_子午胎设计及制造

第一节子午线轮胎结构特点

1948 年，法国米其林轮胎公司试制生产了全世界第一条全钢丝子午线轮胎。

由于子午线轮胎具有耐磨、节油、乘坐舒适、牵引性，操纵稳定性及高速性能好等优点，使其获得了极快的发展。

子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，具有许多斜交轮胎不具有的优点。而赋予子午线轮胎优越性能的根本原因，则在于子午线轮胎与普通斜交轮胎的结构不同。子午线轮胎的主要结构特点有以下几点。

①胎体帘线各层间相互平行地由一胎圈到另一胎圈成子午线方向（与胎冠中心线呈90º）排列。轮胎内压对胎体帘线产生的应力比普通斜交轮胎少一半，而且所有帘线按照受力方向排列，每根帘线充分受力，因而子午线轮胎可以减层，一般比斜交轮胎少40～50%，轮胎层数可以为偶数，也可以为奇数。而斜交轮胎胎体帘线

则按48º～50º交叉排列，胎体承受内压盈利的80～90%，且必须为偶数层。

②子午线轮胎带束层（缓冲层）是主要受力部件，承受轮胎内压总伸张应力的60～75%，采用70º～75º大角度，像一个刚性环带沿周向禁箍在子午排列的胎体帘线上，极大的限制了胎体周向变形，故耐磨性、稳定性极好。而斜交轮胎缓冲层只起保护胎体、缓和冲击的作用。因此，子午线轮胎设计主要是带束层设计，使轮胎在力学性能上获得平衡。

③由于胎体帘线子午排列，能最大限度发挥帘线强力作用，但胎体侧部因层数少柔软且刚性不足，法向变形较斜交轮胎增大25～30%，胎侧部位屈挠变形大，不耐刺穿，同时，子午线轮胎的胎圈部位承受内压伸张应力比斜交轮胎高30～40%，胎圈易早期损坏，故胎圈部位设计是子午线轮胎设计中的另一个重点。子午线轮胎构造

轮胎工业的发展应追溯到16 世纪初，在巴西发现天然橡胶后，古人用胶乳制

成原始的胶球、胶鞋及各种橡胶制品。

1833 年有人利用高弹性的橡胶尝试减弱马车行驶时所承受的冲击。

1839 年美国科学家固特异发明了硫化技术，使得橡胶制品广泛应用。

1888 年英国医生约翰•布义的邓禄普发明了充气轮胎。

1889 年美国人巴尔特列取得楔宁轮胎专利权。

1890 年又成功研制出由外胎和内胎组成的力车轮胎，为充气轮胎的发展打下良好基础。

1895 年发明汽车，扩大的充气轮胎的应用范围。

1933 年法国米其林公司首创出钢丝斜交胎后，于1948 年相继生产出钢丝子午线轮胎，震动世界各国，促使子午线轮胎的迅速发展。

1970 年美国费斯通公司试制橡塑并用的浇注轮胎，未获成功。奥地利LIM 公司经过20 多年的研制，于80 年代生产出首批农业浇注轮胎，轮胎浇注工艺的突破，将有可能导致轮胎生产技术上的根本变革。

轮胎工业近年来发展迅速，轮胎产量、质量、品种、设备均有较大的提高与发展，但与国外先进水平相比，差距仍然很大。

国外比较知名的轮胎企业有：法国的米其林，日本的普利斯通，美国的固特异，德国的大陆，韩国的锦湖，新加坡的佳通等。

我国的橡胶工业起步晚，创始于1915 年，比资本主义国家晚了近100 年，我国的轮胎企业是在建国后才获得了新生。现在已打出品牌的有青岛黄海集团的黄海牌，威海三角集团的三角牌，华南轮胎厂的万力牌，贵州轮胎厂的前进牌，中国台湾的正新等。

一、子午线轮胎的优点

1．胎面耐磨胎体帘线角度为0º，带束层帘线角度为15º～24º，角度小、刚

性大。带束层中的每根帘线的长度大于胎面接地长度，轮胎滚动时的移动小。当汽车转弯时，扭转方向盘的角度小，可减少轮胎的侧滑。子午线轮胎的滚动周长大于斜交轮胎。它的胎面耐磨性比斜交轮胎高40～120%。

2．滚动阻力小因为子午线轮胎胎体角度为0º，滚动时帘线之间无剪切应

力，滞后损失小。

3．牵引性能好胎体中带束层的纵向刚性大，刹车距离短，胎面不歪扭，使之在干温路面上的性能都比较优越。

4．转弯能力大子午线轮胎的侧向力比斜交轮胎高。侧向力的大小与带束层的材料有关，选用钢丝帘线可提高70%，采用纤维帘线可提高50%

5．舒适性好

6．生热小、散热快、高速行驶性能好

胎体层数少，胎侧柔软，胎冠变形小，附着性能好。特别是低系列的子午线轮胎，它的操纵性和稳定性明显的优于斜交轮胎。

7．耐刺扎（耐机械损伤）

二、子午线轮胎的结构特征

1．子午线轮胎与斜交轮胎结构的对比

a．断面结构

斜交轮胎：由胎面胶、胎侧胶、胎体帘布层、缓冲层、钢丝圈（包括三角胶芯及包布）、油皮胶、隔离胶及胎圈包布等组成。

子午线轮胎：由胎面胶、胎侧胶、胎体帘布层、带束帘布层、胎肩垫胶、胎束帘布层差及胶、内衬层（油皮胶）、三角胶芯（有时分上下胶芯）、胎圈包布（或加强层）、钢丝圈（包括钢丝圈包布或包胶）以及各种填充胶等。

b．子午线轮胎与斜交轮胎结构特征对比

斜交轮胎子午线轮胎

1

胎体层+缓冲层

胎体层为主要受力部件，

承担内压应力的80～90%

胎体层+带束层

带束层为主要受力部件，承担内压应力

的60～75%，胎体层所受应力小，因此

胎体层数少

2 胎体强力随轮胎规格增大而增大带束层的强力随轮胎规格增大而增大

3 胎体层数为偶数

胎体各层帘线呈交叉排列

胎体层数可偶可奇胎体各层帘线平行排列

4胎体帘线，胎冠角度α=34º～42º（β

=48º～56º）

缓冲层的角度一般与胎体相同，有时

比胎体层大1º～2º

带束层帘线角度α=15º～24º

（β=66º～75º）

胎体帘线胎冠角度α=90º

5 钢丝圈个数为1～3 格，使轮胎规格的

大小层数而定，其断面为方形或长方

形一般为单钢丝圈，其断面形状为六角形

或圆形（轿车子午胎，现多用方形或长

方形）

6 胎圈所受应力比子午胎小，钢丝圈中

的钢丝根数较子午线轮胎少