【正文】 普通花紋 — — — 適用于水泥、柏油和泥土等硬路面（好路面）上行駛； 混合花紋 — — — 既適用。胎面花紋要耐磨、滾動損失小。有研究表明，產生胎面和路面間磨擦力的因素還包括有這兩面間的粘著作用，分子引力作用以及路面小尺雨微凸體對胎面貌一新微切削作用等，但是，起主要作用的仍是花紋塊的彈性變形。切向力增加，切向變形隨之增大，接觸面的 “ 磨擦作用 ” 也就隨之增強，進而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢。 圖 53 轎車子午線輪胎胎圈結構 1硬三角膠芯； 2 鋼絲圈； 3 鋼絲圈內包布； 4 鋼絲圈外包布 轎車子午胎胎面花紋的設計 簡言之，輪胎花紋的主要作用就是增加胎面與路面間的磨擦力，以防止車平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 37 輪打滑，這與鞋底花紋的作用如出一轍。三角膠為一個硬膠芯，鋼絲圈設有內包布纏住， 以防在硫化過程中產生鋼絲圈變形。 3. 改進鋼絲圈結構，提高鋼絲圈的強度。 1. 加大三角膠芯，提高三角膠芯硬度，或采用復合膠芯。 轎車子午胎胎圈結構 輪胎的胎圈承受著內壓應力、制動力矩、離心力以及與輪輞過盈配合時的過盈力等?，F(xiàn)將國內、外推廣使用的鋼絲簾線規(guī)格舉例如下：常用規(guī)平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 36 格為 4**、 2+7*+、 2+2*；今后要發(fā)展的規(guī)格結構為 2+2*、 2*、 3*、 2+7*[19]。 作為轎車子午胎帶束層的骨架材料種類比較多的，有人造絲、玻璃纖維、 B纖維和鋼絲等。 轎車子午胎胎體簾線的選擇 子午線輪胎從胎體簾線材料來看，可分為纖維簾線胎體和鋼絲簾線胎體兩種類型，一般轎車和輕載子午線輪胎為纖維簾線胎體，應用纖維簾線做胎體 的主要是轎車和輕型載重子午線輪胎，其帶束層材料多數(shù)配用鋼絲簾線，故稱為半鋼子午線輪胎。對簾線密度的要求，既要保證帶束層所需的安全系數(shù)，同時還要考慮簾線之間的良好黏合性能，要保持一定的膠量。對高速轎車子午胎帶束層除鋼絲簾線之外，還采用層尼龍簾線（冠帶層），角度排列為 0176。交叉排列，采 用鋼絲簾線一般為 2 層，簾線角可取得大一些約 20176。 轎車子午線輪胎采用纖維帶束層一般為 46 層， 角度為 13176。對帶束層為纖維材料單根簾線強度低，簾線直徑細，一般可用密度根/cm，對于鋼絲簾線強度高，相對來說簾線粗度也大些，則用 58 根 /cm。 V 級的為 20186。轎車胎 S 級的簾線角度為 24186。帶束層簾線角度還與輪胎的速度級別有關。交叉排列，采用鋼絲簾線一般為 2 層， 簾線角度可取得大一些約為 20186。 轎車子午線輪胎帶束層層數(shù)、角度、密度 轎車子午胎采用纖維帶束層一般為 46 層，角度為 13186。 這種結構帶束層，由于帶束層和包邊層對應力的適應性相同，因而能使輪胎在保持帶束層足夠剛性情況下，具有較好的耐久性和較長的使用壽命。 一般為速度較高的轎車子午線輪胎所采用。這種帶束層結構的優(yōu)點是工藝操作簡便，同時也能保持良好的耐久性、耐刺扎性、牽引性和行駛溫度低等優(yōu)異性能。 由于轎車子午胎帶束層的材料種類和規(guī)格眾多， 因此帶束層結構形式的類型也就比較多。為保證輪胎與路面在行駛面寬度與斷面高之比值 ,一般宜取 h/H 為 ~,行駛面寬 (b)與斷面寬（ B）之比值 b/B 為~. 行駛面弧度半徑 ( n? )與行駛面寬 (b)和帶束層寬 (BW)與行駛面寬 (b)之比值 .對輪胎耐久性都有較大的影響 .為了兼顧兩者的性能 ,BW/b 的比值為 ~范圍為宜 , n? /b的比值轎車 胎為 ~ 左右 ,而載重胎約在 ~ 左右 . ?? hbn 82? 2h 轎車子午線輪胎帶束層的設計 帶束層結構形式的類型 帶束層是子午線輪胎的主要受力部件，在很大程度上決定著胎體的變形，并承受著約為 60～ 75％的應力。兩層帶束層的行駛面邊部直徑增大要比四層帶束層的大得多，因此對多層鋼絲帶束層輪胎可采用較小的行駛面 弧度。 行駛面弧度的選取 ,主要取決于帶束層的剛性 ,此外 ,行駛面弧度半徑與行駛面寬度、行駛面弧度高與斷面高、行駛面寬度與斷面寬、帶束層寬與行駛面寬的比值以及胎體胎體簾線類型，也有相當大的影響。