汽车轮胎
汽车轮胎是汽车的重要部件之一,它直接与路面接触,和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击,保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性;保证车轮和路面有良好的附着性;提高汽车的牵引性、制动性和通过性;承受着汽车的重量,轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。
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中文名汽车轮胎
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外文名auto tyre
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作用承载车身重量
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出现时间1895年
在1895年随着汽车的出现,充气轮胎得到广泛的发展,首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现,这是由平纹帆布制成的单管式轮胎,虽有胎面胶但无花纹。
1892年英国的伯利密尔发明了帘布,1910年用于生产,这一成就除改进了轮胎质量,扩大了轮胎品种外,还使外胎具备了模制的可能性。随着对轮胎质量要求的提高,帘布质量也得到改进,棉帘布由人造丝代替,50年代末人造丝又被强力性能更好、耐热性能更高的尼龙、聚酯帘线所代替,而且钢丝帘线随着子午线轮胎的发展,具有很强的竞争力。
1904年马特创造了炭黑补强橡胶,大规模用于补强胎面胶是在轮胎采用帘布之后,因为在这之前,帆布比胎面在轮胎使用中损坏得还要快,炭黑在胶料中的用量增长很快,30年代每100份生胶中使用的炭黑也不过20份左右,这时主要在胎面上采用炭黑,胎体不用,已达50份以上。胎面中掺用炭黑以前,轮胎大约只行驶6000km就磨光了,掺用炭黑后,轮胎的行驶里程很快就得到显著的提高。一组货车轮胎大约可行驶10万km,在好的路面上,甚至可达20万km。
1913-1926年,因发明了帘线和炭黑轮胎技术,为轮胎工业发展奠定了基础。轮胎外缘的标准化,制造工艺的逐渐完善,生产速度比以前提高了,轮胎的产量与日俱增。
随着汽车工业的发展,轮胎技术一直不断地改进与提高,如20年代初至30年代中期轿车胎由低压轮胎过渡到超低压轮胎;40年代开始轮胎逐步向宽轮辋过渡;40年代末无内胎轮胎的出现;50年代末低断面轮胎问世等等。许多新技术的出现都莫过于1946年法国米其林公司首创的子午线结构轮胎,这种轮胎由于使用寿命和使用性能的显著提高,特别是在行驶中可以节省燃料,而被誉为轮胎工业的革命,在这里简略介绍一下当今发展的主要几种轮胎特征。
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。1886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”。
第一个空心轮子是1845年英国人罗伯特·汤姆逊发明的,他提出用压缩空气充入弹性囊,以缓和运动时的振动与冲击。尽管当时的轮胎是用皮革和涂胶帆布制成,然而这种轮胎已经显示出滚动阻力小的优点。根据这一原理,1888年约翰·邓录普制成了橡胶空心轮胎,随后托马斯又制造了带有气门开关的橡胶空心轮胎,可惜的是因为内层没有帆布,而不能保持一定的断面形状和断面宽。
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。1895年随着汽车的出现,充气轮胎得到广泛的发展,首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现的,这是由平纹帆布制成的单管式轮胎, 虽有胎面胶而无花纹。
直到1908年至1912年间,轮胎才有了显著的变化,即胎面胶上有了提高使用性能的花纹,从而开拓了轮胎胎面花纹的历史,并增加了轮胎的断面宽度,允许采用较低的内压,以保证获得较好的缓冲性能。
结构分类
可分为子午线轮胎、斜交轮胎
花纹分类
可分为条形花纹、横向花纹轮胎、混合花纹轮胎、越野花纹轮胎
种类分类
轮胎按车种分类,大概可分为8种。即:PC——轿车轮胎;LT——轻型载货汽车轮胎;TB——载货汽车及大客车胎;AG——农用车轮胎;OTR——工程车轮胎;ID——工业用车轮胎;AC——飞机轮胎;MC——摩托车轮胎。
尺寸分类
1、全尺寸备胎:全尺寸备胎的规格大小与原车其他4条轮胎完全相同,可以将其替换任何一条暂时或已经不能使用的轮胎。
2、非全尺寸备胎:这种备胎的轮胎直径和宽度都要比其他4条轮胎略小,因此只能做为临时代替使用,而且只能用于非驱动轮,并且最高时速不能超过80km/h。
承压分类
零压轮胎:零压轮胎又被称为安全轮胎(run-flat tire),也就是我们俗称的“防爆轮胎”,业界直译为“缺气保用轮胎”。与普通轮胎相比,零压轮胎在遭到刺扎后,不会漏气或者漏气非常缓慢,能够保持行驶轮廓,胎圈也能一直固定在轮辋上,从而保证汽车能够长时间或者暂时稳定行驶至维修站。因此,装有这种轮胎的汽车也就不再需要携带备用轮胎,从而将备胎以另一种方式无形的隐藏在4条轮胎上。
子午线轮胎
轿车的车轮一般使用子午线轮胎。子午线轮胎的规格包括宽度,高宽比,内径和速度极限符号。以丰田CROWN3.0 轿车为例,其轮胎规格是195/65R15,表示轮胎两边侧面之间的宽度是195 毫米,65表示高宽比,“R”代表单词RADIAL,表示是子午轮胎。15是轮胎的内径,以英寸计。有些轮胎还注有速度极限符号,分别用P、R、S、T、H、V、Z 等字母代表各速度极限值。
