第四章 汽车轮胎

第四章汽车轮胎第一节轮胎的构造与分类第二节轮胎的合理选用

1轮胎是汽车最重要的部件之一，也是重要的运行材料，其使用合理与否直接影响到汽车的行驶安全性和使用经济性。据统计，汽车使用中轮胎的费用一般占运输成本的5%～10%，轮胎的技术状况可使油耗在10%～15%范围内变化。要保证车辆安全与降低运输成本，需从轮胎的作用、结构和规格等方面的基础知识入手，进而才能分析轮胎性能对汽车行驶的影响。23轮胎的构造与分类第一节4了解汽车轮胎的作用。熟悉轮胎的构造与分类。

5学习目标汽车轮胎安装在轮辋上，直接与地面接触，具有承重、缓冲和提供附着等作用。1.承重在众多的汽车零部件中，只有轮胎与地面直接接触，汽车本身的质量和汽车上的乘客及载运货物的质量都要靠轮胎支撑，因此，轮胎必须有足够的承载能力。轮胎承受载荷能力除与质量有关外，还与路面质量、汽车行驶速度等因素有关。若路面质量差、汽车行驶速度快，就会使汽车的动载荷增加。6一、汽车轮胎的作用2.缓冲汽车行驶时要受到路面的冲击，为保证汽车具有良好的乘坐舒适性，必须设法消除和衰减汽车行驶中产生的振动，这一任务通常是由轮胎和汽车悬架共同来完成的。为此，轮胎必须有适当的弹性。73.提供附着汽车行驶所需要的驱动力、汽车减速或停止所需要的制动力等都要靠轮胎与路面的摩擦作用而产生。因此，轮胎与路面间应有良好的附着性能。为了增强轮胎的附着作用，轮胎胎面具有多种形式的花纹。8轮胎的种类不同，其构造也略有差别。现代汽车广泛采用无内胎的充气轮胎，如下图所示。9二、汽车轮胎的构造101.按轮胎充气压力分类（1）高压轮胎高压轮胎充气压力为0.5～0.7MPa，滚动阻力小，油耗低，但缓冲性能差，与路面的附着能力低，在汽车上很少使用。（2）低压轮胎低压轮胎充气压力为0.15～0.49MPa，具有弹性好、断面宽、与道路接触面积大、壁薄而散热性好等优点，所以被广泛采用。目前，轿车、载货汽车几乎全都采用低压轮胎。11三、汽车轮胎的分类（3）超低压轮胎超低压轮胎充气压力低于0.15MPa，其断面宽度比低压轮胎宽，与道路的接触面积也比低压轮胎大，非常适宜在沼泽地、疏松雪地等软地面上使用，多用于越野汽车和少数特种汽车上。（4）调压轮胎调压轮胎根据路面条件不同可以大幅度调节轮胎内压。轮胎气压由驾驶室直接控制。调压轮胎的最大优点是能使汽车适应各种道路条件，有效扩大了汽车使用范围。122.按轮胎胎面花纹分类汽车轮胎按胎面花纹不同，可分为横向花纹轮胎、条形花纹轮胎、混合花纹轮胎和越野花纹轮胎，如下图所示。1314轮胎上的纵向花纹主要起到快速排水的作用，但是抓地能力不足；而轮胎上的横向花纹拥有较大的抓地能力，但排水能力及导向性不好。因此，设计轮胎的工程师们将两种花纹混搭在一起，让中间的能提供快速排水的纵向花纹与胎肩上提供抓地力的横向花纹结合到一起，混合花纹轮胎就诞生了。越野花纹又叫砌块花纹，特点是花纹沟槽宽而深，花纹块接地面积较小。在松软路面上行驶时，一部分土壤将嵌入越野花纹沟槽之中，必须将嵌入越野花纹沟槽的这一部分土壤剪切之后，轮胎才有可能出现打滑，因此，越野花纹的抓地能力大。153.按轮胎组成结构分类汽车轮胎按组成结构不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎。有内胎轮胎的组成如下图所示，内胎是一个环形橡胶管，里面充满压缩空气，应具有良好的弹性、耐热性及气密性。为使内胎在充气状态下不产生褶皱，其尺寸应略小于外胎的内壁尺寸；外胎是用以保护内胎使其不受外来损害的、高强度而富有弹性的外壳；垫带是一个具有一定形状和断面的环形胶带，安装在内胎与轮辋之间，作用是防止内胎被轮辋及外胎的胎圈擦伤和磨损，并能防止尘土、水侵入胎内。无内胎轮胎俗称原子胎或真空胎，这种轮胎是利用轮胎内壁和胎圈的气密层保证轮胎与轮辋间良好的气密性，外胎兼起内胎的作用。16174.按轮胎胎体帘线排列方向分类根据轮胎结构的不同，即胎体中帘线排列方向不同，可分为普通斜交轮胎和子午线轮胎两种，如下图所示。1819（1）普通斜交轮胎普通斜交轮胎的结构特点是胎体帘布、帘线排列方向与轮胎子午线断面呈一定夹角，帘线是由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边，并且由这种斜置帘线组成的多层帘布交错叠合，呈斜交方式排列，帘布层的层数为偶数。普通斜交轮胎具有噪声小、制造容易、价格便宜等优点。但是，其使用受到一定限制，目前有被子午线轮胎取代的趋势。20（2）子午线轮胎帘布层帘线与胎面中心线成90°或接近90°排列的充气轮胎称为子午线轮胎。由于帘线排列方向与轮胎子午线断面一致，使帘线强度得到充分利用，子午线轮胎的帘布层层数一般比普通斜交轮胎减少40%～50%，且帘布层层数没有必须为偶数的限制，胎体柔软，而带束层层数较多，极大地提高了胎面的刚度和强度。21与普通斜交轮胎相比，子午线轮胎有以下优点：1）滚动阻力小，节约燃料。实际使用中，节油率在6%～8%，并且随着车速提高，节油效果更好。2）使用寿命长。子午线轮胎胎面刚性好，周向变形小，可用较硬橡胶作为胎面材料，因此，耐磨性好。轮胎接地面积较大，单位压力小并且均匀，在路面上的滑移量小，使轮胎的行驶里程比普通斜交轮胎长50%左右。223）减振性能好。子午线轮胎帘线径向排列，可充分利用帘线强度，比普通斜交轮胎提高约14%。4）承载能力大。子午线轮胎帘布因有坚硬的带束层，所以大大增强了胎冠的抗刺能力，减少了轮胎爆胎的危险，提高了行驶的安全性。5）附着性能好。子午线轮胎在行驶时接地面积较大，同时由于带束层的作用，接地压强分布较均匀，从而提高了附着力，减少了侧滑现象。235.按轮胎胎体帘线材料分类按胎体帘线材料不同，轮胎可分为棉帘线轮胎、人造丝轮胎、尼龙轮胎和钢丝轮胎等。目前，尼龙帘线材料用得较多。尼龙的强度比人造丝和棉帘线更好。尼龙帘线还有受热和受潮时强度降低都比较小等特点。钢丝帘线的强度很高，钢丝帘线的采用可大大减少轮胎帘布层的层数，从而使橡胶材料的消耗减少，轮胎质量减轻。但是，钢丝帘线与橡胶结合性能较差，尚需进一步改进性能。24轮胎的合理选用第二节25认识轮胎的规格。知道汽车轮胎的常见损坏形式。熟悉轮胎的选用注意事项

