轮胎概述

 

        轮胎是汽车等各种机动车辆的重要部件之一。其性能的优劣会直接影响车辆的性能。轮胎是固定在车辆的轮辋上，支撑着负载的车辆重量，传递着车辆的牵引力、制 动力和侧向力（转向力），减轻和吸收车辆在行驶时来自路面的振动和冲击，保证车辆与路面的附着性能，适应车辆的高速性能并降低行驶时的噪音。

        因此，车辆对轮胎提出许多严格并苛刻的要求。这些功能性能要求基本上可以下几个方面：安全性、 操纵稳定性、行驶性、乘坐舒适性和节能经济性等。轮胎是汽车组成部件中价格较高的部件之一，如载重汽车在卡车上装配的整组轮胎要占车辆价格的25％左右， 此外汽车使用过程中在轮胎上消耗的保养管理费约10－15％，所以必须努力提高轮胎的使用寿命和降低其成本。

       轮胎结构参数的变化会直接影响车辆的工作性能，因此，改进轮胎的结构应受到高度重视。我国“七五”规划明确规定了汽车工业为国民经济发展中的支柱工业，导致我国的轮胎工业也需相应地加速发展。国内的轮胎工业与国外相比，无论从品种到质量上差距较大。

        目前我国的轮胎工业发展是以提高产品质量为中心和产品更新换代，对尼龙斜交胎提出优质轻量化，换代产品的趋向是子午胎化、无内胎化和扁平化，实现这“三 化”技术的关键是要以轮胎结构设计为核心，产品结构带动创建新工艺、新设备。因此从事轮胎类橡胶制品的专业技术人员。应具备轮胎结构设计方面的基础知识， 为此培养本专业学生设置此专业课程作为走向工作岗位的基本功。

        轮胎依工作原理不同，可分为充气轮胎和实芯轮胎两大类。充气轮胎所充满压缩空气且固着于轮辋上的弹性橡胶/帘线复合材料壳体，依靠压缩空 气形成的充气垫弹性原理工作，因而一方面具有良好的缓冲弹性另一方面又可承受超过它自身重量几十倍的负荷能力，并适应于较高的行驶速度。广泛应用于汽车、 电车、拖拉机、工程车和飞机等高速交通工具上。实心轮胎由环状橡胶块固着于轮辋上构成，依靠橡胶弹性原理工作，不会发生因泄漏压缩而停止工作，使用简单， 负荷能力大，但滚动阻力大，不适应高速行驶，可用于炮车、起重铲车、载货拖车等特殊用途的车辆上。

 

轮胎构造

 

一、有内胎的轮胎

         有内胎的轮胎是由外胎、内胎和垫带组成。外胎是一个弹性胶布囊，它能使内胎免受机械损坏，使充气内胎保持规定的尺寸，承受汽车的牵引力和制动力，并保证轮胎与路面的抓着力。

         内胎是一个环形橡胶筒，置于外胎内，其中充入压缩空气。在内胎和轮辋之间有一条垫带(在深式轮辋上使用的轮胎则不用垫带)，垫带是具有一定断面形状的环形胶带，保护内胎不受磨损。

         有内胎轮胎的主要缺点是行驶温度高，不适应高速行驶，不能充分保证行驶的安全性，使用时内胎在轮胎中处于伸张状态，略受穿刺便形成小孔，而使轮胎迅速降压。 

二、无内胎轮胎

         这种轮胎不使用内胎，空气直接充入外胎内腔。轮胎的密封性是由外胎紧密着合在专门结构的轮辋上而达到的。为了防止空气透过胎壁扩散，轮胎的内表面衬贴有专 门的密封层，这样在穿刺时空气只能从穿孔跑出。但是，穿孔受轮胎材料的弹性作用而被压缩，空气只能从轮胎中徐徐漏出，所以轮胎中的内压是逐渐下降的。如果 刺入无内胎轮胎的物体(钉子等)保留在轮胎内，物体就会被厚厚的胶层包紧，实际上轮胎中的空气在长时间内不会跑出。

无内胎轮胎的优越性不仅是提高行驶安全性，这种轮胎穿孔较小时能够继续行驶，中途修理比有内胎轮胎容易，不需拆卸轮辋，所以在某些情况下可以不用备胎。无内胎轮胎有较好的柔软性，可改善轮胎的缓冲性能，在高速行驶下生热小和工作温度低，可提高轮胎的使用寿命。

 