為確定和兩個參數(shù)應考慮帶束層寬度（ Bw）與行駛面寬度、行駛面弧度高與斷面高、行駛面寬度與斷面寬度之比值及胎體簾線類型等方面的影響因素。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 33 圖 52 斷面高與斷面寬之比 H/B 示意圖 輪胎 行駛面弧度與寬度的確定 子午線輪胎行駛面弧度的選取，主要與輪胎扁平比和帶束層剛性有關。據(jù)介紹載重子午線輪胎 H／ B 為 ～，轎車子午線輪胎為 ～ 。斷面寬主要受胎體簾 線性能的影響，由 B′ /B的膨脹比來確定。低斷面輪胎的高速穩(wěn)定性好。據(jù)資料介紹載重子午胎 H/B 值為 ~，對低斷面和轎車子午胎來說 ,它們都以系列分類 ,故 H/B比值是與其系列相應的。 胎圈間距的選取 胎圈間距 C 一般選用與輪輞寬相等 ,或選用小于輪輞寬度 ,但不超過 15~25mm.據(jù)文獻介紹 C 小于輪輞寬度可提高輪胎耐磨性 ,并增大側向剛性 ,胎圈間距 C 與斷面寬 B 之比 C/B轎車胎為 ~,載重胎為 ~。/B 205/75R15 185SR14 185/70SR14 185/70SR13 165SR14 175SR14 表 51 幾種轎車子午線輪胎斷面膨脹率 根 據(jù)輪胎外直徑和內直徑算出斷面高 H 2dDH ?? (水平軸 )的確定 子午線輪胎斷面最寬點半徑的位置要比斜交胎高 .使輪胎的變形區(qū)域在水平軸以上帶束層端點以下的上胎側 .減少下胎側的應力和胎圈的應力 .一般 H1/H2 的比值為 ~,載重子午胎 H1/H2 的最高比值可達 H2 的確定公式為（ HFH） = H 為輪胎斷面高 ,FH 為輪輞的輪緣高 ,H2 為輪胎斷面的上胎側高 . 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 32 斷面水平軸位于斷面最寬點，是輪胎法向變形最大部位 ，用數(shù)值 H1/H2 表示。 輪胎規(guī)格 D39。 轎車子午線輪胎，高寬比為 ～ 時 (人造絲胎體鋼絲 帶束層結構 )充氣后外徑一般膨脹 0～ 2mm,斷面寬膨脹 0～ 2%。 表 1 不同骨架材料的斷面寬膨脹比值 簾線類別 B’ /B 的比值 鋼絲簾線 ~ 人造絲簾線 ~ 聚酯簾線 ~ 尼龍簾線 ~ 子午線輪胎的外直徑膨脹率要比斜交胎小得多 ,是因為子午線輪胎冠部有周向不易伸張的帶束層箍 著胎體 ,因此充氣后輪胎的外直徑變化很小 ,一般增大平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 31 1~ . 到目前為止，還沒有科學的方法來確定輪胎硫化模型尺寸與充氣壓后輪胎尺寸之間的關系，因此子午胎的設計也只能根據(jù)經(jīng)驗考慮不同的胎體簾線的伸長性能、輪胎斷面輪廓形狀、帶束層角度和長度等的影響來選擇充氣輪胎與硫化模型之間斷面寬和外直徑的膨脹比。只能根據(jù)經(jīng)驗考慮不同骨架材料的伸張性能和輪胎與模型的斷面寬和外直徑膨脹等影 響來選擇充氣輪胎與模型的斷面寬和外直徑膨脹比。 d= Sd= =S1*{180sin1(W1/S1))}/ 式中 W— 負荷能力， KN； 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 30 K— 負荷系數(shù) (輕卡普通斷面子午線輪胎單胎 =，雙胎 =單胎負荷 )； P— 內壓， kPa； DR— 輪輞名義直徑， cm； S— 為 %的理想輪輞上的輪胎充氣斷面寬， cm； W1— 設計輪輞寬度， cm； S1— 在設計輪輞上的輪胎斷面寬度， cm； d=圓形輪胎實際斷面高與扁平輪胎最大斷面高之差， cm H最大斷面高（普通斷面輪胎最大斷面高 H= 設計斷面高，扁平輪胎最大斷面高 H= 設計斷面高 ） 。 )( 8 )(10 BDBP dRdKW ???????? ?? Bd= =B1 [180176。 此外，車輛行駛速度對輪胎的負荷能力也有直接的影響，一般提高車輛行駛速 度， 則輪胎的負荷百分率會略有下降 。近年來，輪胎向低斷面發(fā)展，越來越扁平化，其理想輪輞上的充氣斷面寬公式還必須另有公式進行再校正使用。該公式是在輪輞寬度 W1 與充氣斷面寬 S1 的比值等于 %的標準條件下經(jīng)試驗得出的經(jīng)驗公式。