汽车知识：轮胎知识系统讲解(汽车之家)

1、从颜色到结构：全面解析轮胎的秘密 2012年06月07日 01:00 来源：汽车之家 类型：原创 编辑：唐朝 评论：226条汽车之家 技术 轮胎大家绝不陌生，幼儿园的孩子闭着眼都能画出一个轮子，但很多开了一辈子汽车的司机也不明白轮胎这玩意儿里到底有什么玄机。您一定好奇轮胎有什么秘密， 不就是圆形、充气的吗？要知道，轮胎作为车辆与路面接触的唯一媒介，对于车辆的性能有着直接影响。瞧，这么重要的东西怎么能没有秘密？让我们来探究一下。 轮胎历史就像评书中的开始一样，想知道轮胎有什么秘密咱们得先了解它的身世，由于篇幅限制咱们只看看乘用车轮 胎，商用车轮胎且听下回分解。好了，言归正传，第一个空心轮胎是18

2、45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，罗伯特汤姆逊并以马车和其他车辆的车轮改良为题，获得了英国 政府的专利。同年12月10日第一条充气轮胎诞生，第一个购买充气轮胎的人是个名叫罗列的贵族，四个轮胎的价钱合计为四十四磅二先令，要知道当时一英镑可 以兑换白银三两，而当年英国国民生产总值才1000多万英镑。1868年，美国人查尔斯古德伊尔（Charles Goodyear）发明硫化橡胶的方法，使橡胶能运用在轮胎上，古德伊尔先生虽取得专利但并未因此致富（1898年美国一家新成立的轮胎

3、公司为了纪念他的贡献，把公司命名为固特异轮胎公司）。1887年12月，英国兽医约翰邓禄普看到他的儿子在布满石头的庭院里骑着三轮车，思索如何使车轮更软以吸收震荡，于是发明用充气的橡胶管套在木制轮辐上，现代轮胎的原型诞生了。1903年，JF帕玛先生发明了斜纹纺织品，这种斜纹纺织品的发明促成了斜交轮胎的发展，1930年米其林公司申请了带内胎轮胎（无内胎轮胎前身）；1946年获得举世闻名的子午线轮胎专利。看看，很多轮胎大厂都到齐了。 轮胎为什么是黑色大家都知道轮胎主要由橡胶组成，橡胶大家没见过但也大概知道颜色，但您想过为什么以橡胶为原料的轮胎是黑色的吗？其实这主要是由轮胎生产时的添加剂决定 的，早在十

4、九世纪，橡胶轮胎由于添加剂的不同，其颜色并不固定。到1915年，由于在轮胎制造时加入了碳黑也称碳烟（carbon black），橡胶呈现墨水般的纯黑色，而且耐磨性达到前所未有的水准。此后，橡胶轮胎进入黑色一统天下的漫长时期。到了二十世纪五十年代，国外许多拥有轿车的人为了显示自己的财富与社会地位，纷纷把轮胎的外侧壁刷上白色油漆，以区别他人，体现个性。但是这种轮胎美容法 最大的缺点就是轮胎使用一段时间后，油漆会逐渐剥落，很不雅观，这种方式逐渐被冷落了。到六十年代，使用白色橡胶的白色橡胶轮胎又见复苏，不过这种轮胎的 强度和反抗撕裂性能较差，耐老化性能差，成本也较为昂贵，使用时间稍久，胶料就会慢慢变黄

5、变棕，失去原来的装饰效果。到了八十年代，日本、德国和美国等发 达国家曾重新生产并投入胎侧带有白色字体或环带的轮胎，固特异公司甚至还设计出一种全透明可在夜间照明的轮胎。进入九十年代，米其林公司与法国一家化工集团合作，用二氧化硅取代碳，取得了良好的效果。由于二氧化硅的固有颜色是白色，可以加入任意不同的染色剂，轮胎从而可以任意选择颜色了。近些年来，随着新型橡胶防老化剂和白色以及浅色橡胶补强剂的出现，更进一步推动了轮胎颜色的发展。明白了轮胎为什么是黑色的后，您一定好奇轮胎使用的橡胶了，轮胎用的橡胶和我们嘴里现在嚼的口香糖难道是“同父异母”的兄弟？现在大多数汽车轮胎材料的主要成份是天然橡胶或者合成橡胶。

