轮胎知识

洗衣做饭36

轮胎的简史
8 R( h% ?( d8 y早期的汽车使用木制或铁制的车轮，汽车的悬架结构也不完善，再加上路面行驶条件不好，尽管汽车行驶速度不高，但还是颠簸得厉害。
　　有位海军上校对乘坐早期汽车的感受如下追述：“是我初次尝试不用马拉的交通工具。1896年，我乘坐铁轮的汽车在高低不平的花岗石路上行驶，车子的剧烈颠簸使我联想到药水瓶上的说明——服前摇匀”。
　　橡胶轮胎的出现是汽车进一步发展的先决条件。提到橡胶，人们自然会想到橡胶之父查尔斯·古德伊尔。1834年，他受焦炭炼钢的启发，开始进行软橡胶硬化的试验。经过无数次失败后，在一个偶然的机会，发现了硫化橡胶受热时不发粘而且弹性好，于是硬化橡胶诞生了，橡胶轮胎制造业从此也应运而生。
0 D( @$ M1 F; B0 _( G; H2 i　　1845年，英国一个铁匠获得了第一个橡胶充气轮胎的专利权。他用涂有橡胶的帆布制成内胎，外面包上皮革以抵抗粗糙路面对它的磨损，然后充入空气。1900年实心橡胶轮胎几乎普及。
　　为了提高实心胎的性能，当时的制造商在橡胶内胎中填充了五花八门的东西作为减震材料。实心胎应用一直持续了很长时间，但要提高实心胎的性能有很大的局限性，人们又把眼光投向了充气轮胎上。
　　1895年，法国人米希蓝把1888年发明的自行车充气轮胎经过改良后安装在汽车上，参加巴黎至波尔多的比赛，才出现首辆使用这种轮胎的汽车。
/ [5 @! G7 e2 y) N! w! c　　1911年，美国哈德门轮胎和橡胶制品公司的财务管理员菲利普，在亚利山大·施特劳斯的文件中发现了施特劳斯于1894年的一次发明，即可织物在一个方向上拉伸而在另一个方向上却不变。于是他们公司利用这一发明，推出了成套的内外胎，即用橡胶和织物织成外胎，里面装上橡胶内胎。至此，充气轮胎取得了完全的成功，汽车才真正穿上了现代化的“鞋子”。
轮胎的组成
# ~5 i& c- \9 W+ M% L3 [% W5 D( T; |轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构，都向无内胎、子午线结构、扁平（轮胎断面高与宽的比值小）和轻量化的方向发展。外胎由胎面、胎侧、缓冲层（或带束层）、帘布层及胎圈组成。用于承受各种作用力。胎侧是轮胎侧部帘布层外层的胶层，用于保护胎体。帘布层是胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层，是轮胎的受力骨架层，用以保证轮胎具有必要的强度及尺寸稳定性。缓冲层（或带束层）为斜交轮胎胎面与胎体之间的胶布层或胶层，用于缓冲外部冲击力，保护胎体，增进胎面与帘布层之间的粘合。胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布组成，起固定轮胎作用。轮胎的规格以外胎外径D、胎圈内径或轮辋直径d、断面宽B及扁平比（轮胎断面高H／轮胎断面宽B）等尺寸加以表示，单位一般为英寸（in）（1in＝2.54cm）。汽车轮胎是橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品，制造工艺是机械加工和化学反应的综合过程。橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面；帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷；钢丝经合股、包胶后成型为胎圈；然后将所有半成品在成型机上组合成胎坯，在硫化机的金属模型中，经硫化而制成轮胎成品。
轮胎的分类