例如斜交胎 單胎負荷為 2340kg，氣壓為 670kpa（ ）而子午胎 單胎負荷相同，氣壓為 700kpa（ ）比斜交胎相應氣壓高 30kpa（ ），所以子午線輪胎負荷計算方法與斜交 胎相同，只是在計算負荷后有時需增加一些氣壓，另外負荷系數(shù) k 值可能略有不同。全鋼絲子午線輪胎主要適用于重型載重輪胎和工程輪胎， 可用全鋼絲，亦可用半鋼絲。 例如 :全纖維子午線輪胎主要為輕型轎車輪胎和拖拉機輪胎，半鋼絲子午線。 芳綸簾線是一種新型骨架材料，是子午線輪胎理想的胎體材料，很有發(fā)展前途，具有以下優(yōu)點： 優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性（模量高、蠕變小、不收縮 ）； 密度小（只有鋼絲的 1/5）； 強度高； 滯后損失小，生熱低，耐熱性好； 耐磨損和抗撕裂； 耐腐蝕性好。 子午線輪胎骨架材料的分類 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 28 子午線輪胎按其采用的骨架材料來分，有全纖維子午線輪胎，半鋼絲子午線輪胎 (即胎體為纖維簾線，帶束層為鋼絲簾線 )和全鋼絲子午線輪胎三種，根據(jù)用途、規(guī)格、類型不同，考慮選擇。 （ 3） 耐疲勞性能好。 2．帶束層簾線的性能要求 一般帶束層的結構是由多層簾布組成， 根據(jù)帶束層的結構與性能特點， 對簾線性能的重點要求如下： （ 1） 高強力、 高 模量 、 伸長變形要很小。 （ 3） 低滯后損失、低生熱性、高耐疲勞性，保證胎體的耐久性和輪胎的高使用壽命。 （ 1） 高強度、高模量，特別是高溫下的模量也要高，這是子午線輪胎胎體簾線的基本要求。 1． 胎體簾線的性能要求 胎體的主要作用是使輪胎保持原有設計的尺寸形狀，并賦予輪胎優(yōu)良的 舒適性和牽引性。表 310 的測定結果表明，在胎面花紋型式相同的條件下，子午線輪胎的噪音也低于斜交輪胎。 斜交輪胎的行使溫度一般比子午線輪胎高出 30度左右。由于子午胎摩擦變形小，行駛生熱低 ，胎體的簾布層少，散熱也快。 又因周向變形小，故滾動阻力比普通斜線胎小 20%30%，滑行距離多 35%左右，因此，使用子午線輪胎不但可提高汽車的行駛速度，還可提高汽車燃油經(jīng)濟性（一般可降低油耗 6%12%，）。 圖 37 子午線輪胎與斜交胎接地面印痕的對比 廠牌 試驗條數(shù) /條 花紋深度 /mm 新胎里程/km 一次翻新率 /% 主要損壞 Km/mm 指數(shù) M 54 77331 77 8409 114 冠空爆，冠空 S 54 95510 93 10591 143 冠空爆 P 54 93726 52 9223 125 冠空爆，冠空 D 54 99452 100 8870 120 D(斜交胎 ) 54 92285 94 7392 100 圖 38 里程試驗結果 2. 滾動阻力小，節(jié)省燃料 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 26 輪胎類型 汽車總量/kg 輪胎氣壓 /kPa 滾動阻力 /N 滾動阻力系數(shù) /f 滾動阻力降低值 /% 16 16 4075 4075 450 412 423 583 0 圖 39 輕型載重子午線輪胎的滾動阻力和滾動阻力系數(shù) 子午胎簾線的排列方式，消除了斜交胎交叉排列層間剪切移動造成的內部磨擦，因此生熱低，消耗能量少。又因輪胎體的徑向彈性大，使輪胎接地面積增大，壓強減小，故胎面耐磨性強，且耐刺扎，不易爆胎。子午線輪胎可以安全、高速地在高速路上行駛。子午胎胎體 柔平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 25 軟，下沉大，胎面與路面接觸面積大，接觸壓力分布均勻。 而子午胎則相反，轉彎時是胎側隨之扭轉而胎面接地面積保持不變，轉向性能 良好。以下從轉向情況、側向力和回正力矩等幾方面對比兩種胎的性能。因此，子午線輪胎的胎冠和胎側是分別獨立地各自發(fā)揮作用。由于胎體層的簾線為徑向排列，是胎側非常柔軟，可良好發(fā)揮出汽車對輪胎要求的緩沖性能。 （ 2)缺點 子午線輪胎的主要缺點有： ● 胎側較薄，容易起裂口； ● 胎側變形大，側向穩(wěn)定性較差； ● 子午線輪胎的制造要求高，成本高 。 ● 抗刺能力強：子午線輪胎因有堅硬的帶束層，所以大大增強了胎冠的抗刺能力，減少了輪胎爆胎的危險，提高了行駛的安全性。試驗證明子午輪胎的使用壽命比