子午线轮胎结构设计222
巨型工程车子午线轮胎活络模具结构设计
差 悬 殊 ，不 像 轿 车胎 或 卡 车 胎那 样 接 近 而可 以设
的 花纹 进 行 分析 ，根 据 其具 体 尺 寸 和结 构 确 定 活
络 模 具 的 结 构 、花 纹 分 型 线 位 置 、等 份 数 和行
程 、导 向角 、定位 等 。
１１ ． 模具 的基本 结 构选择
计 成 分 体 结 构 ，因 此 没 必 要 采 用 常 规 的 分 体 结 构 。花 纹块 与滑 块 连体 式 结 构一 般 适 用 于大 、中
１２上侧模 和 花纹块 的定 位 ．
导 向有 以下 优点 ：
（ ）降低大型工程车轮胎 活络模具 因尺寸超 １
大而带 来 的加工 及装 配上精 度控 制 的 困难 ； （ ）保 证模 具周 向定 位 的精度 ； ２
（ ）方 便 花纹块 之 间间 隙的调 整 ； ３
轮 胎在 硫 化 时会 钻 进 缝 隙 里 ，导 致 轮胎 产 生
型 的工 程轮 胎 。
目前 国内外 通 常 使用 的活 络 模 导 向机 构 按 结
构 形式 不 同分 为 “ 圆锥 面 导 向活 络模 具 ”和 “ 斜 平 面导 向活 络模具 ” 圆锥 面导 向活络模 具 结构 的 。
巨 型工 程 车 子午 线 轮 胎 活络 模 具采 用 连 体 结
构 的原 因是 ：
主 要 优 点 是 ：合 模 对 中效 果 好 、结 构 简 单 、紧
凑 、 占用 空 间 小 、机 械 加工 工 艺 性 能好 、制 造 比
（ ）花 纹块 与滑 块 连体 ，上 盖 与 上胎 侧 板 连 １ 体 ，底 座 与下 胎 侧板 连 体 ，可 以减 少 因装 配 引 起 的误差 ，并 且 因此 简 化装 配和拆 卸模 具 的程 序 ；
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎结构设计与制造技术[摘要]子午线轮胎技术的新发明,是当今世界轮胎工业进程中新的另一场新革命,已初步成为当今汽车轮胎行业发展追求的一条新方向,本文重点从子午线轮胎技术的发展、子午胎的定义与分类、子午线轮胎的结构设计、子午线轮胎的生产制造四个方面对子午线轮胎进行研究,旨在以简明的阐释为子午线轮胎的创新发展夯实理论基础。
关键词:子午线轮胎、结构设计、生产制造一、子午线轮胎的发展1892年,法国米其林公司首次正式发明可以进行任意的拆卸及装配处理的充气橡胶轮胎,给人们日后使用轮胎和安装与修理汽车技术提供了极大的便利,促进及发展了现代充气橡胶轮胎理论方面的广泛研究推广。
1946年,子午线型轮胎被最先正式地由米其林公司所研究并发明,并取得使用了这项专利。
子午线轮胎已经成功的克服掉了一般的斜线交接式轮胎存在的轮胎滚动的机械阻力大、使用后循环寿命太短和轮胎滚动后缓冲与减震等性能仍然稍有差色等多方面的上述种种缺点。
1951年米其林公司将有关其生产子午线轮胎技术的相关专利内容全部对外公布,从此子午线轮胎在当时几乎整个全世界范围内也逐渐地得到了推广及普及。
(一)世界主要的轮胎生产国子午线轮胎技术的发展法国国家是目前在这个世界上最早发展大量的生产子午线轮胎的产品技术的国家,而日本也是迄今为止在目前世界上的全部地区中实现轮胎完全子午化生产技术上最早并成功发展的亚洲国家,因为日本的发展生产子午线轮胎的产品技术的这项事业起步发展的时间本就已经比较迟晚，但在后来发展地速度却也是相当之快,2000年终于成功实现了轮胎整个生产加工过程中的完全子午化。
意大利拥有欧洲世界最大规模的子午线轮胎技术研发及生产经验的企业,倍耐力公司率先开创性地专门为高性能轿车轮胎开发研制设计及自行生产开发出低断面子午线轮胎。
(二)中国子午线轮胎的发展轮胎产品的子午化率高低和子午线轮胎制造技术好坏可以充分反映着一个先进国家目前的工业轮胎设计生产工艺技术水平。
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎是一种高性能轮胎，由于其特殊的结构设计和制造技术而得到广泛应用。
其主要特点是采用平行于中心线的钢丝束作为骨架材料，能够提供优秀的耐磨性和抗拉强度，使轮胎能承受高强度、高速度和长时间运行的要求。