6、天然橡胶主要来源于三叶橡胶树，当这种橡胶树的表皮被割开时，就会流出乳白色的汁液，称为胶 乳，胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。而我们吃的口香糖的主要成分是胶基，胶基的精确成分通常属于商业机密，其主要成分可以是明胶（日本胶）或 天然橡胶（苯乙烯-丁二烯橡胶，丁基橡胶，聚异丁烯）所以说我们吃的口香糖和轮胎用橡胶并不是一种原材料。 讲讲轮胎的橡胶和添加剂轮胎生产的原料中有天然橡胶还有合成橡胶，合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。在合成橡胶中又属通用橡 胶应用最多，通用橡胶是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶，异丙橡

7、胶，氯丁橡胶等。尽管合成橡胶有诸多优势，但天然橡胶的综合性能优越过合成橡胶，所以高级轮胎多用天然橡胶。为了使橡胶具有制造轮胎所要求的性能，比如要让轮胎具有弹性 好、滚动阻力小、耗油低、生热低、耐磨、耐穿刺、承载能力大、乘坐舒适等性能，必须要在橡胶中渗入各不同的化学材料，即化学添加剂。 轮胎的制造轮胎的历史和材质了解后，下面让我们看看轮胎是如何制造的。其实轮胎的制造就像是从和面开始到煮成面条的过程。前面的密炼挤出压延等工序就像是“和面”-“擀面”-“切成面条”之类的步骤，到胎圈成型就相当于准备好了下锅的面条了。上图为轮胎制造工序，完成后还需经过最终检验及轮胎测试工序 硫 化是橡胶加工中的最后一个

8、工序，相当于“下锅煮面”-也就是最终定型，可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。“硫化”因最初的天然橡胶制品用硫磺作交 联剂进行交联而得名，随着橡胶工业的发展，现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”，即线性高分子通过交联作 用而形成的网状高分子的工艺过程。橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应，交联成为立体网状结构的过程。经过硫化后的橡胶称硫化胶。在硫化工序完成后，还有最终检验及轮胎测试工序，在最终检测这个区域里，轮胎首先要经过目视外观检查，然后是均匀性检测，均匀性检测是通过“均匀性实验机”来完成的。均匀性实验机主要测量径向力，侧向力，锥力以及波动

9、情况的。均匀性检测完之后要做动平衡测试，动平衡测试是在“动平衡实验机”上完成的。最后轮胎要经过X-光检测，而在轮胎测试工序中轮胎还需要接受高速和耐久实验的考量。小贴士之返炼胶说到这里可能有些人会想起锦湖的 “返炼胶”事件，很多人到现在为止都没弄明白反炼胶到底是什么。其实，返炼就是在“挤出”、“压延”工序后面产生的一些边角料和不合规的胶料，这些边角料 拿回最初密炼工序-也就是“和面”的阶段，重新揉进“面团”里。这些边角料以及不合规的胶料就是所谓的返炼胶。所以返炼胶并不是“废旧轮胎回收再制”的 意思，一旦橡胶经过了硫化，这个过程就不可逆了。返炼是属于轮胎制造过程中的正常工艺。但是返炼胶的比例是需要

10、严格控制的，大量使用返炼胶会造成轮胎质量 不平均不稳定的情况，而且不能用在气密层当中。之前的国内的行业要求是“返回胶均匀掺用比例不大于20%”。使用返炼胶过量的轮胎，耐久性会受到明显影响，易老化开裂，对于轮胎质量和安全性能有着很大的隐患。 轮胎结构：胎冠是外胎两胎肩之间的整个部位，包括胎面、缓冲层(或带束层)等，胎冠是轮胎与地面接触的主要部分。轮胎的胎体层是由帘线和橡胶构成的复合材料壳体，帘线材质一般有人造丝帘线，玻璃纤维帘线，芳族聚酰胺帘线， 钢丝纤维帘线等几种。 轮胎的类别轮胎的分类有很多种，这里仅根据胎体帘布层帘线的排列不同，将轮胎划分为斜交线轮胎、子午线轮胎。斜交线胎的胎体是斜线交叉的

