新编2) 子午线轮胎的结构特点及生产工艺.doc

子午线轮胎的结构特点及生产工艺 陈志宏 (北京橡胶工业研究设计院) 目 录 1 子午线轮胎的结构特点及生产工艺 2 子午线轮胎结构设计 3 子午胎生产工艺及相关设备 第一章 子午线轮胎的结构特点及其优越性 1.1 子午线简介（Radial） 所谓子午线是地球从北极到南极通过格林威治天文台的那条经线，叫做0°经线，又叫本初子午线，其他经线通称子午线（图1-1），轮胎的两个胎圈，尤如南北极胎体帘线按子午线方向排列，并有接近周向的带束层箍紧胎体的结构，叫做子午线轮胎。 根据胎体和带束层使用的帘线材料的不同，子午线轮胎分为三类： 胎体和带束层全部采用钢丝帘线的子午线轮胎，叫做全钢丝子午线 轮胎，这种轮胎的胎体钢丝帘线只需用一层； 胎体用纤维材料，如人造丝、尼龙、聚酯等等，而带束层用钢丝帘 线的子午线轮胎，叫做钢丝带束（纤维）子午线轮胎，简称半钢丝子午线轮胎。 这种轮胎的胎体帘线层数也比斜交胎少得多：轿车轮胎多用1~2层；轻型载重汽车轮胎一般用2~3层；而载重汽车轮胎最多也只用5~6层； 胎体和带束层全用纤维材料的子午线轮胎，简称全纤维子午线轮胎。 它的带束层纤维材料也要求伸长小、强度大、刚性高，如芳纶。 1.2 子午线轮胎的变形特点 “刚性”胎冠和“柔性”胎侧在子午线轮胎整体上协同作用的结果，使子午线轮胎在内压、负荷和外力作用下的变形与斜交胎相比，具有二大（侧向变形大，法向变形大）、四小（胎冠周向变形小、胎冠周向滚动变形小、高速旋转下轮胎断面变形小，轮胎材料剪切变形小）的特点，下面简单加以说明。 二大：① 轮胎侧向变形大，即在轮胎断面宽方向上的变形大； ② 轮胎法向变形大，即轮胎垂直于地面方向上的变形大，胎体下沉量大。 四小：① 胎冠周向变形小，即轮胎胎冠圆周方向上的变形小，也叫纵向变形小； ② 胎冠周向滚动变形小，即轮胎在地面每滚动一周所产生的胎冠周期变形小； ③ 高速旋转下的轮胎变形小（图1-3）； ④ 轮胎材料剪切变形小。 子午线轮胎的体帘线呈子午线方向(径向)排列，胎冠带束层接近周向排列。轮胎胎侧和胎冠的主要受力变形方向同帘线的排列方向以及帘线的受力变形方向相同或基本相同，“剪刀”效应小，因此，材料的剪切变形很小，材料内摩擦就小。 子午线轮胎胎体帘线层数少，全钢丝子午线轮胎只有一层钢丝帘线。因此，一则剪切变形极小，再则参与变形的材料量也少。 子午线轮胎的这六个主要变形特征，决定了子午线轮胎具有优越的使用性能。 1.3 子午胎的优越性 ● 滚动阻力低、节省燃料 ● 高速安全、生热低 ● 耐磨、耐刺、耐用 ● 减震、舒适 ● 操纵稳定性好 （1）滚动阻力低、节省燃料 在汽车燃料消耗中，轮胎的滚动阻力又是重要影响因素之一。一般来说，在硬路面上，轮胎滚动阻力将消耗汽车发动机输出功率的30%~40%；而轮胎滚动阻力每降低5%，一般可以降低油耗1%，因此，降低滚动阻力是降低汽车油耗的重要措施。 一般子午胎比斜交胎节油达6%~12%，新一代子午胎更节油，如绿色轮胎进一步降低滚动阻力23%~26%。 轮胎的滚动阻力可以在试验机上或牵引车上直接测量，也可以用在道路上测得的轮胎滑行距离间接表征，滑行距离长则表明轮胎滚动阻力小。 图1-4、表1-1~表1-5分别为国产轿车子午线轮胎、轻型载重子午线轮胎和载重汽车子午线轮胎与同类斜交轮胎的滚动阻力、滚动阻力系数或滑行距离以及油耗的对比来测定结果。 表1-1 轻型载重子午线轮胎的滚动阻力和滚动阻力系数 （f值是用牵引法测定） 轮胎类型 汽车总量/kg 轮胎气压/kPa 滚动阻力/N 滚动阻力系数/f 滚动阻力降低值/% 6.50R 16 6.50 - 16 4075 4075 450 412 423 583 0.0106 0.0146 27.4 0 表1-2 轻型载重子午线轮胎的滑行距离测定 轮胎类型 汽车总量/kg 滑行时间/s 滑行距离/m 滑行距离比较/% 6.50R 16 6.50 - 16 6.50R 16 6.50 - 16 4075 4075 4075 4075 150 109 146 109 910 574 868 670 158.5 100.0 129.0 100.0 表1-3 轻型载重轮胎油耗试验 轮胎类型 机场道路油耗试验 公路实用油耗试验 油耗/(L?100km) 节油率/% 平均油耗/(L?100km) 节油率/% 6.50 R 16 6.50 - 16 11.41 12.87 11.3 0 12.31 13.21 6.8 0 表1-4 载重子午线轮胎滑行距离测定 轮胎类型 初速/(km?h-1) 滑行时间/s 滑行距离/m 滑行距离比较/% 9.00R20-14PR 9.00