子午线轮胎的结构设计和制造技术包括以下几个方面：
1.骨架结构设计：子午线轮胎采用钢丝束作为骨架材料，一般包含两到三层。
骨架材料的种类、材质和层数均影响了轮胎的性能。
通过优化骨架结构设计，可以提高轮胎的抗拉强度和耐磨性。
2.胎面花纹设计：胎面花纹是轮胎与路面之间的唯一接触面。
子午线轮胎的花纹设计对于轮胎的性能有着重要的影响。
通过优化花纹设计，可以提高轮胎的防滑性和抓地力。
3.胎侧加强结构设计：轮胎的胎侧加强结构对于轮胎的耐磨性和抗撞击性具有重要意义。
子午线轮胎一般采用加强胎侧结构，以提高轮胎耐用性和安全性。
4.制造工艺技术：子午线轮胎的制造工艺技术包括轮胎胎体的成型、钢丝束的辊压、轮胎胎面花纹切割、轮胎成型和贴合等工序。
制造工艺技术的精度和质量直接影响轮胎的性能。
综上所述，子午线轮胎的结构设计和制造技术是决定轮胎性能和品质的重要因素。
如今，随着科技的不断发展和制造工艺的不断升级，子午线轮胎的性能和质量有了大幅提升。
子午线轮胎的结构特点及其生产工艺
子午线轮胎的结构特点及其生产工艺1.子午线结构：子午线轮胎的主体部分由多根尼龙帘布纤维组成，这些纤维以等距的直线形式穿插在胎面和胎侧之间形成子午线结构。
相对于传统的斜交帘布结构，子午线结构可以提供更好的稳定性和均匀的车辆支撑力。
2.高强度胎帘：子午线轮胎采用高强度的尼龙帘布纤维，这些纤维具有较高的拉伸强度和耐磨性，能够承受更大的胎压和车辆负荷。
3.胎侧加强片：子午线轮胎的胎侧部分会加入加强片，以增强胎侧的刚度和稳定性，提高轮胎的侧向稳定性和抗侧滑能力。
4.花纹设计优化：子午线轮胎的胎面花纹经过精心设计和优化，以提供更好的牵引力、制动性能和排水能力。
不同类型的子午线轮胎可以根据不同的用途和路况设计适合的花纹。
1.帘布纤维制备：首先需要制备高强度的尼龙帘布纤维。
通常采用的方法是将尼龙纤维浸泡在特定的化学溶剂中，经过纤维融合、纺丝和拉伸等工艺步骤制备出高强度的帘布纤维。
2.胎体制备：将制备好的帘布纤维通过机械设备进行编织或织造，形成胎体的骨架结构。
这个骨架会进一步与其他材料结合来提供轮胎的整体性能。
3.胎面胎侧制备：根据轮胎的设计要求，对胎面和胎侧进行加工处理。
通常会使用硫磺进行胶料的硫化反应，以提高胶料的强度和弹性。
4.胎面花纹制作：将轮胎花纹设计的模具放置在硫化胶料上，通过机械设备进行压实和固化，形成轮胎的胎面花纹。
5.组装和调试：将胎体、胎面和胎侧等部件进行组装，并进行胎压和动平衡等工艺调试。
最终形成成品轮胎。
总之，子午线轮胎通过使用子午线结构和高强度帘布纤维等先进材料，在结构和性能上有显著的改进。
其生产过程中涉及到帘布纤维制备、胎体制备、胎面胎侧制备、花纹制作和组装调试等多个步骤。
子午线轮胎的结构特点和生产工艺的不断创新，使其在汽车行业得到广泛应用，并为车辆提供了更好的操控性、舒适性和安全性能。
子午线轮胎的结构与性能共31张
子午线轮胎的结构与性能共31张一、子午线轮胎的结构1.胎体：胎体是轮胎的主体部分，由多层橡胶帘布交叠而成。
橡胶帘布是由聚酯或尼龙等高强度纤维制成的，能够承受车辆负载和抵抗外部冲击。
胎体包裹着内胎，保持了轮胎的形状和稳定性。
2.加强带：加强带位于胎体上方，由钢带或尼龙帘布制成。
其作用是加强胎体的刚度，增加轮胎的操控性和稳定性。
加强带还可以分散负载，减少胎体的变形和磨损。
3.底胶：底胶是一层黏性橡胶，位于胎体的外层。
它的作用是保护轮胎免受外部物体的损害，例如石头或玻璃碎片。
底胶还有助于提高轮胎与地面的附着力，提高车辆的操控性能。
4.胎面：胎面是轮胎与地面接触的部分，由花纹和胎面橡胶组成。
花纹设计可以根据不同的路况提供良好的排水性、抓地性和噪音控制。
胎面橡胶具有良好的耐磨性和抗老化性能，可以承受长时间的摩擦和高温。
5.侧面：侧面位于轮胎的两侧，提供额外的保护和装饰作用。
侧面上通常有轮胎的型号、标识和厂商信息。
二、子午线轮胎的性能1.耐磨性：子午线轮胎的胎体采用多层橡胶帘布结构，使得轮胎可以承受较大的负载和减少磨损。