26学习目标合理使用轮胎，将会明显改善汽车性能或大幅度提高轮胎使用寿命，从而降低汽车运输成本，确保行车安全。2018年8月1日，国家开始实施《轮胎使用与保养规程》（GB/T9768—2017）。27轮胎规格是轮胎几何参数与物理性能的标志数据。国际标准的轮胎规格一般由六部分组成：轮胎断面宽度（mm）+轮胎断面的扁平比（%）+轮胎类型代号+轮辋直径（in）+负荷指数+许用车速代号。轮胎规格为195/65R1588H的轮胎宽度、轮辋直径及扁平比如下图所示。28一、汽车轮胎的规格291．轮胎宽度轮胎宽度是影响整车油耗表现的一个因素。轮胎越宽，与地面的接触面积越大，相应地就增加了轮胎与地面的摩擦力，车辆的动能转化为摩擦热能而损失的能量就会增加，行驶相同距离时宽胎更容易耗油。不过事物都有它的两面性，虽然油耗增加，但宽胎的抓地力更强，进而也将获得更好的车身稳定性。302．轮胎断面的扁平比轮胎断面的扁平比是影响车辆对路面的反应灵敏度的主要因素。扁平比越低的车辆，胎壁越薄，且轮胎承受的压力也越大，其对路面的反应非常灵敏，从而能够迅速地把路面的信号传递给驾驶者，更便于操控车辆，多见于一些以性能操控见长的车型。扁平比越高，胎壁越厚，虽然拥有充裕的缓冲厚度，但对路面的感觉较差，特别是转弯时会更拖沓，多见于一些以舒适性见长的车型。越野车的扁平比一般较高，主要是为了适应环境恶劣的路况。313．轮胎类型代号轮胎的类型代号常见的有：“X”表示高压胎，“R”“Z”表示子午线胎，“—”表示低压胎。市场上的轿车一般采用子午线轮胎，且目前已经实现了子午线轮胎无内胎。这种轮胎在高速行驶中不易聚热，当轮胎被钉子或尖锐物穿破后，漏气缓慢，可继续行驶一段距离。另外，还有简化生产工艺、减轻质量、节约原料等好处。324．负荷指数轮胎的负荷指数是把轮胎所能承受的最大负荷以代号的形式表示，来表征轮胎承受负荷的能力。负荷指数数值越大，轮胎所能承受的负荷也越大。负荷指数及对应承载质量见下表。33345．许用车速代号许用车速表示对车辆速度的极限限制，超过许用车速可能会引起爆胎。速度级别越高，轮胎设计及对材料的要求也就越高。许用车速代号与最高行驶速度的对应关系见下表。35366.轮胎规格表示实例下面以下图所示实例来说明轮胎尺寸代码的含义。图中的轮胎规格为225/60R1799H，其中，225表示轮胎的断面宽度为225mm；60表示轮胎的断面高度与断面宽度的百分比（即轮胎断面的扁平比）为60%，“R”代表单词Radial，表示是子午线轮胎；17表示轮辋直径为17in；99表示负荷指数，即单个轮胎的承载质量最高可为775kg；H则表示轮胎的许用车速为210km/h。3738汽车轮胎的损坏形式主要有胎面磨损、胎侧受伤、胎体损坏、胎圈撕裂和轮胎爆裂等。胎面磨损轮胎在使用过程中由于直接和路面接触，受多种接触力的作用，如驱动力、制动力、侧向力、摩擦力等，因此，不可避免地会出现磨损。一般情况下，应要求胎面磨损均匀、缓慢。但在汽车使用过程中，一些不正确的驾驶方法如汽车转弯速度过快、起步过急、制动过猛、高速行车等，都会加快轮胎的磨损。除此之外，若轮胎使用不当或车辆状况不良，将使轮胎胎面产生不正常磨损。39二、轮胎的常见损坏形式常见的轮胎不正常磨损有：轮胎胎面中间磨损严重；轮胎单边磨损严重；轮胎两边磨损严重；轮胎胎面出现块状磨损；轮胎局部胎面出现快速磨损；轮胎胎面出现锯齿状磨损；胎冠割裂或刺伤。