轮胎常见的分类方式是按照结构划分为斜交线轮胎、子午线轮胎。子午线胎与斜交线胎的根本区别在于胎体。斜交线胎的胎体是斜线交叉的帘布层；而子午线胎的胎体是聚合物多层交叉材质，其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布，可减少轮胎被异物刺破的几率。
　　从设计上讲，斜交线轮胎有很多局限性，如由于交叉的帘线强烈摩擦，使胎体易生热，因此加速了胎纹的磨损，且其帘线布局也不能很好地提供优良的操控性和舒适性；而子午线轮胎中的钢丝带则具有较好的柔韧性以适应路面的不规则冲击，又经久耐用，它的帘布结构还意味着在汽车行驶中有比斜交线小得多的摩擦，从而获得了较长的胎纹使用寿命和较好的燃油经济性。同时子午线轮胎本身具有的特点使轮胎无内胎成为可能。无内胎轮胎有一个公认优点，即当轮胎被扎破后，不像有内胎的斜交线轮胎那样爆裂（这是非常危险的），而是使轮胎能在一段时间内保持气压，提高了汽车的行驶安全性。另外，和斜交线轮胎比，子午线轮胎还有更好的抓地性。
0 k& |0 `( u; e  i& l如何识别轮胎标记
. a; \: t' A; Z6 [3 g/ H# K& s5 s" j轮胎是汽车的重要部件，在汽车轮胎上的标记有10余种，正确识别这些标记对轮胎的选配、使用、保养十分重要，对于保障行车安全和延长轮胎使用寿命具有重要意义。
　　轮胎规格：规格是轮胎几何参数与物理性能的标志数据。轮胎规格常用一组数字表示，前一个数字表示轮胎断面宽度，后一个数字表示轮辋直径，均以英寸为单位。中间的字母或符号有特殊含义：“x”表示高压胎；“R”、“Z”表示子午胎；“一”表示低压胎。
　　层级：层级是指轮胎橡胶层内帘布的公称层数，与实际帘布层数不完全一致，是轮胎强度的重要指标。层级用中文标志，如12层级；用英文标志，如″14P．R″即14层极。
. U4 |7 g3 j- c; U" ~( _+ {" k　　帘线材料：有的轮胎单独标示，如“尼龙”（NYLON），一般标在层级之后；世有的轮胎厂家标注在规格之后，用汉语拼音的第一个字母表示，如9.00－20N、7.50－20G等，N表示尼龙、G表示钢丝、M表示棉线、R表示人造丝。
; i% Y# }2 Z+ O, Q0 K/ w　　负荷及气压：一般标示最大负荷及相应气压，负荷以“公斤”为单位，气压即轮胎胎压，单位为“千帕”。
6 g' y5 M( V1 M" j　　轮辋规格：表示与轮胎相配用的轮辋规格。便于实际使用，如“标准轮辋5.00F”。
' C! b' P& R3 m& Q$ F% \　　平衡标志：用彩色橡胶制成标记形状，印在胎侧，表示轮胎此处最轻，组装时应正对气门嘴，以保证整个轮胎的平衡性。
- H' c' T8 i* `7 ^4 Z2 d　　滚动方向：轮胎上的花纹对行驶中的排水防滑特别关键，所以花纹不对称的越野车轮胎常用箭头标志装配滚动方向，以保证设计的附着力、防滑等性能。如果装错，则适得其反。
8 n6 V* H! k4 |( d　　磨损极限标志：轮胎一侧用橡胶条、块标示轮胎的磨损极限，一旦轮胎磨损达到这一标志位置应及时更换，否则因强度不够中途爆胎。
; j: Y" d  B& q9 O0 W6 o$ {　　生产批号：用一组数字及字母标志，表示轮胎的制造年月。如“98N08B5820”表示1998年8月B组生产的第5820只轮胎。生产批号用于识别轮胎的新旧程度及存放时间。
' [& k/ h# C6 H) O7 Q4 R9 B) s　　商标：商标是轮胎生产厂家的标志，包括商标文字及图案，一般比较突出和醒目，易于识别。大多与生产企业厂名相连标示。
　　其它标记：如产品等级、生产许可证号及其它附属标志。可作为选用时参考资料和信息。
' t8 D7 t! O  e2 M9 O  l4 f　　轮胎标记一般都标志得比较规范，识别清楚后就可放心选购和使用了。