加强带的使用可以分散负载，延长轮胎的使用寿命。
2.操控性：由于加强带的存在，子午线轮胎具有较高的刚度和稳定性，可以提供良好的操控性能。
这使得驾驶者可以更好地控制车辆，并保持车辆的稳定性。
3.舒适性：子午线轮胎采用胎体和底胶的组合，可以减少路面冲击和噪音，提供更加平稳和舒适的驾驶体验。
4.粘着力：底胶和花纹的设计可以提高轮胎与地面的附着力，提供更好的抓地性能。
这使得车辆在湿滑或崎岖路况下具有更好的驾驶稳定性。
5.排水性：胎面的花纹设计可以帮助有效排水，减少水雨路面时的打滑现象，提高行驶安全性。
总结：。
子午线轮胎结构设计
b.W1/B值越大则值越小。 因轮胎胎体平直，膨胀变化不大。
c.胎冠角度越大则值越大。
因胎冠角度大，充气时限制胎冠外径伸张，相应 使断面宽增大。
d.帘线伸长率越大则值越大。
例如尼龙帘线初始模量小，延伸率大，断面变形 随之增大。 e.轮胎安装在不同宽度轮辋上，其值也不相同。
确定内胎 断面尺寸、 绘制内胎 总图
制定水胎（胶囊） 制定内胎施
施工标准表
工标准表
确定垫带 断面尺寸、 绘制内胎 总图
制定垫带施 工标准表
提出外胎、内胎、垫带及水胎（胶 囊）制造附属工具的技术要求
提出结构设计文件
轮胎是车辆驱动机构的主要配件，设计时 应依据车辆的技术性能及车辆的使用条件， 适应车辆发展的需要，并应考虑轮胎结构的 合理性、经济性及发展前景，收集有关技术 资料，选用先进技术，全面分析进行设计。 一般包括车辆的技术性能、行驶道路情况、 国内外同规格或类似规格轮胎的结构与使用 情况等。
（2）轮胎充气前后及使用过程中外缘尺寸的变 化。
（3）室内试验数据。 （4）实际使用中的性能及主要优缺点。 （5）使用部门的要求。
1.轮胎类型
包括轮胎规格、结构、层级、胎面花纹、胎体骨 架材料品种、规格和基本技术性能。
2.轮辋的选择
应根据轮胎类型和规格，按国家标准(或部颁标准) 及车辆技术状况和发展趋势选定。例如轿车采用深 槽式轮辋和深槽式宽轮辋，轻型载重汽车采用半深 槽式轮辋，中型和重型载重汽车一般采用平底式轮 辋和平底式宽轮辋(即5°斜底轮辋)。不同类型车辆 有其相对应的轮辋类型、规格及轮廓曲线。
轮胎结构设计分技术设计和施工设计两个阶段进行。
第四章 子午线轮胎结构设计(2)22
高速轿车子午胎除钢丝帘线之外；还采用1~2 层尼龙帘线，以增加带束与胎面胶的附着力和箍 紧力。
轿车胎常用的钢丝帘线规格有： 1×4×0.23 1×5×0.23 2+7×0.20+1×0.15 1×4×0.25 1×5×0.25 2+7×0.23+1×0.1 1×4×0.28 2+2×0.28 2+2×0.25
(2)轿车子午线轮胎带束层设计
①带束层材料
作为轿车子午线轮胎带束层材料是比较多的， 有人造丝、玻璃纤维、芳纶(B纤维)、钢丝等，其 中以用钢丝居多，芳纶则很有发展前途，因轻量 化对轮胎是一项很重要的指标。现推广使用的钢 丝帘线结构有：
4×0.25，5×0.25，2＋7×0.22＋0.15，2＋2×0.25/0.28等；发 展的结构有2＋2×0.25/0.28，2×0.30HE， 3×0.30HE，2＋7×0.22等。
②带束层的层数、角度、密度
纤维带束层：一般为4～6层，角度为13～18°。层间交叉 排列；
钢丝带束层：一般为2层，角度为15～22°。 帘线角度还与轮胎速度级别有关：S级轮胎为24°，H级为
22°，V级为20°。 纤维带束层密度一般为8～14根/cm(据帘线的强度与直径
而定)，钢丝带束层密度一般为5～8根／cm(亦据帘线的 强度与直径而定)。帘线密度的选取应考虑其与胶料的粘 合性能。
带束层帘线角度的取值，既要考虑到带束 层对胎体的箍紧系数，又要照顾到便于加工。据 报道带束层角度大于20°，就不能使胎体获得必要 的箍紧效果。但角度太小，不仅使带束层的裁断 和接头等工艺操作复杂化，而且对轮胎的使用性 能不利，容易产生带束层脱层的危险。对子午线 轮胎耐磨性来说，带束层帘线的最宜角度为15～ 20°。但在很大程度上取决于帘线的模量和胶料的 粘附强度，且与轮胎规格有关。
子午线轮胎简介PPT
