胎骨架材料的分類17第5章 轎車子午線輪胎結構的設計1951 轎車子午線輪胎負荷的計算1952 轎車子午線輪胎斷面輪廓的設計特點19521 子午胎外直徑D和斷面寬B的確定19522 斷面水平軸的確定20523 胎圈間距的確定20524 斷面高與斷面寬之比HB20525 輪

6、胎行駛面弧度與寬度的選取21526 斷面輪廓曲線的設計2153 轎車子午線輪胎帶束層的設計23531 帶束層結構形式的類型23532 轎車子午線輪胎帶束層層數角度密度2354 轎車子午胎胎體簾線的選擇2455 轎車子午胎胎圈結構2456 轎車子午胎胎面花紋的設計25561 輪胎花紋的作用25562 轎車子午線輪胎胎面花紋26563 轎車子午胎胎肩花紋的設計28564 子午胎花紋溝深度夠寬角度形狀的設計29第6章 總結31參考文獻32致謝33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汽車的駛性通

7、過性環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故障輕則汽車停駛重則發生事故因此對輪胎的認識很重要我國子午線輪胎的發展歷史與前景 我國子午線輪胎的發展歷史1948年法國米其林輪胎公司試制生產了全世界第一條全鋼絲子午線輪胎子午線輪胎的發明是輪胎工業中的一場革命已成為汽車輪胎發展的新方向 我國龐大的汽車需求量促進了輪胎行業的快速增長2007年1-8月中國輪胎產量為33836億條同比增長23子午線輪胎產量為153億條同比增長367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主營業務收入199

8、3291萬同比增長3010實現利潤總額60882萬同比增長24374利潤增速均高于收入增速行業整體發展狀況良好車用輪胎行業凈利潤增長達到1462盈利能力明顯超過洗滌行業隨著我國巨大的汽車保有量和持續增長的汽車消費而迎來了又一發展階段帶來了車用輪胎企業發展機會 競爭現狀我國輪胎企業主要分為國有合資獨資民營等三大類企業在機制技術產品資金營銷方面各有千秋國有企業基礎雄厚但除少數企業外大部分步履蹣跚受體制制約因素發展緩慢合資獨資企業具有資金管理技術等方面的優勢但大多重心放在中高端產品除轎車輕載等半鋼子午胎外其他品種并不占有規模優勢民營企業依靠機制靈活進步很快但技術和營銷網絡方面的實力稍遜一籌 2009

9、年輪胎行業出現前所未有的繁榮局面業內人士定義為行業井噴2009年輪胎產量655億條同比增長18輪胎行業井噴主要原因是汽車行業快速增長2009年中國汽車產量約1379萬輛同比增長48同期汽車銷量約1364萬輛同比增長46汽車產銷量均創歷史新高居世界第一位遠遠高于2008年全年的產量增長5銷量增長6的水平此外機械行業快速增長也是橡膠輪胎行業井噴的需求助力之一2009年機械行業的生產總值同比大幅增長332011中國子午線輪胎市場趨勢觀察研究預測報告預測 輪胎行業在井噴之后持續大幅增長的可能性較小在汽車行業的持續增長和機械行業的景氣高位的情況下行業整體盈利維持在較高水平預計2011-2012兩年輪胎行

10、業的需求增速將保持在10-15的水平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若HB1則稱為普通斷面輪胎現代轎車的輪胎高寬比多是50至70之間這個百分比數值又稱為系列系列越小輪胎形狀越扁平2轎車輪胎現在由7060系列向5550453525系列等發展載重輪胎由80系列向656045系列等方向發展圖2-1 普通輪胎與子午胎的比較從汽車的發展歷史來看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1一直到二次大戰后才出現了扁平率1以下的輪胎有了稍微扁平的輪胎60年代初美國出現了扁平率08的輪胎60年末則出現了扁平率07的輪胎現在興起的低扁

11、平化輪胎與地面接觸面大抓地力強除了具有操縱穩定性好外還具有高速耐久力好和制動力好的優點因為扁平輪胎不容易產生駐波駐波是一種導致輪胎變形的物理現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現在的轎車普遍用子午線真空輪胎無內胎輪胎商用汽車也普遍使用子午線輪胎無內胎輪胎 TUBELESS 也稱真空胎有的地方也叫空心胎顧名思義無內胎輪胎也就是輪胎里面沒有內胎其實無內胎輪胎并不是沒有內胎它只不過是把