, d1 A3 O# e! k0 ~- u" l9 T. U8 S如何选购轮胎
了解了轮胎的基本知识，还只是第一步，下一步就是考虑如何买适合自己轿车的轮胎了，在选择时，除了要了解自己轿车需要的轮胎规格外，还要注意下面几个方面。
　　首先优先考虑原厂轮胎，原厂轮胎是最能配合汽车速度及汽车的最大载重的，因此从理论上说，在更换轮胎时应优先考虑。
　　其次留意轮胎花纹，汽车轮胎上的花纹，除了起到美观的效果之外，对轮胎的性能也有极大的影响。经常在深圳行驶的汽车，应该选择那些排水性比较好的花纹轮胎，比如有规则的小块状的花纹；而需要越野和跑长途的汽车，则可以选择大块状的花纹。
$ s. H- o# K$ P0 o  n　　最后如果你对车辆原来的操控性不满意，可以考虑更换扁平比更低的轮胎，对很多车型来说，改善车辆外观及操纵性能的最有效方法之一便是更换低扁平比的轮胎。每一种款式的轮胎都有它们特定的功能，因此在选择轮胎时，应该问清楚什么款式的轮胎适合怎么样的驾驶习惯，这样车子行驶时才更安全，花在轮胎上的钱也更为值得。
　　在购买轮胎的时候，不要只看价格，应该向专业人士请教，他们会帮你准确地配好适当的轮胎。
# m6 W* w/ R/ L; D　　在选择轮胎的时候，还要注意，千万不要把不同类型的轮胎混合使用，比如说把比较适合越野车使用的轮胎，和一般汽车的轮胎放在一起，或者把定向的跑车轮胎和一般的胎轮混合使用。
! U5 ]' C6 X+ o5 j　　当然在选购中还要尽量避免翻新胎，目前深圳特别是一些街边小店经常会将一些翻新胎以次充好销售，消费者在选购中一定要留意。鉴别翻新胎的方法很简单：最常见的就是观察轮胎的色彩和光泽，翻新后的轮胎颜色和光泽都比较黯淡，因此碰上这样的轮胎千万不要盲目购买。
( X8 N% l0 f) m: d4 m* H　　专业的师傅则是通过轮胎上的那些标志来鉴别轮胎，汽车轮胎上都有一些突起的标志，标明轮胎的型号和性能，这些就是鉴别翻新轮胎的突破点。翻新过的轮胎的标志都是翻新后重新贴上去的，而崭新轮胎的这些标志则是和轮胎一体的，鉴别方法就是用手指甲抓挠这些标志，一般翻新胎的这些标志贴得都不是很紧，能抓掉的必是翻新胎无疑。
　　近几年来，国外轿车轮胎的发展潮流是越来越多地使用大宽度、大内径和低扁平比的轮胎。而目前国产轿车采用较多的还是小宽度、小内径和高扁平比的轮胎。高扁平比的轮胎由于胎壁长，缓冲能力强，相对来说舒适性较高，但对路面的感觉较差，转弯时的侧向抵抗力弱。反之，低扁平比、大内径的轮胎，因胎壁较短，胎面宽阔。因此接地面积大，轮胎可承受的压力亦大，对路面反应非常灵敏，转弯时的侧向抵抗能力强，使车辆的操控性大大加强。目前国内批量生产的轿车中使用的扁平比最大的轮胎是225／55R16,而许多进口的豪华轿车或运动型轿跑车的轮胎则达到了225／45R17,甚至有的达到245／40R18。车辆装配大宽度、大内径、低扁平比的轮胎后，除了操纵性强，外观视觉效果也给人很威猛的感觉。一般说来，车辆出厂时所配备的轮胎都是厂家经过反复测试后选择的最佳规格。如果有车主想要更换轮胎尺寸，必须在专业人员的指导下进行，不能随意而为，因为这涉及到很多问题，稍有疏忽就可能对行车安全造成危害。另外，低扁平比轮胎会显得更“娇贵”一些，在使用过程中应更注意和爱护。
% Z% ~: I1 [* \; \! Q8 S3 T汽车轮胎花纹的学问
. u" n/ o- I5 N+ c9 v) q汽车依靠轮胎支承在路面上，而直接与路面接触的却是轮胎花纹。轮胎不仅承载、滚动，而且通过其花纹块与路面产生的磨擦力，成为汽车驱动、制动和转向的动力之源。
　　下面就轮胎花纹的作用以及影响花纹作用的因素等做一分析。