特别要指出的是高宽比,其含义是轮胎胎壁高度占胎宽的百分比,现代轿车的轮胎高宽比多的50至70之间,数值越小,轮胎形状越扁平。随着车速的提高,为了降低轿车的重心和轴心,轮胎的直径不断缩小。为了保证有足够的承载能力,改善行驶的稳定性和抓地力,轮胎和轮圈的宽度只得不断加大。因此,轮胎的截面形状由原来的近似圆形向扁平化的椭圆形发展。
这种轮胎的特点是帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致(即胎冠角为零度),由于帘线的这样排列,使帝线的强度能得到充分利用,子午线轮胎的帘布层数一般比普通的斜线胎约可减少40—50%。帘线在圆周方向只靠橡胶来联系。
子午线轮胎与普通斜线胎相比,具有弹性大,耐磨性好,可使轮胎使用寿命提高30—50%,滚动阻力小,可降低汽车油耗8%左右,附着性能好,缓冲性能好,承载能力大,不易穿刺等优点。缺点是:胎侧易裂口,由于侧面变形大,导致汽车侧向稳定性差,制造技术要求及成本高。
无内胎轮胎
近几年的轿车已经实现了子午线轮胎无内胎,俗称“原子胎”。这种轮胎在高速行驶中不易聚热,当轮胎受到钉子或尖锐物穿破后,漏气缓慢,可继续行驶一段距离。另外,原子胎还有简化生产工艺,减轻重量,节约原料等好处。因此,装配原子胎已在轿车领域中逐渐成为潮流。无内胎轮胎与一般的轮胎不同之处在于没有内胎,空气直接压入外胎中,因此轮胎与轮辋间需有很好的密封。
无内胎轮胎在外观上和结构上与有内胎轮胎近似,所不同的是无内胎轮胎内壁上附加了一层厚约2—3mm的专门用来封气的橡胶密封层,它是用硫化的方法粘附上去的,当轮胎穿孔后,由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物,故能长期不漏气,即使将穿刺物拔出,也能暂时保持胎内气压。
无内胎轮胎胎圈上有若干道同心的环形槽,在胎内气压作用下,槽纹能可靠地使胎圈压紧在轮辋边缘上保证密封。安装无内胎轮胎的轮辋是不漏气的,它有着倾斜的底部和平匀的漆层。气门嘴直按固定在轮辋上,其间垫以密封用的橡胶衬垫。
无内胎轮胎有气密性好,散热好,结构简单,质量轻等优点。缺点是途中修理较为困难。宽断面轮
胎:随着汽车车速的提高,要求降低整车重心,改善操纵性能,这就要求提高轮胎的侧向稳定性和对路面的附着性能,以确保高速状态下的行车安全,这样低断面轮胎的出现就成为必然趋势。轮胎的断面高(H)与断面宽(B)的比值(H/B)是代表轮胎结构特征的重要参数,称之为轮胎的高宽比,也有人称之为扁平比。从上世纪20年代开始,轿车轮胎的外径减小了25%,轮辋直径减小了35%,轮胎和轮辋的宽度增加了将近一倍,轮胎的高宽比不断减小,轿车达0.5,赛车达0.4,特别是宽宽的轮胎与高级轿车匹配,更为美观大方。
汽车轮胎生产发展的历史表明,前50年主要是解决如何提高轮胎的使用寿命问题,由于汽车制造和交通运输部门对轮胎的要求日益苛刻,轮胎研究的重点转到轮胎行驶性能、安全性能、舒适性能和经济性能上来,总之,轮胎的发展总趋势是“三化”,即子午线化、无内胎化、低断面化。轿车轮胎已实现了这“三化”,货车轮胎正在向这个方面发展。
轮胎规格
一般轮胎规格可描述为:
[胎宽mm]/[胎厚与胎宽的百分比] R[轮毂直径(英寸)] [载重系数][速度标识]
或者
[胎宽mm]/[胎厚与胎宽的百分比][速度标识] R[轮毂直径(英寸)] [载重系数]
例如轮胎: 195/65 R15 88H 或者195/65H R15 88
可以解释为:
胎宽-----------------------195mm
胎厚与胎宽的百分比为-------65% 即胎厚=126.75,126.75/195*100=65(%)
轮毂直径-------------------15英寸
载重系数-------------------88
速度系数-------------------H
一般来说,了解[胎宽]/[胎厚与胎宽的百分比] R[轮毂直径(英寸)]对更换适合爱车的轮胎有帮助。了解轮胎的[载重系数][速度系标志]对行车安全有帮助。
速度标识
速度标识 最大时速 常用车型
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B 50 km/h
C 60km/h
J100km/h
K110km/h
L120km/h
M130km/h
N 140km/h 备用胎 Spare Tires
P 150km/h
Q 160km/h 雪胎,轻型卡车胎 Winter, LT Tires
R 170km/h 轻型卡车胎 LT Tires
S 180km/h
T 190km/h
U 200km/h
H 210km/h 运动性轿车 Sport Sedans
V 240km/h 跑车Sports Cars
Z 240km/h 跑车 Sports Cars (或大于240km/h)
W 270km/h 特型跑车 Exotic Sport Cars
Y 300km/h 特型跑车 Exotic Sport Cars
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注:
1.较常见轮胎速度标识为:P,S,T,H
2.如轮胎无速度标识,除非另有说明,一般认为最大安全速度为120KM/H.
下图是轮胎上一些常见标识,该图为典型北美轮胎标仅供参考.
Tire Size/轮胎尺寸,Loading Rating Index/载重系数, Speed Rating Index/速度标识。