12、內胎更科學更進步地用另外一種材料另外一種方法和外胎溶為了一體無內胎輪胎的內側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部當釘子等物一刺入空氣在從洞口外泄時胎內膜立刻隨著 空氣的外流而收縮堵住洞口膠膜與輪胎一體其間沒有漏氣的空隙另外進氣口只有一個輪胎口和輪圈的嚴密咬合也不會漏氣因此當輪胎被鐵釘等物刺 入以后空氣不是突然流失只能從被刺的地方慢慢地漏出 因為內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間進行處理這樣既不會因 為空氣的突然流失而發生車禍 車速快時前輪突然漏氣往往造成車輛側翻等惡性事故 也不會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

13、理想的輪胎 1 無內胎在被異物刺穿后氣壓不會迅速消失仍能行駛幾十公里 2 提高車輛行駛安全性同時容許輪胎得到更換和修補圖2-2 有內胎與無內胎的比較由于無內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定性高安全更有保證 3 轉向時操控性能好 4 制動距離短剎車更平穩全鋼載重無內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有內胎墊帶加之接地面更加穩定運行時無內胎輪胎生熱少散熱快 7 生熱量小高速性能好 8 運行更加安全無內胎輪胎斷面低外直徑小可降低卡客車重心 9 使貨運更加平穩更加安全 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經濟性

14、好 1 較高的性價比以12R225 HN257代替1100R20 HN08 等效替換 為例12R225 HN257價格比1100R20 HN08低35元左右且其磨損壽命比1100R20 HN08提高10左右性價比明顯高于1100R20 HN08 2 滾動阻力低耗油率降低2由于全鋼載重無內胎周向剛性大滾動阻力低對比斜交線輪胎可節省6 10的燃料考慮到路況停車啟動等因素的影響保守估計全鋼載重無內胎的節油率應在2 左右 3 車身重量減輕可降低車輛油耗采用全鋼載重無內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個輪計算使用無內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

15、-3 全鋼載重有內胎與無內胎的結構差異 4 接地壓力比較均勻無內胎輪胎磨損均勻磨損壽命遠遠長于有內胎輪胎使用壽命延長 5 輪胎磨損均勻花紋再刻機會增加 6 有利于環境保護 7 無內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于路面的破壞無內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生 8 全鋼載重無內胎滾動阻力小可以降低燃料消耗從而減少汽車尾氣排放 9 無需內胎墊帶部件減少生產運輸資源原材料能源及人力的消耗使用無內胎輪胎對于輪圈的要求比較嚴格輪圈必須沒有碰撞過沒有銹蝕必須經過氣密性試驗不能有"沙眼"否則輪胎口和輪圈的咬合不嚴無法充氣子午線輪胎

16、簾布層內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其不同功能而選用的膠料胎面膠因為輪胎的胎面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

17、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良的耐疲勞和耐臭氧性能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硬緩沖層的平緩過渡和避免胎肩部位的脫空現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聚力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條件下

18、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因此應具有優異的耐疲勞性能和良好的粘合性能胎圈三角膠為了加強胎圈部位使胎圈能夠穩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可以說子午線輪胎是人類智慧的結晶圖3-1 子午線輪胎的種類子午線輪胎的結構載重子午線輪胎的結構圖3-2 載重汽

19、車子午線輪胎的結子午線輪胎主要由胎冠胎側胎圈三大區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襯層等構成圖3-3 轎車子午線輪胎的結構11-硬三角膠芯2-鋼絲圈3-鋼絲內包布4-鋼絲外包布圖3-4 轎車子午線輪胎的結構2子午線輪胎與斜交胎結構的差異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

20、體簾線層數為偶數胎體承受內壓引起的初始應力的80902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構使13胎面耐磨滾動阻力小節省燃料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例如全纖維子午線輪胎主要為輕型轎車輪胎和拖拉機輪胎半鋼絲子午線輪胎主要為高速轎車輪胎和輕型載重

21、輪胎900R20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900R20可用全鋼絲亦可用半鋼絲轎車子午線輪胎結構的設計轎車子午線輪胎負荷的計算輪胎的負荷能力是取決于輪胎內部的空氣壓力 所以一般情況下增加氣壓就可提高輪胎的負荷能力此外車輛行駛速度對輪胎的負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荷百分率會略有下降Bd B070-0637dB070 B1×180°-1sin W1B1 1356°d 096B070-H式中K-負荷系數此值與輪胎的結構和高寬比有關50系列70系列子午線輪胎K 16557880系列子午線輪胎K 1743d 圓

