轮胎按排列状态划分的种类
轮胎结构一般以类型排列状态分类,大致可分为下列几种结构:
一、斜交轮胎
子午线轮胎斜交轮胎的结构特征是胎体帘布层的帘线按一定角度相互交叉排列呈网状结构,胎体帘线排列的胎冠角度一般为50°左右(为胎冠点帘线与轮胎断面方向形成的夹角)或40°左右(为胎冠点帘线与轮胎圆周方向形成的夹角)。斜交轮胎中主要受力部位是胎体,均承受80~90%的应力。胎体帘布层一般采用双数层,靠近胎面为外层,帘线密度稀一些,靠近内表面为内层,帘线密度较密。缓冲层一般采用两层更稀的帘布,帘线的角度等于或稍大于胎体的帘线角度。
斜交轮胎是从1888年英国人Dunlop 发明充气轮胎以来,半个多世纪一直采用的传统结构轮胎。至今在我国还广泛应用。其优点是胎体坚固,负荷下变形小,胎侧不易损伤,传递转向力和制动力等性能良好。此外,生产技术易掌握,生产效率高,设备投资和加工费用低。由于结构不理想,导致这种轮胎原材料消耗多、磨耗大、牵引性能差、滚动阻力大、行驶温度
高、高速性能差、舒适性差等弱点,目前已不能满足汽车性能发展的要求,从轮胎结构上看已成为被更新的产品结构。
二、子午线轮胎
子午线轮胎的结构特征是胎体帘布层的帘线相互平行呈径向排列,即与轮胎断面宽方向平行呈0°夹角,或者可以说成是胎体帘线排列与轮胎圆周方向呈90°夹角。子午线轮胎结构的另一个特点是在胎面行驶部分有一个刚性很大的缓冲层,它将胎体紧紧箍住,不让轮胎的外直径膨胀,因此亦称为带束层。它是子午线轮胎主要受力部位,如载重子午线轮胎约承受60~75%的应力,这与普通斜交胎不同,斜交胎主要受力部件为胎体,所以带束层是子午线轮胎结构的核心,要求采用刚性大、伸长小的材料,而且带束层的结构形式非常多样化。一般来说,普遍采用钢丝帘线,排列角度为70°左右(与径向夹角)或者说是20°左右(与周向夹角)。
早在1913年英国人已提出了子午线轮胎结构的设想,并取得了专利,但因当时的骨架材料和制造设备不能满足子午线轮胎的要求,而未能实现生产。直到40年代末法国米西林公司生产出售全钢丝子午线轿车胎,当时很多国家,包括美国在内,对子午线轮胎的优越性认
识不足,但欧洲国家,如意大利的皮列里(Pirelli)公司凭自己的技术开发了纤维胎体、钢丝带束层的轿车子午胎。到60年代有了大发展,后来随着石油价格上涨、能源危机等问题的出现,使一些主要发达国家加速了子午胎的发展。如美国1973年轿车胎销售量中,子午胎按原计划只占13%,到年底11、12月石油供应紧张时,子午胎比例上升至19%,这是因为子午胎使用中降低耗油量约5~10%,不仅节约了燃料,而且也减少了空气污染。同时,由于子午胎耐磨性好,使用寿命长,也就节约了原材料消耗。此外,子午胎还具有更好的适应汽车发展需要的优越性能,如高速性、操纵稳定性、安全性和乘坐舒适性等。所以子午胎代替斜交胎的趋势是不可阻挡的。法国早已在70年代初实现了轮胎子午化。美国轮胎工业发展在六、七十年代走了带束斜交胎的弯路,子午胎生产落后于西欧,美国目前的轮胎已达到了100%的子午化。
我国子午胎的研制工作早在60年代初已开展,但由于国情和汽车工业不发达,至今子午胎的比例只占轮胎产量的百分之几,现在全国共引进几十条子午胎生产线。
自子午胎问世以来,它的新结构产品的更新换代速度是很快的,70年代意大利Pirelli公司出售新产品型号P6已是第三代子午胎,又如米西林公司50年代初生产出第一代产品,到1956
年改进带束层结构和简化制造工艺,同时降低轮胎断面高,减轻了重量,降低了价格,提高了产量,更换了新一代产品。到1967年又推出了噪音小,转动平稳灵活的新产品。到1975年,为了满足轿车胎的高速性能又推出了更新型号的产品,70年代由于能源危机和汽车工业迅猛发展,米西林高速又研究出了低滚动阻力的新型轮胎,70、80年代世界各大公司对子午胎新结构产品的开发研究非常重视,不断涌现出新产品,目前各国子午胎结构发展趋势是扁平化和无内胎化,进一步改善子午胎的性能。
三、带束斜交轮胎
这种结构轮胎是50年代中期最早用于赛车胎,美国Goodyear公司研究了这种新结构轿车胎,称为“带束斜交轮胎”,并于1967年问世。主要是为了克服用两层尼龙帘布胎面裂口,其次是为了提高胎面耐磨性。带束斜交轮胎的结构特征是胎体帘布层的帘线角度与斜交胎的帘线角度基本相同,胎冠帘线角一般采用50°左右,而缓冲层胎冠帘线角采用大角度,为60°~65°。
70年代初,美国带束斜交轮胎的产量占主要地位,这种轮胎的生产工艺要求不像子午线轮胎胎侧那样严格,并且还可以使用现有设备。带束斜交轮胎的质量比斜交胎好,提高了胎
面耐磨性,降低了滚动阻力,汽车的操纵稳定性比斜交胎好。因此,美国的一些轮胎厂相继生产带束斜交轮胎。美国轮胎和轮辋标准协会(The Tire and Rim Association Inc.) 把带束斜交轮胎列入了标准。 到1973年带束斜交轮胎在美国轿车胎产量中的比例达到了最高峰,在原配和替换胎中分别占85%和56%,此后到七十年代模逐渐下降,而被子午线轮胎所代替,这是由于带束斜交轮胎的质量和综合性能都不如子午线轮胎,特别是耐磨性、节油性和舒适性,均比子午线轮胎差。