所以可比斜交胎提高里程20—30%。
缓冲性能好、乘坐舒适
• 装用子午线轮胎 平顺性好，乘坐平稳 舒适。这是因为子
午线轮胎胎体呈径 向排列（垂直于地面 方向），胎侧变形 大，胎体柔软，有
很好的缓冲性能，用 在客车、能提高乘坐 舒适，用在载货车上 可延长机件寿命和保 证货物的完好性
耐刺能力强、行驶安全
生热低适合高温高速行驶
• 同斜交胎相比，只有 一层胎体钢丝帘线， 且呈子午线方向排列，
帘布之间没有剪切 变形，因此生热低，
高温高速条件下行车 比斜交胎更安全可靠。
可多次翻新、综合里程高、成本低
• 这是子午线轮胎的一个显著特点，在路况 好的情况下一次翻新率可达100%，可达3 次，可有效地降低运输成本。
前言 第一章 轮胎 简史、组成、功用及分类 第二章 子午线轮胎解析 历史、简介、分类、优缺点、子午线轮胎与斜交轮胎 结构、性能对比分析、简单提及子午线轮胎设计的现状。 第三章 子午线轮胎的制备及成型工艺 第四章 表界面化学在子午线轮胎上的应用 第五章 子午线轮胎的发展方向 致谢 封面设计
组成
最基本的轮胎由：外胎、 内胎、垫带三部分组成！ 其中外胎由胎面、胎侧、 缓冲层（或带束层）、 帘布层及胎圈组成。 内胎现在已经不提倡， 胎体用气密性好的橡胶 层配上相应的轮辋即可。
优点有六： 一、滚动阻力小、节约燃料 二、胎面耐磨、行驶里程高 三、缓冲性能好、乘坐舒适 四、耐刺能力强、行驶安全 五、生热低适合高温高速行驶 六、可多次翻新、综合里程高、成本低
滚动阻力小、节约燃料
子午线轮胎胎冠有钢丝带 束层，使轮胎的周向刚性 远远大于斜交轮胎，因此， 轮胎与地面接触印痕内的 切向变形和相对滑移也小 的多，再加上子午线轮胎 胎体仅一层，胎侧薄，因 而参与变形的橡胶少，生 热低，能量的损耗小。 所以子午线轮胎的滚动阻力 小于斜交胎，同样条件行 驶，可节油5%——8%。
汽车轮胎的分类
汽车轮胎的分类目前，普通斜交胎和子午线胎在汽车上得到广泛应用，特别是子午胎的应用最为广泛。
下面主要介绍普通斜交轮胎和子午线轮胎。
(1)普通斜交轮胎帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉与胎中心线呈小于90度角排列的充气轮胎，称为普通斜交轮胎。
图20—22所示为有内胎的普通斜交胎构造。
外胎由胎冠3、帘布层l、缓冲层5及胎圈8组成。
帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层挂胶布(帘布)用橡胶贴合而成。
帘布的帘线与轮胎子午断面的交角(胎冠角)一般为52度～54度，相邻层帘线相交排列。
帘布层数越多，强度越大，但弹性降低。
在外胎表面上注有帘布层数。
帘布由纵向的强韧的经线和放在各经线之间的少数纬线织成。
帘线可以是棉线、人造丝线、尼龙线和钢丝。
采用人造丝可以使同样尺寸的轮胎增加其载荷容量，因为人造丝的强度和弹性大。
尼龙丝又比人造丝好，耐用性高。
因此，当采用人造丝、尼龙丝或钢丝帘线时，在轮胎的承载能力相同的情况下，帘布层数可以减少，此时在外胎表面上标注的是层级， (相当于棉线帘布层数，而不是实际的帘布层数)。
我国已大量采用人造丝和尼龙丝帘线，近来也开始采用钢丝帘线，但因价高和质脆而没有得到广泛应用。
缓冲层位于胎面与帘布层之间，是用胶片和两层或数层挂胶稀帘布制成，故弹性较大，能缓和汽车在行驶时所受到的不平路面的冲击，并防止汽车在紧急制动时胎面与帘布层脱离。
胎面是外胎最外的一层，可分为胎冠3、胎侧4和胎肩2三部分，如图20—22所示。
胎冠用耐磨的橡胶制成，它直接承受摩擦和全部载荷，’能减轻帘布层所受冲击，并保护帘布层和内胎免受机械损伤。
为使轮胎与地面有良好的附着性能，防止纵、横向滑移等，在胎面上有着各种形状的凹凸花纹。
胎肩是较厚的胎冠与较薄的胎侧间的过渡部分，一般也制有花纹，以利散热。
胎侧橡胶层较薄，用以保护帘布层侧壁免受潮湿和机械损伤。
胎圈使外胎牢固地装在轮辋上，有很大的刚度和强度，由钢丝圈、帘布层包边和胎圈包布组成。
子午线轮胎的结构设计与制造工艺