402.胎侧损伤从轮胎的构造来看，胎侧是轮胎中强度最弱的部位，但胎侧却是轮胎中最为突出的部位。所以，胎侧是轮胎结构中最易受伤的部位。胎侧损伤主要包括胎侧擦伤和胎侧起泡。41（1）胎侧擦伤胎侧擦伤多是由于汽车斜行上马路牙所致。此外，路障上的角铁和螺钉、碎石路面也可擦伤胎侧。（2）胎侧起泡胎侧起泡多是由于胎侧帘线断裂或断裂处强度降低所致。此外，对无内胎轮胎，压缩气体传递到胎侧也会引起胎侧起泡。423.胎体损坏（1）胎体帘线的断裂、松散和帘布脱层引起胎体帘线断裂的原因较多，除部分轮胎在使用过程中胎体帘线产生自然裂纹并逐渐扩大而引起帘线断裂或胎侧部位因某种原因产生强挤压而使帘线断裂外，大部分胎体帘线的断裂是由于轮胎变形而引起的疲劳断裂。（2）胎体扎伤、刮伤胎体扎伤、刮伤主要是由于行驶路面凹凸不平或路面上有锋利的异物而引起的。434.胎圈撕裂胎圈撕裂主要发生在轮胎往轮辋上安装的过程中。轮辋的外沿直径一般大于轮胎的内径，所以在安装时易将胎圈撕裂。445.轮胎爆裂轮胎爆裂主要由轮胎气压和温度升高、轮胎强度下降引起。45轮胎的选用应根据车辆的载荷、速度、道路条件、气候环境等综合考虑。1.选准轮胎型号选购的轮胎要与车型相符，最好是原厂生产轮胎，以免磨损不均匀；选购时应注意轮胎的层数和帘线材料种类。一般轮胎层数越多，散热性越差。46三、选用轮胎的注意事项2.看清轮胎标志选购轮胎时，仔细查看轮胎表面有无厂名或厂址、商标、生产编号及轮胎骨架材料、标准轮辋与检查印鉴等，若以上内容标志清晰，说明是正规厂家生产的，反之则有可能是翻新轮胎或修补过的轮胎。473.看轮胎的生产日期轮胎的主要材料是橡胶，而橡胶的特性就是长时间使用或者放置就会老化，如果使用老化的轮胎，轻则影响车辆的性能，重则发生爆胎事故危及生命安全。经科学试验得知，无论什么品牌的轮胎放置三年后，受氧化等因素影响，轮胎的物理性能都会有所变化，耐磨性、强度等指标都会下降。484.避免选择翻新轮胎翻新轮胎与品牌正常新轮胎相比，最大差别在于耐磨性。可以从四个方面进行判断。看