11、帘布层；而子午线胎的胎体是聚合物多层交叉材质，其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布，可减少轮胎被异物刺破的几率。斜交轮胎的帘线按斜线交叉排列，故而得名。其特点是胎面和胎侧的强度大，但胎侧刚度较大，舒适性差，由于高速时帘布层间移动与磨擦大，并不适合高速行驶。随着子午线轮胎的不断改进，斜交轮胎将基本上被淘汰。子午线轮胎是胎体帘线按子午线方向排列，是帘线周向排列或接近周向排列的缓冲层紧紧箍在胎体上的一种新型轮胎。它由胎面、胎体、胎侧、缓冲层（或带束层）、胎圈、内衬层（或气密层）六个主要部分组成。按照胎体和带束层所用帘线材料不同，子午线轮胎可分为三种：全钢丝子午线轮胎、半钢丝子午线轮胎和全纤维子午线轮胎。

12、子午胎（左）与斜交胎（右）帘布的贴合形式不同子午线轮胎的帘线排列方向与轮胎子午断面一致，其帘布层相当于轮胎的基本骨架。由于行驶时轮胎要承受较大的切向作用力，为保证帘线的稳固，在其外部又有若干层由高强度、不易拉伸的材料制成的带束层(又称箍紧层)，其帘线方向与子午断面呈较大的交角。 子午线轮胎与斜交轮胎相比，弹性大，耐磨性好，滚动阻力小，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易刺穿；缺点是胎侧易裂口，由于侧向变形大，导致汽车侧向稳定性稍差，制造技术要求高，成本较高。小贴士之轮胎鼓包现象的原因相信大家对锦湖轮胎鼓包事件一定记忆犹新，在这里我们不讨论厂家的处理方法，仅仅讨论下轮胎鼓包的原因。引起鼓包现

13、象的原因是多种多样的，一般来讲，轮胎鼓包现象的发生绝大部分是由于使用中出现意外的强烈冲击，从而导致轮胎在冲击物和轮辋凸缘之间产生严重的挤压变形。对于子午线胎来说，胎侧部位正是其最薄弱的地方，由于没有了带束层的保护，一旦发生严重变形便会造成胎侧帘线断裂，这时轮胎内部的空气就会从断裂处顶起， 形成鼓包。其中不正确的气压、恶劣的路况、意外的撞击以及疏忽的驾驶方式等综合因素是造成轮胎鼓包现象的主要因素。另外，经常上马路牙子和停车时轮胎剐蹭 障碍物也有一定可能造成胎壁受损，出现“鼓包”。而如果轮胎大批量的出现鼓包，则很大程度上是由于质量问题造成的，由于轮胎制造过程中，帘线干燥程度不够 就进行挂胶，或者由

14、于胶体本身含水分过高引起。根据行业相关规定，普通轮胎的正常试用期是出厂之日起的3-5年。如果在这个期限内，不是因为碰撞等特殊原 因造成鼓包，那么轮胎的质量可能存在问题。 小贴士之爆胎和防爆轮胎造成爆胎的因素有很多，轮胎气压过高，轮胎单位面积上所承受的压力增加，胎面磨损不均匀，胎壁也会因气压过高而变的更薄，因此行驶当中如果遇到凸起物或者 坑洼时很容易就发生爆胎的事故；轮胎气压过低时轮胎会发生明显的形变，胎肩接触地面，而这种变形让轮胎的转动并不均匀，特别是轮胎内部的钢丝与帘线层之间 会产生摩擦产生大量热量，加速轮胎的老化从而造成爆胎，造成爆胎的另一个原因就是异物穿刺，汽车在高速行驶时，受到物体穿刺

15、，从而导致爆胎的事情也屡见不 鲜。于是另一种轮胎走进了我们的视野，这就是缺气保护保用轮胎。首先需要澄清一点，就是我们经常说的这种“防爆胎”，它的官方正式名称应该叫做-缺气保用轮胎，从字面意思就能知道这种轮胎在胎压不足或者漏气的情况下帮助车辆在一段距离内和速度内能正常行驶，而“防爆胎”这个名字也是轮胎厂家和使用这种轮胎的汽车厂家对这种轮胎的夸大宣传。当一般轮胎在失去轮胎压力的时候，轮胎在眨眼间就能像烂泥一样脱离轮毂，仅靠轮圈来与地面接触。而缺气保用轮胎与一般轮胎最大的不同就是在于它拥有非常有 韧性和支撑性的胎壁。这样的设计可以帮助轮胎在发生爆胎或者突然泄气时保证轮胎与轮圈还可以结合起来并给予车辆