子午线轮胎的结构设计与制造工艺学习目的与要求通过学习掌握子午线轮胎的技术设计及施工设计方法；熟练了解子午线轮胎的构造和结构特点；掌握子午线轮胎的成型工艺；了解半成品部件准备及硫化工艺。
第一节子午线轮胎的分类及组成一子午线轮胎的分类（一）按用途不同分类目前子午线轮胎按轮胎用途来分，多数为轿车子午线轮胎、轻载子午线轮胎、载重子午线轮胎等；另外许多力车胎、工程胎、农业胎、工业胎也部分进行了子午化。
（二）按所用骨架材料不同分类（1）全钢丝子午线轮胎：子午线轮胎的带束层和帘布层均为钢丝材料制作。
（2）半钢丝子午线轮胎：子午线轮胎的带束层由钢丝材料制作，帘布层为纤维材料制作。
（3）全纤维子午线轮胎：子午线轮胎的带束层和帘布层均为纤维材料制作。
一般载重胎多数为全钢丝子午线轮胎，而轿车胎和轻卡胎多为半钢丝子午线轮胎或全纤维子午线轮胎。
二子午线轮胎的组成目前子午线轮胎的种类很多，下面主要以轿车子午线轮胎、轻载子午线轮胎、载重子午线轮胎为例进行介绍子午线轮胎的组成。
（一）轿车子午线轮胎的组成轿车子午线轮胎由胎面、冠带层、带束层、胎体帘布层、气密层和胎圈等部分组成。
轿车子午线轮胎的断面图见图4-1。
1.胎面胎面由胎冠胶和胎侧胶组成。
胎冠胶为一个整体胶件，可不分基部胶和冠部胶。
胎侧胶主要用于保护胎体帘布层，一般子午胎的胎体层数少，所以胎侧胶厚度需要厚一些。
由于子午胎胎体柔软弯曲变形大，故要求胎侧胶的耐屈挠疲劳性能和耐光老化性能好。
2.冠带层冠带层附加在带束层上面，一般用1~2层尼龙帘布制成，帘线角度为90︒(即帘线与胎冠中心线平行)，用于提高轿车子午线轮胎的高速性能。
图4-1 轿车子午线轮胎的断面图3.带束层是轿车子午线轮胎主要受力部件，一般由两层钢丝帘布组成，但也可选用多层模量高、变形小的纤维帘布，如芳纶纤维。
帘线角度约为65-72︒。
可根据轮胎的速度和扁平率来选择带束层的帘线角度。
4.胎体帘布层胎体一般由1~2层纤维帘布组成，帘线角度为0︒（即帘线与胎冠中心线垂直）排列。
12R22.5全钢载重子午线轮胎的设计
400轮胎工业2019年第39卷12R22.5全钢载重子午线轮胎的设计李子奇，赵菲，熊瑶，丁海楠（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛266400）摘要：介绍12R22.5全钢载重子午线轮胎的设计。
结构设计：外直径1078mm,断面宽292mm,行驶面宽度228nun,行驶面弧度高7.4mm,胎圈着合直径570.5mm,胎圈着合宽度228.6mm,断面水平轴位置（耳/仏）0.9996,采用纵向直沟花纹设计，花纹深度15.5mm,花纹饱和度77.3%,花纹周节数30：施工设计：胎面采用分层挤出，采用4层带束层结构，其中1",2"和萨带束层采用3X0.20+6X0.35HT钢丝帘线，羊带束层采用5X0.30HI钢丝帘线，胎体采用3+9+15X0.175+0.15NT钢丝帘线，采用一次法成型机成型、热板式氮气硫化机硫化成品性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸、强度性能和耐久性能达到设计和国家标准要求，高速性能达到企业标准要求。
关键词：全钢载重子午线轮胎;结构设计;施工设计中图分类号:U463.341+.3/.6；TQ336.1文献标志码：A我公司技术研发人员通过深入市场调研及与客户交流后，根据市场需求成功开发了一款适用于卡客车拖轮轮位的12R22.5全钢载重子午线轮胎,现将产品的开发设计情况介绍如下。
1技术要求根据GB/T2977—2008（载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》，确定12R22.5全钢载重子午线轮胎的技术参数为:标准轮辅9.00X22.5,充气外直径（£>'）1085（1071.5~1098.5）mm,充气断面宽（B，）300（288-312）mm,标准充气压力930kPa,标准负荷3550kg o2结构设计2.1外直径（。
）和断面宽（B）全钢载重子午线轮胎冠部有周向带束层箍紧胎体，因此轮胎充气后的外直径膨胀率（D'/D）比斜交轮胎小。
