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1、第二章 子午线轮胎的结构与 性能 轮胎结构中帘线骨架材料的排列方 向与其性能有着密切关系。 轮胎的主要功能如：缓冲性能、传 递功率和支撑负荷。 第一节 子午线轮胎的结构特征 一，子午线轮胎与斜交轮胎结构的差异 子午胎与斜交胎的帘线排列方向有着本上的区 别。 1，斜交胎：胎体帘线各层间排列彼此交叉呈网 状，并与胎冠中心线周向形成一定角度35o45o 。见图21 2，子午胎： 胎体帘线各层间排列是相互平行呈 径向排列，与胎冠中心线周向成90o夹角。图2 2 结构图2-1，2-2 冠部区别 1，斜交胎：缓冲层仅起分散外来冲击的缓冲做 用，好的路面如高速路等都可以不用。只承受 10%20%应力。（常用
2、纤维材料做缓冲层） 2，子午胎：带束层的作用是束缚胎体周向变形 的。钢丝帘线的角度接近周向，与胎冠中心线 周向形成约12o25o夹角。 由于带束层帘线几 乎呈周向排列，其长度实际是保持不变的，因 此，带束层可决定轮胎形状及轮胎部件中由内 压引起的初始应力。承受应力60%75%。 子午胎与斜交胎结构受力对比 见书表 21。 子午胎带束层帘线由内压引起的应力， 在带束层宽度范围内是不均匀的。由于 带束层边端线未固定，此部初始应力等 于零，而中心部分则达最大值。 随着带束层对胎体箍紧程度的增大，胎 体帘线应力减少，冠中心最小。 二 轿车子午胎的结构 轿车子午胎一般由一至二层纤维帘布组 成胎体，而由二
3、层钢丝或多层高模量纤 维帘布组成带束层，下面看其断面材料 分布图23。 三，轻卡胎结构图 胎体采用二至三层纤维组成，带束层选 用二层钢丝帘线，因速度不象轿车胎那 样高，所以一般无需胎冠层 。见图2-4 轻卡胎断面图 四，载重胎结构断面图 胎体一般采用单层钢丝帘线构成，带束 层采用三至四层钢丝帘线组成，有时还 会在肩部增设0o带束层等部件。见图2-5 载重胎断面 图 第二节 子午胎的性能特点 最基本特点是：带束层和胎体层帘线 排 列方向的特殊性，既胎体为径向排列， 所以使胎侧非常柔软，使 轮胎有良好的 缓冲性能，汽车乘坐舒适。带束层帘线 排列接近周向，使轮胎滚动周向变形小 ，滚动周长几乎不变，可
4、更好的发挥牵 引和制动等性能。看得出子午胎的胎体 和胎冠是分别独立发挥作用的。 一、操作稳定性好 这是子午胎最主要的性能特征，是车辆安 全和高速行驶的可靠保证，也是汽车行业大量 选用和推广使用子午胎的主要原因。以下从转 向情况、侧向力和回正力矩等几方面对比两种 胎的性能。 1，转向性能 斜交胎转向时整体发生扭转，造成胎面部分 脱离地面，接地面积减小，导致转向性能降低 。 而子午胎则相反，转弯时是胎侧随之扭转而 胎面接地面积保持不变，转向性能良好。见图 2-6 2,侧向力轮胎的侧向力的大小直接 影响车辆的稳定性能。 3，回正力矩是车轮受到外力干扰或转 弯后的自动回正保持直线行驶的能力 二、滚动阻
5、力小，节油性能好 子午胎另一个结构特点是：具有一个 刚性高的带束层 ，由于带束层帘线排列 方向几乎接近周向，同时又采用钢丝帘 线等高模量的材料制成，使带束层就象 一个纲圈一样在地面上滚动，周向变形 小，所以滚动阻力小。较斜交胎小 25%30%，因此节油性好。降低滚动阻 力，节约燃料一直是汽车行业非常关注 的问题。 三、耐磨性能好，行驶里程高 由于子午胎带束层刚性高，使胎面稳定 变形小，可 大大减少轮胎与地面接触时 的相对运动，也就明显地改善其胎面的 耐磨性能。另外子午胎接地时不会产生 横向收缩闭合胎面花纹沟槽，而且接地 印痕面积比较大。见图2-14。故与斜交 胎相比在同速度下磨耗可降低一半，相
6、 应提高了胎面的磨耗寿命（75%120%） 图2-14 四、生热低 由于子午胎胎体帘线呈径向排列和层 数少，所以内摩擦也小，带束层采用钢 丝帘线，金属的导热性能，所以行驶中 生热低，行驶温度大大低于斜交胎。因 此子午胎可适应高负荷、高速度、长距 离行驶。见图2-18 图2-18 五、耐疲劳性能好 由于子午胎内摩擦小，行驶中生热低， 使胶料和帘线均在低温度下工作，不易 受损，从而提高了耐疲劳性能，延长了 轮胎的使用寿命，较斜交胎可增两倍， 可多次翻新，一般为12次。 六，高速性能好 轮胎的高速性能是受轮胎产生驻波 的临界速度的影响而受限制的 ，要提 高速度，就应提高出现驻波的临界速 度。 子午胎
7、的带束层刚性大，与地面接 触几乎没有横向收缩，因此出现驻波的 临界速度明显高于斜交胎，所以高速性 能好。 七、在干、湿路面上的牵引和 制动性能好 由于子午胎的结构特点，胎面刚性大， 没有横向收缩和扭曲，接地面积和压力 分布比较均匀，可使接地面积得到最佳 利用。从而大大改善了子午胎在干、湿 路面上的牵引性能和抓着性能。 牵引力子午胎较斜交胎在一般路面高 10%20%，砂土路可高50%。 制动性能较斜交胎也要高的多见图2-20 图2-20 八、乘坐舒适性好 轮胎和悬架总成共同缓冲汽车行驶时 所 受到的冲击并衰减由此引起的震动，以 保证乘客的舒适和货物完整。 子午胎结构特点是：胎体帘线 为径向排 列
8、，胎侧柔软性好。充分吸收地面上传 递的振动。大大改善了乘坐 舒适性。 九、噪声小 噪声的来源：轮胎在行驶时，胎面接地 时花纹沟受挤压和恢复的过程中，气流 被挤出和流入会产生象口哨式的噪声称 为气泵效应。 由于子午胎带束层刚性大，接地时胎冠 变形小，胎面花纹不易发生闭合，所以 气泵噪声就小了。 十、耐刺扎性能好 子午胎的结构特点：胎冠带束层由多层 钢丝帘线组成，可大大减少被钢钉、尖 石快等尖锐物刺穿，所以载重子午胎可 在矿山、建筑工地等坏路面上行驶而不 易被刺穿胎冠爆胎，耐刺扎性能好。见 图2-23 图2-23 综述 子午胎是充气轮胎史上（到目前为止） 最合理、最优秀的轮胎品种。但也有不 足之处，如：胎体帘线呈径向排列胎体 柔软、刚性过低，低速行驶时会发生左 右晃动，目前扁平化越低有利于解决此 问题。 另外，胎冠带束层变形小，刚性大，使 轮胎的包络性能较差。 第二章习题 1，概述子午胎与斜交胎结构的差异。 2，分别阐述子午轿车胎、轻载胎、载重胎 结构材料中有哪些部件组成及功能。 3，概述子午胎的性能特点。