三、外胎的构造

        外胎是由胎体、缓冲层、胎面、胎侧和胎圈组成。外胎断面可分成几个单独的区域：胎冠区、胎肩区(胎面斜坡)、屈挠区(胎侧区)、加强区和胎圈区。

        1. 胎体

        使外胎具有强度、柔软性和弹性的挂胶帘布主体称为胎体。胎体需要有充分的强度和弹性，以便承受强烈的震动和冲击，承受轮胎在行驶中作用于外胎上的径向、侧 向、周向力所引起的多次变形。胎体由一层或多层挂胶帘布组成，这些帘布能使胎体以及整个外胎具有必要的强度。

        2. 缓冲层

        胎体和胎面之间的胶片或挂胶帘布－胶片复合结构称为缓冲层。缓冲层用来预防胎体受到振荡和冲击，减少作用于胎体的牵引力和制动力，增强胎面胶和胎体间的附 着力。子午线结构轮胎的缓冲层由于其作用不同，一般称为带束层。外胎内产生的最大应力集中于缓冲层，而且缓冲层的温度最高。缓冲层的材料及结构一般因外胎 的规格和结构，以及胎体材料等不同而异。

        3. 胎面

        外胎最外面与路面接触的橡胶层称为胎面(通常，把外胎胎冠、胎肩、胎侧、加强区部位最外层的橡胶统称为胎面胶)。胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损，向路面传递汽车的牵引力和制动力，增加外胎与路面(土壤)的抓着力，以及吸收轮胎在运行时的振荡。

        轮胎在正常行驶时直接与路面接触的那一部分胎面称为行驶面。行驶面表面由不同形状的花纹块、花纹沟构成，凸出部分为花纹块，花纹块的表面可增大外胎和路面(土壤)的抓着力和保证车辆必要的抗侧滑力。花纹沟下层称为胎面基部，用来缓冲震荡和冲击。

        胎面花纹可分为三种基本类型：普通花纹、越野花纹和混合花纹。

        普通花纹用于硬路面行驶的轮胎，花纹分横向(如烟斗)和纵向(如锯齿)两种，花纹块总面积占胎面行驶面的70～80%，花纹应使轮胎与路面有良好的纵向和侧向抓着力，行驶低噪音和高耐磨。

        越野花纹用于无路面条件下行驶的轮胎。花纹分无向(如马牙)和有向(如人字)两种，花纹块总面积占胎面行驶面的40～60%，花纹块粗大，以使轮胎具有高行驶性能和良好的自洁性。

        混合花纹既用于硬路面，也用于土路面上行驶的轮胎，胎面的行驶部分由普通花纹块和越野花纹块构成，花纹块总面积占胎面行驶部分总面积的70%左右。这种花纹的外侧可保证外胎与土壤有良好的抓着力，使车辆能在坏路面行驶，比普通花纹胎面的磨损要大。

        4. 胎侧

        贴在胎体侧壁部位，用来防止胎体受机械损伤和其它外界作用(如泥、水等)的橡胶覆盖层称为胎侧。胎侧与胎面的不同是不承受大的应力，不与地面接触，因而不 受磨损，胎侧主要是在屈挠状态下工作，因此胎侧的厚度可以稍薄，但它能有效地承受多次屈挠应力，并应有很好的耐光老化和耐臭氧老化的性能。胎侧上标有轮胎 的商标等。

        5. 胎圈

        用来使外胎固定在轮辋上而又不易伸张的刚性部分称为胎圈。胎圈能使外胎牢固地固定在轮辋上，并在车辆运行时抵抗使外胎脱离轮辋的作用力。胎圈朝向胎内腔的 一边称为胎趾，与轮辋边缘相接触的一边称为胎踵。胎圈由钢圈、包圈胎体帘布及胎圈包布等组成。钢圈则由钢丝圈、三角胶及钢圈包布组成。钢丝圈使钢圈具有刚 性和强度。

 

轮胎标记的识别

 

        常用轮胎标记若为：195／55R1585VM＋S

 

　　195-轮胎截面宽度

 

　　55-轮胎断面高度

 

　　R-结构代码

 

　　15-轮毂直径(英寸)

 

　　85-单胎载荷指标(515公斤)

 

　　V-速度标志240km／h

 

         M＋S-泥地／雪地轮胎

 

 

 

轮胎的分类

 