子午线轮胎的结构及生产工艺 (1)
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3
子午线轮胎结构设计
轮胎的标识
轿车轮胎胎侧标识 商标；轮胎规格；负荷指数；速度符号；无内胎轮胎标 记；生产地；胎侧帘线层数和结构；胎冠帘线层数和结构； 花纹代号；轮胎制造厂商；美国轮胎品级标记（3T标记）： 胎面温度等级、胎面牵引等级、胎面磨耗指数；适合澳大利 亚、加拿大、美国使用的气压和负荷值；巴西认证标记；美 国交通安全认证标记、产品代码；欧盟安全认证批准代码； 子午线轮胎标记；生产日期；CCC认证标记。
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子午线轮胎结构特点
子午胎的优越性
● 滚动阻力低、节省燃料 ● 高速安全、生热低 ● 耐磨、耐刺、耐用 ● 减震、舒适 子午胎帘线的排列方式，消除了斜交 胎交叉排列层间剪切移动造成的内部 磨擦，因此生热低，消耗能量少。此 外，由于胎体帘布层数较少，胎侧较 薄，也便于内部积热的散发。 又因 周向变形小，故滚动阻力比普通斜线 胎小20%-30%，滑行距离多35%左 右，因此，使用子午线轮胎不但可提 高汽车的行驶速度，还可提高汽车燃 油经济性（一般可降低油耗6%-12%， 新一代子午胎更节油，如绿色轮胎进 一步降低滚动阻力23%~26%）。
● 操纵稳定性好。
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子午线轮胎结构特点
● 2 高速安全、生热低
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子午线轮胎结构特点
● 高速安全、生热低
表1-6 不同结构(9.00R20，9.00R20-14PR 9.00-20-14PR )轮胎的机床试验温度测定
带束层温度/0C 1 65 75 83 76 102 2 65 65 72 74 102 3 78 67 72 73 87 4 74 62 74 91 97 5 60 69 84 95 110 平均 68 68 77 82 101
第四章子午线轮胎结构设计
轻型载重汽车轮胎负荷计算公式为:
W 0.231K 0.425 P0.585 Sd1.39 (DR Sd )
S
S1
1800
sin 1 (W 141.3
钢丝帘线主要用于子午线轮胎的胎体 及带束层，其主要特点是耐热性极好，强 度高，同时伸长率极小，对保持轮胎尺寸 稳定性极为有利。
例如:全纤维子午线轮胎主要为轻型轿 车轮胎和拖拉机轮胎，半钢丝子午线轮胎 主要为高速轿车轮胎和轻型载重轮胎， 9.00R20以下的中型载重轮胎。全钢丝子午 线轮胎主要适用于重型载重轮胎和工程轮 胎，9.00R20可用全钢丝，亦可用半钢丝。
自80年代起呈现出许多新的轮胎设计方法，如：
普利斯通公司的RCOT (最佳滚动轮廓)理论，适用于轿车子 午线轮胎的设计；TCOT(最佳张力控制)理论，适用于载 重子午线轮胎的设计；
日本横滨公司的STEM(应变能量最小化)理论。 日本东洋公司的DSOC(动态模拟最佳化轮胎形状)理论，适用
于载重子午线轮胎的设计； 前苏联的CSSOT(应力－应变周期优化) 理论，它除考虑轮胎
子午线轮胎断面最宽点半径的位置要比斜交 轮胎的高，能使其变形落在水平轴以上带束层端 点以下的上胎侧高(H2)区域之内，并减小下胎侧 高(H1)区域的应力和胎圈的应力。由于子午线轮 胎胎体帘线呈径向排列，其钢丝圈承受力要比斜 交轮胎的大，故断面最宽点半径要取得高一些来 减轻承受力。
一般轿车子午胎的H1/ H2取值为1.0～1.2， 载重子午线胎最高可达1.4。
W
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汽车子午线轮胎的结构
汽车子午线轮胎的结构汽车子午线轮胎是汽车上常见的轮胎类型之一，它的结构设计旨在提供优异的性能和安全性。
本文将详细介绍汽车子午线轮胎的结构，以及其各个部分的功能和作用。