22、形輪胎實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 101×設計斷面高扁平輪胎最大斷面高H 102×設計斷面高cm轎車子午線輪胎斷面輪廓的設計特點子午胎外直徑D和斷面寬B的確定 到目前為止還沒有科學的方法來確定輪胎硫化模型尺寸與充氣壓后輪胎尺寸之間的關系因此子午胎的設計也只能根據經驗考慮不同的胎體簾線的伸長性能輪胎斷面輪廓形狀帶束層角度和長度等的影響來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BB人造絲

23、簾線100102聚酯簾線102103尼龍簾線103以上轎車子午線輪胎高寬比為0708時 人造絲胎體鋼絲帶束層結構 充氣后外徑一般膨脹02mm斷面寬膨脹02根據經驗子午線輪胎DD值大約在10001003之間BB值為100102左右表5-2 幾種轎車子午線輪胎斷面膨脹率輪胎規格DDBB20575R15100221016185SR1410015100018570SR141000100218570SR1309981000165SR1410011007175SR1410011011根據輪胎外直徑和內直徑算出斷面高H斷面水平軸的確定斷面水平軸位于斷面最寬點是輪胎法向變形最大部位用數值H1H2表示 普通斜交

24、輪胎H1H2值大約在083095間而子午線輪胎通常在10112左右轎車子午胎胎約在100120之間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1525mmC值小于輪輞寬度可提向輪胎的耐磨性能和側向剛性C與B之比一般而言轎車子午線輪胎為0708斷面高與斷面寬之比HB HB影響輪胎接地面積的長寬比HB值愈小則輪胎的側偏角滾動阻力磨耗和噪聲亦愈小低斷面輪胎的高速穩定性好對子午線輪胎而言HB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主要受胎體簾線性能的影響由BB的膨脹比來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的系列其HB之

25、比大體上成為定值據介紹載重子午線輪胎HB為096105轎車子午線輪胎為080085但對寬輪輞低斷面載重子午線輪胎和轎車子午線輪胎來說都因有相應的系列分類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HB示意圖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有關為確定和兩個參數應考慮帶束層寬度Bw與行駛面寬度行駛面弧度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有較大的接地面積子午胎的h與H之比一般

26、宜取002004b與B之比為07085斷面輪廓曲線的設計圖5-2 輪廓曲線設計由于子午線輪胎胎體簾線角度為90° 也有稱0° 從靜態力學平衡方程式中得出其曲率半徑公式可簡化為公式子午線輪胎式中 輪廓任意點的曲率半徑 rk胎冠點半徑 rm斷面最寬點半徑 r輪廓任意點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的曲率半徑 根據各點不同的曲率半徑作出平衡輪廓曲線圖5-3 自然平衡輪廓曲線1-帶束層2-均勻胎體應力3-胎面圖5-4輪胎斷面輪廓繪制圖轎車子午線輪胎帶束層的設計帶束層結構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6

27、075的應力帶束層的剛性對子午線輪胎使用性能影響很大因此對它的設計與計算是子午線輪胎結構設計的核心問題由于轎車子午胎帶束層的材料種類和規格眾多 因此帶束層結構形式的類型也就比較多1普通疊層式 對速度級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這種帶束層結構的優點是工藝操作簡便同時也能保持良好的耐久性耐刺扎性牽引性和行駛溫度低等優異性能2鋼絲纖維混合式 針對速度級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構的主要目的是為了增加帶束層邊端的剛性

28、從而提高胎面磨耗均勻性與輪胎行駛穩定性同時折疊式可防止帶束層端部脫層由此提高輪胎的 臨界速度來獲得輪胎在高速行駛時的安全性4包邊式 這種結構帶束層由于帶束層和包邊層對應力的適應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彎系數研究開發采用芳綸簾線制造出編織帶束層轎車子午線輪胎帶束層層數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°對高速轎車子午胎帶束層除鋼絲簾線之外還采用層尼龍

29、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度如帶束層為纖維材料單根簾線強度低簾線直徑細故一般可用8-14根 cm而對鋼絲簾線來說 其強度高簾線直徑也粗一些因此簾線密度則用5-8根cm 對簾線密度的要求既要保證帶束層所需的安全系數同時還要考慮簾線之間的良好黏合性能要保持一定的膠量帶束層的強度計算應用公式 K SN式中 N帶束層簾線所受應力kg根 P內壓 帶束層平均直徑cm n帶束層層數 w帶束層密度根cm 帶束層角度 k安全倍數轎車子午胎9-10倍輕載子午胎一般在65倍以上 S單根簾線強力kg根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看可分為纖維簾線胎體和鋼絲