   轮胎种类繁多，达数百种以上。一般习惯根据轮胎的气压、用途、结构、载荷能力等因素进行综合分类。常用的轮胎分类方法分述如下： 

      (1) 按充气与否可分为充气轮胎和实心轮胎。实心轮胎应用范围窄，完全用橡胶制成，大部分用于起重车、装卸车以及各种低速度、高负荷车辆， 不宜作交通运输用，基本上已被充气轮胎所取代。

 

      (2) 按结构不同可分为：普通结构轮胎(斜交胎)和子午线结构轮胎等。美国于50年代中期曾试制生产一种介于二者之间的带束斜交轮胎， 在1973年达到高潮。近年来， 由于子午线轮胎迅速发展，其所占比例急剧下降， 基本被淘汰。

 

      (3) 按胎体骨架材料分类，有棉帘线轮胎、人造丝帘线轮胎、尼龙帘线轮胎、聚酯帘线轮胎、钢丝帘线轮胎、浇注轮胎。

 

      (4) 按有无内胎可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两大类。普通结构轮胎多属有内胎轮胎， 通过内胎上的气门嘴充入压缩空气。无内胎轮胎则压缩空气可直接充入外胎内腔。

 

      (5) 按规格大小范围不同分类，可分为巨型轮胎、大型轮胎、中型轮胎和小型轮胎等。按名义断面宽不同区分，巨型轮胎在中国指工程轮胎， 大型轮胎指13.00-20和14.00-20；中型轮胎包括7.00-20在内至12.00-20；小型轮胎一般指轻型载重轮胎和轿车轮胎；微型轮胎如4.50-12、5.00-10和5.00-12等。

      (6) 按充气压力标准不同可分为固定气压轮胎和调压轮胎。调压轮胎又称为变压轮胎，气压可根据道路的不同而改变。固定气压轮胎其气压标准固定不变， 目前广泛使用。固定气压轮胎按气压高低有可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种，高压胎气压为5～7kg/cm2，其特点是刚性大、滚动阻力小，但缓冲性能差，在使用上受到限制，目前除马车胎外，各种轮胎均被低压胎所取代。低压胎的特点是气压低，在1.5～5kg/cm2范围内，缓冲性能较好， 能较好地吸收路面的震动和冲击，与路面接触压力较均匀，舒适性好，目前随着车辆载荷能力的提高，轮胎胎体骨架材料强度相应增加，低压胎相应的气压范围也发生了变化，随负荷能力的增大，气压普遍有所提高，有的低压胎内压高达7kg/cm2，仍保持低压胎的特性获得广泛应用。超低压胎的气压范围在1.5kg/cm2以下，其动负荷性能更优于低压胎，故轿车胎及通过性能好的越野车胎向超低压胎发展。

 

     (7) 按用途不同，可分为汽车轮胎、工程机械轮胎、农业和林业机械轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎、工业车辆轮胎，畜力车轮胎(马车轮胎)，力车轮胎等。

 

 

 

汽车轮胎按用途有可分为五类：

      a. 轿车轮胎 在良好路面上高速行驶用，最高行驶速度可达210km/h。

 

      b. 轻型载重汽车轮胎 一般指轮辋直径在405mm及其以下，断面宽为255mm及其以下规格的载重汽车轮胎，行驶于公路上，行驶速度可达80～100km/h。

 

      c. 载重和公共汽车轮胎 一般指轮辋直径为460～620mm， 断面宽为178mm及其以上的载重汽车、自卸货车、各种专用车和拖车等轮胎。其行驶面较复杂，有良好路面，也有较差的路面条件，行驶速度通常不超过80km/h。

 

      d. 越野汽车轮胎 越野汽车为前后轮驱动，主要行驶于坏路面上，如沙漠或其它无路面道路。这类轮胎要求具有较高的通过性能，一般使用较低的轮胎内压，行驶速度低。

 

      e. 矿山或伐木用载重汽车轮胎 这类轮胎用于矿山或林区的短途运输，一般行驶速度不高，但路面条件苛刻，要求轮胎具有良好的抗刺扎和耐切割性能。

 

     总之，关于轮胎的分类方法很多，相互之间有密切关系，较完整地反映出了轮胎的类型和品种。目前国际标准规定，应按轮胎的用途分类。

轮胎磨损原因

 

轮胎作为汽车的重要部件，其磨损主要由以下原因造成： 

（1）胎压过高与胎压不足。

（2）胎压不一致。

（3）四轮定位不符合规定。

（4）轮胎未能按规定及时换位。