一、胎体层汽车子午线轮胎的胎体层是由多层胶片和钢丝帘布组成的。
胶片主要由天然橡胶和合成橡胶混合制成，具有良好的弹性和抗疲劳性能。
钢丝帘布则被用来增强轮胎的结构强度，使其能承受车辆的重量和道路的冲击力。
二、胎面层胎面层是轮胎与地面直接接触的部分，它由耐磨橡胶制成，具有良好的抓地力和耐磨性能。
胎面上还有花纹，花纹的设计和排列方式可以影响轮胎的性能。
不同的花纹可以提供不同的抓地力、排水性能和减震效果，以适应不同的路况和驾驶需求。
三、胎侧层胎侧层连接了胎体层和胎面层，起到连接和保护的作用。
胎侧层一般由橡胶材料制成，具有一定的柔韧性和弹性，能够缓冲和吸收来自路面的冲击力。
四、胎内层胎内层是轮胎内部的一层薄膜，主要由气密性较好的橡胶材料制成。
它的作用是保持轮胎内部空气的稳定压力，以确保轮胎在行驶中保持正常的形状和性能。
五、钢丝束层钢丝束层是轮胎的骨架部分，由多根钢丝组成。
钢丝束层的作用是增强轮胎的结构强度和稳定性，使轮胎能够承受车辆的重量和道路的冲击力。
钢丝束层的设计和排列方式可以影响轮胎的强度和耐久性。
六、胎带胎带是轮胎的一种保护层，位于胎体层和胎面层之间。
它由多层轮胎带组成，一般由尼龙、聚酯纤维等材料制成。
胎带的作用是保护轮胎的胎体层，防止其受到外部物体的刺伤和破损。
总结：汽车子午线轮胎的结构设计旨在提供优异的性能和安全性。
它由胎体层、胎面层、胎侧层、胎内层、钢丝束层和胎带组成。
胎体层和胎面层通过胎侧层连接在一起，胎内层保持轮胎内部的稳定气压，钢丝束层增强轮胎的结构强度，胎带保护胎体层。
这些部分共同发挥着各自的功能和作用，使轮胎能够承受车辆的重量和道路的冲击力，并提供良好的抓地力、耐磨性和减震效果，以确保驾驶的安全和舒适性。
第六部分带束层设计子午线轮胎设计
图中(c)拉伸刚度与轮胎刚性的关系； 7-Fs侧向刚度； 8-Fp周向刚度； 9-f轮胎径向弯曲。
图6-1带束层拉伸刚度与轮胎几何特性关系
当带束层拉伸刚度增加100×10-2N(100×10-3kg)时，滚 动阻力和温度开始下降，然后在一段相当大的刚度值内 保持恒定不变，直至刚度达400×10-2N(400×10-3kg)时， 滚动阻力出现增大迹象，而温度成直线急剧上升，见图 6-2所示
之间的差值）。 当f为常量时，bK值越大，断面周长越长。而带束层宽度L
和bK的比值取决于箍紧系数K，可等于和大于或小于1。子午 线轮胎的带束层宽度L应大于支撑带束层的胎体宽度bK，而 活胎面子午胎的两者之比接近于1。
3.箍紧系数对帘线应力和轮胎刚性的影响 实验证明，随着箍紧系数的变化，胎体和带束层
第4层称为保护层，一般采用高伸长率和高抗 冲击型钢丝帘线，其角度与工作层相仿，它起 着保护工作层的作用，同时也起着防止产生胎 面与带束层脱空现象，提高轮胎使用寿命与翻 新率。
(2)三层结构
一般中型载重车的全钢丝子午线轮胎多数采用三层
结构的带束层，第1层仍为过渡层，2层和3层帘线角度排
列基本上与四层结构相仿，仅把第4层保护层取消。见图
10-Pf滚动阻力； 11-T温度
图6-2带束层拉伸刚度与轮胎性能的关系
图6-3胎面花纹相对磨耗强度与带束层弯曲刚度的关系
带束层的弯曲刚度对轮胎在接地面的摩擦性能及磨 耗强度影响很大。据称，弯曲刚度低于40N·m2时，轮胎 的磨耗强度明显下降。胎面花纹相对磨耗强度与带束层 弯曲刚度之间的关系，见图6-3所示。研究结果表明，带 束层拉伸刚度低于(200～250)×10-2N和弯曲刚度低于 40N·m2时轮胎使用性能随之恶化。
11R22.5长途大巴子午线轮胎的设计
11R22.5长途大巴子午线轮胎的设计黄瑞娇，隋 斌，宫金荣，王秀梅（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛 266400）摘要：介绍11R22.5长途大巴子午线轮胎的设计。
结构设计：外直径 1 053 mm，断面宽 288 mm，行驶面宽度 226 mm，行驶面弧度高 6.5 mm，胎圈着合直径 569.5 mm，胎圈着合宽度 228 mm，断面水平轴位置（H1/H2） 0.86，胎面采用4条纵向花纹沟设计，花纹深度 17.5 mm，花纹饱和度 76%，花纹周节数 40。