30、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 和芳綸等轎車子午胎胎圈結構輪胎的胎圈承受著內壓應力制動力矩離心力以及與輪輞過盈配合時的過盈力等子午線輪胎的胎圈承受的應力比斜交胎大因此必須加強胎圈提高胎圈的剛性和強度加大三角膠芯提高三角膠芯硬度或采用復合膠芯保證胎圈從較硬的胎圈向柔軟的胎側均勻過渡避免應力集中改進鋼絲圈結構提高鋼絲圈的強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構簡單三角膠為一個硬膠

31、芯鋼絲圈設有內包布纏住 以防在硫化過程中產生鋼絲圈變形胎圈還設有外包布無紡布或采用子口護膠如圖所示圖5-5轎車子午線輪胎胎圈結構1-硬三角膠芯2- 鋼絲圈3- 鋼絲圈內包布4- 鋼絲圈外包布轎車子午胎胎面花紋的設計輪胎花紋的作用簡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 如驅動力制動力和橫向力 的作用下花紋塊能產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進而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢這在很大程度上消除了無花紋 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

32、的汽車性能動力性制動性轉向操縱性和行駛安全性的正常發揮有了可靠的保障有研究表明產生胎面和路面間磨擦力的因素還包括有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

33、噪聲從輪胎表面花紋膠塊的形狀設計就可以看出它是偏問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膠塊花紋適當錯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輪胎在路面上滾動時每個膠塊就象刀子一樣切人路面摩擦力會比邊緣圓滑的膠塊大很多圖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阻力小因此與地面摩擦力小具有較好的行駛

34、導向性很適宜于高速行駛而且直溝輪胎排水性能優異在濕滑路面不易打滑行駛中的噪音也較小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點同時兼顧了橫溝花紋動力性能方面的強項比純粹的直溝花紋具有更好的驅動力制動力表現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題也涉及到汽車轉向行駛問題胎面與路面間積水來不及排除便會在兩面間形成水膜將輪胎慢慢托起在一定條件下甚至完全離開路面使汽車完全喪失操縱性

35、這種現象被稱之為輪胎滑水現象從而對行車安全構成嚴重威脅經常在高速公路上行駛的轎車在有條件的情況下應盡量選擇抗滑水輪胎這種花紋的主要特點是在胎面中部設計出寬大的排水溝 主溝 使輪胎能將集中到中間的水大量拋向后面在輪胎與路面之間形成較大的排水空間在主溝兩則有通往胎側的側溝利用輪胎的彈性將水擠壓往側邊故排水距離短排水效率高從而最大限度地養活了輪胎在濕路面高速行駛可能產生的滑水現象提高了行車的安全性抗滑水輪胎一律按順方向放置提高排水效率而反向放置則排水效率比非滑水輪胎的還要差圖5-8防水滑輪胎5低噪聲花紋由于輪胎滾動在接觸地面部分的胎面被擠壓花紋溝部容積縮小溝內空氣被擠出當胎面離開地面時溝部容積恢復空

36、氣又跑進去這樣空氣流出流進就好象泵氣一樣所產生的噪聲也稱為泵氣噪聲另外胎面花紋接觸地面時也會產生連續打擊路面的振動噪聲根據試驗表面光滑的輪胎發出的噪聲最小因為上述產生噪聲因素的作用最低換句話說只要胎面有花紋就會有一定程度的噪聲只是噪聲程度的大小差別而巳胎面花紋對輪胎影響是多方面的有時甚至是互相影響彼此矛盾因此從設計的角度來說對于一些設計參數不可能做到面面俱到追求最優只能根據輪胎的用途突出重點優化選擇例如要追求較大的抓地性能很可能噪聲程度也較大因為摩擦越大振動越大振動越大噪聲也越大所以抓地力較大的輪胎一般噪聲也會大一些花紋愈深則花紋塊接地彈性變形量愈大由輪胎彈性遲滯損失形成的滾動阻力也將隨之增加較深的花紋不利于輪胎散熱使胎溫上升加快花紋根部因受力嚴懲而易撕裂脫落等花紋過淺不僅影響其貯水排水能力容易產生有害的滑水現象而且使