【正文】 15 輪胎幾何尺寸設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) ： 外直徑（胎冠） 斷面寬 輪輞直徑 斷面高 = 斷面寬 高寬比 輪輞寬 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 16 輪胎幾何尺寸設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 ： 胎面寬度 胎冠厚度 （ 胎面 + 帶束層 ） 胎冠曲率 胎圈厚度 模型輪輞寬度 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 17 輪胎幾何尺寸設(shè)計(jì) 胎面寬度必須接近帶束層寬度， 此 參數(shù) 決定了 S 點(diǎn)的橫坐標(biāo) 外半徑、胎冠厚度和胎冠曲率，決定了 S 點(diǎn)的縱坐標(biāo) K點(diǎn)橫坐標(biāo)是模型輪輞寬度 K點(diǎn)縱坐標(biāo)等于輪輞半徑 + 15 mm（對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) P 輪胎），如果胎圈厚度大于或小于通常值，則此值可大可小 B點(diǎn)橫坐標(biāo)必須等于 （寬度 /2） — 胎側(cè)厚度 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 18 行駛面寬度 這是確定輪胎幾何尺寸的 基本參數(shù) 。 它 不受 規(guī)格尺寸（ ETRTO 表格）約束，是設(shè)計(jì)者的選擇 。 寬 行駛面 是 大部分適用設(shè)計(jì)性能 的特例 。 寬帶束層通常導(dǎo)致大的 δ 角 ，因此有較大的胎體剛度， 大的 帶束層邊緣胎體簾線拉 力的垂直分量 。 這也意味著， B 點(diǎn) （輪胎的弦） 橫坐標(biāo) 處于穩(wěn)定值， 一個(gè)減小的胎側(cè)輪廓曲率 ，相應(yīng)每根胎體簾線上總的拉力比較高的數(shù)值。 寬胎冠的缺點(diǎn)，基本是在崎嶇不平道路上的 乘坐舒適性的一定損失 和增加滾動(dòng)阻力 。 寬胎冠 不利于水上漂浮性能 。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 19 輪胎胎冠弧曲率（ 1） 這是輪胎優(yōu)異轉(zhuǎn)向性能的 最有意義的 參數(shù)之一 。 胎冠曲率是 控制接地印痕尺寸 的最有力的 參數(shù) ，同時(shí)，還有 δ 角 值和胎體簾線拉力 。 它經(jīng)常規(guī)定“ 箭頭 標(biāo)志 ” f ，也就是外直徑圓周帶束層坐標(biāo) Y 和有效帶束層寬度邊緣坐標(biāo) Y 之間的差值（ mm）。 帶束 層部件的曲率弧半徑用下式計(jì)算： ，此處 S 是帶束層寬度的一半， 。 兩個(gè)曲率半徑 的胎冠，經(jīng)常被認(rèn)為是 低高寬比輪胎的最佳選擇 ，輪胎的中間部分較胎肩區(qū)域平坦。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 20 胎冠弧曲率（ 2） 在以下幾個(gè)設(shè)想條件下， 接地印痕 的形狀是 通過胎冠弧曲率來確定的 ： δ 角數(shù)值保持不變 ， 即用 B點(diǎn)橫坐標(biāo)調(diào)整來補(bǔ)償 S 點(diǎn)的橫坐標(biāo)的變化。 帶束層部件的機(jī)械特性 也保持不變 ，包括附加膠料的模量、帶束層簾線的模量和 密 度、帶束層角度、冠帶層特性 。 在上述提到的條件下，根據(jù)子午方向的曲率，設(shè)計(jì)者可以得到 任何形式的印痕形狀 ： 形式 A 是比較高的胎冠弧曲率條件 下 得到的，形式 B和 C是在中等和低的胎冠弧曲率下得到的。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 21 胎冠弧曲率（ 3） 橢圓 印痕形狀對(duì)改善 操縱穩(wěn)定性和水漂 有幫助 。 方形印痕 是要求 滾動(dòng)阻力和磨耗性能 的主要發(fā)展目標(biāo) 。 最好的組合通常是 介于 A和 B之間的 中間狀態(tài) 。 印痕 C通常稱為“ 沙漏 ”， 顯然不好 。 對(duì)于非常低的高寬比 的 斷面輪胎，三種特殊形式顯示在下圖，形式 C稱為 骨形 ， 是不好的 ！ 對(duì)于任何情況下，非常低的斷面高寬比的子午線輪胎的 目標(biāo)傾向于 B，因?yàn)檫@種輪胎在操縱試驗(yàn)時(shí)，性能 是 非常好 的 。而 橢圓形式對(duì)磨耗不利 ；磨 耗是超高性能輪胎的薄弱環(huán)節(jié) ，它 的 特點(diǎn)是 優(yōu)異的抓著力和 比較不耐磨耗的 胎面配方。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 22 胎冠弧曲率（ 4） 再強(qiáng)調(diào)一次， 圖中所描述的得到的印痕形狀，可以由相等的胎冠曲率得到，也體現(xiàn)在胎側(cè)長(zhǎng)度上 。形式 A是由最短的胎側(cè)得到的，即最 大 的 δ 角數(shù)值。 一旦輪胎模型制造出來， 就沒有變更胎冠曲率的可能了 。改變印痕的微小的變化就是要做： 如果印痕類似 于 C的特點(diǎn)，制作 短的胎側(cè)新模型 （新的側(cè)板費(fèi)用低于胎面活絡(luò)模） 。 帶束層和冠帶層選用 不同材料和幾何參數(shù) （帶束層角度） 。