16、一定的支撑，从而保证车辆的行驶安全。当然 这种轮胎由于采用了特殊材料的设计与更厚的胎壁，会令舒适性有所下降，胎噪更大。轮胎的重量也相比普通轮胎更大，这会导致簧下质量变重，在一定程度上影响车辆的操控性能，但考虑到支撑性能更好的胎壁设计，对于在一般道路行驶的车辆来说，缺气保用轮胎还是利大于弊的。缺气保用轮胎可以帮助轮胎在发生爆胎或者突然泄气时保证轮胎与轮圈还可以结合起来并给予车辆一定的支撑，从而保证车辆的行驶安全相关链接：小贴士之轮胎气压很多车主在换上轮胎后就认为大功告成了，往往忽略了轮胎胎压对车辆性能的重要性。同样一款轮胎，设定不同的胎压，会对车辆的油耗、加速性能、制动性能、弯道性能有着各种各样

17、的影响，长时间的胎压过高或者过低更是极其危险的。通常我们对胎压的设定可以参考原厂标准（可查看车辆使用手册，一般B柱前门位置会有具体数值标识），这个胎压数值是考虑到车辆多方面因素后给出的合理胎 压，对改装轮胎同样适用。另外胎压的设定可以根据具体用车情况灵活调整，稍稍降低可以提高抓地性能（不能少于原厂标准0.5Bar以上），经常满载的车辆 可以适当提高胎压（同样调整上限为0.5Bar），胎压的高低不光影响着车辆的行驶性能，同样对油耗会产生影响，较高的胎压会更省油，但无论怎么调整，都 不可超过或低于原厂标准过多，否则是相当危险的。另外对于胎压的检查与调整需要在冷车时进行，通常在车辆停放1小时以上才能

18、得到准确的数值。因为气体是具有膨胀特性的，行驶中产生的热量会令胎压变高(变量也与环境温度有关)。我们常说的标准胎压是在冷车状态下进行测量的数值。 轮胎上数字及字母的含义俯身看看自己爱车的轮胎，除了品牌以外您还会发现很多数字和字母，它们肯定不是为了美观引上去的，下面我们看下这些数字及字母的含义。轮胎规格常用一组数字表示，前一个数字表示轮胎断面宽度，后一个数字表示轮辋直径，均以英寸为单位。中间的字母或符号有特殊含义： R”表示子午胎，“D”、“一”表示斜交胎。图片文字较小，请点击查看大图速度等级是轮胎设计生产时经过多方面因素考量与测试给出的最高速度限制，一旦行驶速度超过该数值，会带来多种安全隐患，

19、而一般全地形轮胎（AT）为了考量到非铺装路面的行驶性能，使得速度级别要低于公路型轮胎。轮胎负荷指数及气压：一般标示最大负荷及相应气压，负荷以“公斤”为单位，气压即轮胎胎压，单位为“千帕”。磨损极限标志：轮胎一侧用橡胶条、块标示轮胎的磨损极限，轮胎磨损接近距其4mm左右就要考虑更换。 常常被忽略的轮胎指标：三“T”指数民用轮胎除了在常规的尺寸、速度级别、载重级别等 参数外，我们还可以针对轮胎的三“T”指数进行选择，这也是在日常对参数的关注中比较少有机会被大家关注到的内容。所谓三“T”，就是在轮胎侧面我们看到 常常连在一起的Treadwear XXX（耐磨指数） Traction X（牵引性能）

20、Temperature X（温度指数）这三种标识，这里X代表数值或字母。这三个指数来自美国高速公路安全管理局NHTSA的 统一轮胎质量分级标准即UTQG（Uniform Tire Quality Grade Standards)，所有的指数都是按照标准化的测试得出的评价，所以虽然这些指数对于实际的应用可能没有参考价值，但是由于标准统一，在横向对比轮胎 的时候可以派得上用场，这也是各位选择轮胎时候的好帮手。Traction（牵引性能）这个参数其实更直白的理解就是抓地力的水平，以AA/A/B/C进行标示，AA代表优秀，C则最差但是需要注意的是，这个参数的考量具有局限性。由于这一评级测试的是轮胎在湿

21、滑道路直线行驶的抗滑能力，因此考量更多的似乎是花纹的排水设计和胎面配方。它并不能说明这宽轮胎在弯道中横向抓地力的好坏。你可以想象一下，在这样的试验条件下干地抓地力最强大的热熔胎永远也不可能得到最高的AA评级。另外需要注意的是1997年之后才加入了“AA”这个评级，它代替“A”成为最高级别的评价。在此之前的轮胎你是无论如何也找不到有“AA”标识的。 Temperature 温度指数同样也用A/B/C来表示，这个指数是轮胎抗高温的性能，我们都知道车辆在高速行驶或激烈驾驶时轮胎的温度会升高，此时胎压与轮胎的橡胶特性也会随之发生变化。选择指数为A的轮胎自然是上策之选。Treadwear耐磨指数以数字来