　　一、轮胎花纹的作用.
　　简言之，轮胎花纹的主要作用就是增加胎面与路面间的磨擦力，以防止车轮打滑，这与鞋底花纹的作用如出一辙。轮胎花纹提高了胎面接地弹性，在胎面和路面间切向力(如驱动力、制动力和横向力)的作用下，花纹块能产生较大的切向弹性变形。切向力增加，切向变形随之增大，接触面的“磨擦作用”也就随之增强，进而抑制了胎面与路面打滑或打滑趋势。这在很大程度上消除了无花纹(光胎面)轮胎易打滑的弊病，使得与轮胎和路面间磨擦性能有关的汽车性能——动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性的正常发挥有了可靠的保障。有研究表明，产生胎面和路面间磨擦力的因素还包括有这两面间的粘着作用，分子引力作用以及路面小尺雨微凸体对胎面貌一新微切削作用等，但是，起主要作用的仍是花纹块的弹性变形。
　　二、影响花纹作用的因素影响花纹作用的因素较多，但起主要作用并与汽车使用有关的因素是花纹型式和花纹深度。
  a: L  P6 J/ |1 ?' y$ E$ n1 f　　1.花纹型式的影响.
　　轮胎花纹型式多种多样，但归纳起来，主要有3种：普通花纹、越野花纹和混合花纹。
　　(1)普通花纹.
　　普通花纹适合于在硬路面上使用。它分为纵向花纹、横向花纹和纵横兼有花纹。
" z0 n% P6 W0 E) n) M* h　　a)纵向花纹.
6 u4 h8 _  A& I& G　　纵向花纹的共同特点是胎面纵向连续，横向断开(图1a)，因而胎面纵向刚度大，而横向刚度小，轮胎抗滑能力叶现出横强而纵弱。这种花纹轮胎的滚动阻力较小，散热性能好，但花纹沟槽易嵌入碎石子儿。综合起来看，这种型式花纹适合在比较清洁、良好的硬路面上行驶。例如，轿车、轻型和微型货车等多选择这种花纹。
+ x4 ^% K! _; O/ _( t　　b)横向花纹横向花纹共同特点是胎面横向连续，纵向断开(图1b)，因而胎面横向刚度大，而纵向刚度小。故轮胎抗滑能力呈现出纵强而横弱，汽车以较高速度转向时，容易侧滑；轮胎滚动阻力也比较大，胎面磨损比较严重。这种型式花纹适合于在一般硬路面上、牵引力比较大的中型或重型货车使用。
7 t* \9 z+ X" y8 F  u2 M2 v# M　　c)纵横兼有花纹.
, i* m4 w# l8 K5 u  ]　　这种花纹介于纵向花纹和横向花纹之间(图1c)。在胎面中部一般具有曲折形的纵向花纹，而在接近胎肩的两边则制有横向花纹。这样一来，台面的纵横抗滑能力比较好。因此这种型式花纹的轮胎适应能力强，应用范围广泛，它既适用于不同的硬路面，也适宜和于轿车和货车。
' Z% Q7 g: y) e* I& e, K　　(2)越野花纹.
　　越野花纹的共同特点是花纹沟槽宽而深，花纹块接地面积比较小(约40%~60%)。在松软路面上行驶时，一部分土壤将嵌入花纹沟槽之中，必须将嵌入花纹沟槽的这一部分土壤剪切之后，轮胎才有可能出现打滑，因此，越进驻花纹的抓着力大。根测试，在泥泞路上，同一车型的车辆使用越野花纹轮肿的牵引力可达普通花纹的1.5倍。
" u2 s! D" u2 c5 C　　越野花纹分为无向和有向花纹两种(如图2)。有向花纹使用时具有方向性。越野花纹轮胎适合于在崎岖不平的道路、松软土路和无路地区使用。由于花纹块的接触压力大，滚动阻力大，故不适合在良好硬路面上长时间行驶。否则，将加重轮胎磨损，增加燃油消耗，汽车行驶振动也比较厉害。
　　(3)混合花纹.
0 a! J, t+ i! s6 q) j8 Z% E& B# l　　混合花纹是普通花纹和越野花纹之间的一种过渡性花纹。其特点是胎面中部具有方向各异或以纵向为主的窄花纹沟槽，而在两侧则以方向各异或以横向为主的宽花纹沟槽。这样的花纹搭配使混合花纹的综合性能好，适应能力强。它既适应于良好的硬路面，也适应于碎石路面、雪泥路面和松软路面，附着性能优于普通花纹，但耐磨性能稍逊。目前，一些货车和四轮驱动的乘用车多使用这种型式的花纹轮胎。
