轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上,能支承车身,缓冲外界冲击,实现与路面的接触并车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用,它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用,因此具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时,还要求具备高耐磨性和耐屈挠性,以及低的滚动阻力与生热性。
轮胎是车辆与路面之间力传递的载体,通过轮胎传递驱动力、制动力、转向力等,从而实现了汽车的驱动、制动、转向等操作。 支撑车辆载荷。车辆的载荷导致轮胎的下沉,直到轮胎接地面积的平均压力与轮胎内部的充气压力达到平衡。 减轻、吸收汽车行驶过程的震动和冲击力,避免汽车零部件受到剧烈的震动而导致早期损坏。同时适应车辆的高速行驶状态并降低行驶噪音,行驶的安全性、舒适性、操纵稳定性和燃油经济性。
轮胎作为汽车与地面接触的零部件,轮胎性能的好坏直接影响到车辆驾驶人员和乘客的安全,轮胎性能的重要性可想而知,为此各个国家也针对轮胎安全性能做出了明确的要求。随着汽车行业的突飞猛进,消费者在关注轮胎安全性能之余,开始关注整车的舒适性、操控稳定性、NVH等性能。
就充气轮胎而言,按组成结构不同,可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种;按胎内的工作压力大小,可分为高压胎、低压胎和低压胎三种;按胎体中帘线排列的方向不同,又可以分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎,按胎面花纹的不同,还可以分为普通花纹胎、混合花纹胎和越野花纹胎。
外胎是用耐磨橡胶制成强度较高而又有弹性的外壳,直接与地面接触,保护着内胎使其不受损伤。它由胎圈、缓冲层、胎面和帘布层等组成。缓冲层:缓冲层位于胎面和帘布层之间,质软而弹性大。其作用是加强胎面与帘布层的结合,以缓和汽车在行驶时所受到的不平路面的冲击,以及防止汽车在紧急制动时胎面与帘布层脱离。
内胎是一个环形的橡胶管,上面装有气门嘴,以便充人或排出空气。内胎里充满了一定压力的压缩空气。-般气压在0.5~0.7MPa的轮胎称为高压胎,0.15~0.45MPa的轮胎称为低压胎,0.15MPa以下的轮胎称为低压胎。轿车、货车几乎全都采用低压胎,因为低压胎弹性好、断面宽,与道路接触面大,壁薄而散热性好,所以提高了汽车的行驶平顺性、转向操纵的稳定性。同时,道路和轮胎本身的寿命也得以延长。但由于橡胶性能的改善,已使轮胎负荷能力大为提高,虽然轮胎气压已在高压胎范围,但轮胎的缓冲性能仍保持原来同规格的低压胎性能,这类轮胎仍将其归于低压胎之列。
子午线轮胎帘布层的帘线与轮胎子午断面接近一致,即与胎面中心线成90°或接近90°排列,以带束层箍紧胎体。其特点是帘线的这种排列能使其强度被充分利用,故它的帘布层数比普通轮胎可减少将近一半,且没有偶数限制,所以胎体柔软;帘线在圆周方向上只靠橡胶来联系。为了承受汽车行驶时产生的较大切向力,子午线轮胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度(交角70°~75°)、 高强度、不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层。同时带束层采用强度高、伸缩率小的帘线材料制成,故带束层像一条刚性环带似地箍在胎体上,地提高了胎面的刚度和强度。
斜交轮胎的外胎成型过程与结构如图5所示,在圆环形的成型筒上逐层地贴合斜向裁断的帘布。层帘布的帘线方向,即相对于圆周方向所形成的角度,称为帘线角。若设此帘线角为a',则帘线方向和层交叉的第二层帘布也以帘线角a'在成型筒上贴合。由于帘线交叉,故也称此种轮胎为交叉帘布层轮胎。将这样贴合的帘布层两侧端部卷缠在胎圈钢丝圈上固定。之后在胎体的外周再粘贴上胎面胶、胎侧胶等,这样就形成生胎。
无内胎轮胎在外观和结构上与有内胎轮胎相似,所不同的是它没有内胎和垫带,空气直接压人外胎中,其密封性是由外胎和轮辋来的。无内胎轮胎的内壁上附加了一层厚约2~3mm的用来封气的橡胶密封层,有的还在该层下面贴着一层特殊混合物制成的自粘层。当轮胎穿孔时,自粘层能自行将刺穿的孔粘合,故这种轮胎也称为有自粘层的无内胎轮胎。在胎圈外侧也有一层胎圈橡胶密封层,用以增加胎圈与轮辋着合的气密性。轮辋底部是倾斜的,并涂有均匀的漆层。气门嘴直接固定在轮辋的一侧,其间垫的密封用橡胶密封垫,并用螺母旋紧密封。铆接轮辋和辐板的铆钉自内侧塞入,并涂上一层橡胶。