22、表示，数字的高低代表了轮胎在相同使用环境下可行驶里程的多少，数字越大，可以理解为该款轮胎更加耐磨。该数值是在统一的测试条件下完成，按照轮胎磨损的量来根据函数推算轮胎可行驶里程-所以这并不是真正把轮胎磨损到换胎标志块测出的真实里程。指数100代表在测试中轮胎可以使用29808英里，约合48000公里，而如果数值为200，就等于100的两倍即59616英里，约合96000公 里，以此类推。这里就涉及到了一个鱼和熊掌不可兼得的问题，通常抓地性能出色的轮胎耐磨指数却比较低，这就是为什么通常高性能轮胎的耐磨指数都在200以 下，而一般在300以上的轮胎虽然耐磨，抓地性能却未必太理想。当然随着科技的不断进

23、步，一些轮胎在拥有优良抓地性能的同时也可以拥有不错的耐磨性能 （200甚至是300以上）。小贴士：轮胎改装对于打算提升爱车行驶性能的车主来说，改装轮胎时通常都会在尺寸上进行升级，加大轮胎的接地面积可以提高轮胎与地面的附着力，使制动、弯道性能得到提高。而低扁平比的轮胎可以减少因轮胎变形对操控性产生的影响，使操控反应更加直接、灵敏。首先轮胎的直径要尽可能的与原厂尺寸相同，最大差距也不能超过3%。对于动力与悬挂系统未经大幅度改装的车而言，通常3厘米的宽度增加已属上限，而考虑到日常路况的复杂多样性，扁平比不应低于35，否则很有可能会损伤轮圈、悬挂系统甚至增加爆胎的风险。以我们比较熟悉的1.5升飞度为例

24、，原厂轮胎尺寸为175/65 R15，在动力系统与悬挂系 统未经改装的情况下，按照上面所说的原则，飞度轮胎的改装尺寸上限应为205/35 R18，此时轮胎直径与原厂型号有1.2%的偏差，属合理范围。不过相信留意过轮胎的朋友都会发现，205/35 R18这种尺寸的轮胎实在太奇怪了，在市面上很难找到。而且18寸轮圈无疑会增加簧下质量，对于马力本身就不大的飞度来说会形成一定的负担，所以将轮圈减小一号，这时轮胎的尺寸应变为205/45 R17，直径偏差为1.3%，也属合理范围。点击图片可使用轮胎尺寸计算器 花纹轮胎花纹的主要作用与鞋底花纹的作用类似，花纹增加了胎面与路面间的磨擦力，以防止车轮打滑。影响

25、花纹作用的因素较多，但起主要作用是花纹型式和花纹深度。 单导向花纹 块状花纹 不对称花纹根据花纹的形状，我们可以将轮胎花纹再划分为以下几种。 条形花纹条形花纹，顾名思义，就是花纹呈条状，也可以称为纵向花纹。该类型花纹纹沟的方向与圆周方向一致。它有以下特点：低滚动阻力，不易侧滑（横向抓地力好），可以为汽车提供良好的操纵稳定性能，由于行驶过程中产生的热量低，可以显示良好的高速性能，低噪音，提供良好的驾乘舒适感。所以考量一款轮胎弯道性能的好坏，要多看纵向花纹。就像上图的F1赛车轮胎，水平方面上有4条凹沟，这就是典型的条形花纹。但是，单纯使用条形花纹的轮胎同样也存在不少不足：较差的制动性能和驱动力，而且在负荷下容易出现开裂现象。这种花纹或者它们的变种和改良型的轮胎目前大部分会用于轻型客车和普通轿车以及摩托车的上。而不适用载重车和高性能（赛车的热 融胎除外）的车种。 羊角花纹羊角花纹，也叫横向花纹，该种花纹的花纹沟方向与圆周方向垂直。它有一下特点：胎面花纹按轮胎轴向排列。具有制动力和牵引力大、耐切割性能、耐磨性能好等 优点，这种花纹的轮胎适用一般路面、混合路面和非正式路