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 23 輪胎寬度（ 1） 這個(gè)參數(shù)從理論上講 ， 也不是設(shè)計(jì)者 選擇的參數(shù) ，因?yàn)橥獠靠倢挾?在 ETRTO 表中給出了 尺寸。 但是 ， ETRTO 比較大的公差是可以接受的 ，我們稱之為 使用脹大尺寸 。 真正的輪胎脹大 表現(xiàn)為 尼龍 胎體 輪胎，特別是 尼龍 6。 輪胎脹大 在現(xiàn)代 Rayon 人造絲和 PET聚酯胎體 是非常低的 ， Kevlar開夫拉和鋼絲簾線胎體實(shí)際上為 0。 設(shè)計(jì)者能夠控制 輪胎寬度 在 ETRTO 標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)的范圍，并且 選擇有效的輪胎寬度 仍然在允許范圍內(nèi)。 明顯的是， 輪胎寬度的小的增量 ，導(dǎo)致 δ 角的明顯增加 。 δ 角 的有效的改變 ，在先前的篇幅中已敘述。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 24 輪胎寬度（ 2） 有關(guān)輪胎寬度的錯(cuò)誤 ，通常發(fā)生在設(shè)計(jì)者被迫 使用相同模型活絡(luò)塊 ， 用于一對(duì)新的胎側(cè)結(jié)構(gòu) 強(qiáng)行限制模具的變化，試圖從現(xiàn)有產(chǎn)品生產(chǎn)出 低斷面輪胎 。 讓我們假設(shè)我們 不得不用 235/60R16 斷面成型一個(gè)新的 235/50R17 規(guī)格 ， 現(xiàn)有規(guī)格印痕是滿意的 。 如果我們決定了必須成型 新的模型的胎側(cè) ，這樣我們要 得到的低δ角 的新的輪胎寬度與此相同，則印痕將出現(xiàn)“ 沙漏 ”形。 唯一的出路是 減少新輪胎寬度 5mm，如果減以后寬度在 ETRTO 內(nèi)，則 一切 OK，不然 就麻煩了 。 當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)新輪胎時(shí)， 我們必須考慮 用相同活絡(luò)塊做低高寬比產(chǎn)品的 想法 ：開始時(shí) 用略微大的輪胎弦和 /或 胎冠 比較好，這樣低高寬比規(guī)格輪胎也 可在公差范圍內(nèi) 。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 25 輪胎 外直徑 這個(gè)參數(shù)也是 設(shè)計(jì)者 不能選擇的參數(shù) ，因?yàn)樵?ETRTO 表中給出了輪胎外直徑。 要注意的是， 外直徑增加 導(dǎo)致 δ 角的增大 。 一個(gè)比較大的輪胎要好于一個(gè)比較小的輪胎 ，但其成本明顯的高了。 還要指出，外直徑的增加，將改善操縱穩(wěn)定性和滾動(dòng)阻力；從原則上講，增大了 δ 角 ，舒適性有負(fù)面影響，然而作用是不明顯的。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 26 模型設(shè)計(jì) 通過追蹤 胎側(cè) 平衡 輪廓的軌跡 和所需要的帶束層斷面， 確定充氣輪胎斷面 之后，設(shè)計(jì)者就能夠設(shè)計(jì)模型輪廓，這時(shí)要考慮不同輪胎膠料的厚度。 這個(gè)階段就產(chǎn)生了 繪制充氣輪胎斷面 。 最 后 設(shè)計(jì)模型，輪胎在模具中的輪輞寬度，即 兩個(gè)胎圈鋼絲圈的距離 ，要 大于 輪胎中的同樣的距離。 為了避免在關(guān)鍵區(qū)域產(chǎn)生更大的疲勞變形，模型中的 S 點(diǎn)和 K點(diǎn)的簾布 層 線的切線， 必須平行于充氣斷面的同一條切線 。保證 K點(diǎn)簾布 層 線角度的要求， 對(duì)“園斷面”鋼絲圈 （米西林） 是不必需的 。 模型中的胎側(cè)簾線長(zhǎng)就 必須與充氣輪胎的相同長(zhǎng)度相匹配 。 當(dāng)然，模型中的簾布層線必然 與平衡輪 廓有些差別 。然而，在部件無明顯強(qiáng)迫局部變形情況下，它必須適應(yīng)充氣輪胎的形狀。 適當(dāng)?shù)能浖?開發(fā) 出來，可以 使設(shè)計(jì)者 不必太麻煩的 繪出“類平衡輪廓” 。 輪胎設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及增強(qiáng) 27 用戶要求 汽車制造廠 還沒有很好地意識(shí)到 ， 隨著遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 ETRTO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 要求的精度水平的提高 ，現(xiàn)在的輪胎生產(chǎn)者能夠控制輪胎的幾何尺寸特性。 他們中的許多人認(rèn)為，為了使輪胎 更好地符合他們親身設(shè)計(jì)的車輛的設(shè)計(jì)目標(biāo) ， 輪胎尺寸才是輪胎的特性 。 最普遍的要求，是得到 一個(gè)比較大的輪胎 ，即輪胎尺寸公差范圍更大；顯然，這就是有“ 更大 ”或“ 更好特性 ”的要求。 但是，問題 并不僅僅是這樣，例如，由于項(xiàng)目技術(shù)特性 要求某個(gè)輪胎規(guī)格 ，而使設(shè)計(jì)者陷于麻煩。而且，他發(fā)現(xiàn)，在懸掛系統(tǒng)式車身，甚至在卡車存放備用胎處， 沒有足夠的空間 。 同時(shí)，又產(chǎn)生了這樣的情況，制造廠 A想要 大的輪胎 ，而制造廠 B想要 小的輪胎 ！ 而寫在胎側(cè)的輪胎規(guī)格 又 必須相同 。