　　2.花纹深度的影响.
　　花纹愈深，则花纹块接地弹性变形量愈大，由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也将随之增加。较深的花纹不利于轮胎散热，使胎温上升加快，花纹根部因受力严惩而易撕裂、脱落等。花纹过浅不仅影响其贮水、排水能力，容易产生有害的“滑水现象”，而且使光胎面轮胎易打滑的弊端凸现出来，从而使前面提及的汽车性能变坏。
+ M% }/ b$ m) C5 U6 [　　因此，花纹过深过浅都不好。面客观规律是使用中花纹将越变越小。为了确保花纹作用的有效性，世界各国都对轮胎花纹磨损极限制定了明确的法规。并在轮胎胎肩沿圆周的若干等份处模刻轮胎磨耗极限警报标记“”或(和)“TWI”英文标记。当花纹块凸面磨损距离到花纹沟槽底部约1.6mm(1/16英寸)时，标记处的花纹已被磨平，故显露出窄横条状的光胎面，借此警示驾驶员，该轮胎已到了必须更换的时候了。
　　三、轮胎花纹使用注意事项.
+ Q2 B/ {) O/ T- u, ^7 P' `　　1.应根据车辆用途经常使用的路况和车速来选择比较合适的花纹轮胎。对于在一般硬路面上中速行驶的车辆，货车和客车等宜选用横向花纹或纵横兼有花纹轮胎；对于经常在高速公路及良好的硬路面上行驶的车辆宜选用散热性好、横向稳定怀强的纵向花纹和纵横兼有花纹轮胎。
; t8 E& o% T' q5 B, ^7 R　　2.随着车速的提高，胎面与路面间积水来不及排除便会在两面间形成水膜，将轮胎慢慢托起，在一定条件下甚至完全离开路面，使汽车完全丧失操纵性。这种现象被称之为轮胎“滑水现象”。影响滑水临界速度的因素较多，但其中轮胎花纹型式和深信芭为主要因素之一。经常在高速公路上行驶的轿车，在有条件的情况下，应尽量选择抗滑水轮胎(如图5)。这种花纹的主要特点是，在胎面中部设计出宽大的排水沟(主沟)，在轮胎与路面之间形成较大的排水空间。在主沟两则有通往胎侧的侧沟，故排水距离短，排水效率高，从而最大限度地养活了轮胎在湿路面高速行驶可能产生的“滑水现象”，提高了行车的安全性。
　　值得注意的是这种花纹具有方向性，安装时切忌大意.
　　3.有向花纹轮胎的旋转方向通常用模压在胎侧的＂箭头＂，标记表示.如果按照箭头方向旋转，即＂人字形＂花纹尖端先着地，则称顺方向放置反之，则称反方向旋转.
　　抗滑水轮胎一律按顺方向放置提高排水效率，而反向放置则排水效率比非滑水轮胎的还要差。
& ]# [1 ?$ M/ `: [7 m  ^% X: [　　越野有向花纹轮胎，若安装在驱动桥上，则应顺方向旋转，“人字形”花纹尖端像链子嵌入雪泥地，抓着能力强，而且嵌入花纹沟槽中的雪泥可从两侧被挤压出来，花纹具有自洁性；若安装在从动桥上的越野有向花纹轮胎，由于不输出牵引力，为减少滚动阻力和磨损起见，故应反方向旋转。
　　综上所知，轮胎花纹是提高汽车性能，确保行驶安全的重要一环。因此，如何正确选购、安装和使用轮胎花纹就显得非常重要。

rtiany

楼主辛苦啦，谢谢！

MDS

好资料、分享了、谢楼主！

黑色金子

资料还不错啦，挺好的，谢谢了，辛苦辛苦

潮来潮往

资料是不错，好像是转载的。我今天主要是看楼主的文章了

小黑黑丫

资料很不错好好研究下了阿

纪玉军

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轮胎设计

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