施工设计：胎面采用分层设计，1#和2#带束层采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，3#带束层采用5×0.30HI钢丝帘线，0°带束层采用3×7×0.20HE钢丝帘线，胎体采用3＋9＋15×0.175＋0.15NT钢丝帘线，采用一次法成型机成型、热板式硫化机氮气硫化。
成品轮胎性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、耐久性能和高速性能等均达到国家标准和相应设计要求。
关键词：长途大巴子午线轮胎；结构设计；施工设计；成品轮胎性能中图分类号：U463.341＋.3/.6；TQ336.1＋1 文章编号：1006-8171（2020）09-0538-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2020.09.0538随着城市发展和旅游行业的不断兴起，客车专用轮胎市场需求量逐年增加，为提升客户满意度，我公司与客户共同策划，针对长途大巴行驶速度快、时间长、道路等级高和安全系数要求高等特点，开发了11R22.5长途大巴专用子午线轮胎，产品设计介绍如下。
1 技术要求根据ETRTO—2016《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》，确定11R22.5长途大巴子午线轮胎的技术参数如下：标准轮辋 8.25×22.5，充气外直径（D′） 1 050（1 035.5～1 064.3） mm，充气断面宽（B′） 279（267.8～290.2） mm，充气压力 850 kPa，单胎负荷 3 150 kg，速度级别 L。
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由此可见钢丝帘线规格不同，带束层强 度亦不同，但无论采用何种结构帘线，国际上 所用的钢丝帘线粗度都不低于0.22mm。
为提高带束层刚度，一般载重胎采用以 下结构的钢丝帘线作带束层：3×0.20+6×0.35； 3×0.20+6×0.38；3×9×0.22；3+9+15×0.22；7 ×4×0.22
第4层称保护层，一般采用高伸长帘线，角度与工作层相仿， 是起着保护工作层的作用，也起着防止胎面与带束层之间 产生脱空现象，提高轮胎的使用寿命和翻新率。
B、三层结构
国外载重子午线轮胎多数采用3层结构的带束层，仅 把A的第4层取消(见图)，它具有减轻轮胎质量和简化生产 工艺等优点。
C、下三层半结构
将第1层过渡层分为两个边部，中间部分被断开(见 图)。这是法国米西林公司的子午线轮胎常用的带束层结构， 优点是能降低胎冠中央部位的刚性，使轮胎接地印痕面积 中的单位压力分布得较为均匀，从而提高胎面磨耗的均匀 性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
带束层帘线密度要根据帘线的直径及所受应 力而定。一般而言，第1层密度可稀一些，主要是 便与胎体具有良好的粘附强度，可选用4～5根/cm； 第2、3层密度为5～6根/cm，主要是确保轮胎的受 力强度(安全倍数)和带束层间的粘合强度，所用 胶料的含胶率为50～60％；第4层密度不宜太大， 约为3～4根／cm，因为须与胎面胶具有良好的粘 合性。
带束层帘线角度的取值，既要考虑到带束 层对胎体的箍紧系数，又要照顾到便于加工。据 报道带束层角度大于20°，就不能使胎体获得必要 的箍紧效果。但角度太小，不仅使带束层的裁断 和接头等工艺操作复杂化，而且对轮胎的使用性 能不利，容易产生带束层脱层的危险。对子午线 轮胎耐磨性来说，带束层帘线的最宜角度为15～ 20°。但在很大程度上取决于帘线的模量和胶料的 粘附强度，且与轮胎规格有关。
长度：带束层长度(带束层直径)对箍紧系数有直接
的影响，由于它受硫化模型和工艺操作要求的限 制，只能根据胎坯直径到模型胎面花纹沟底深之 间隙来取值。一般情况下，带束层的膨胀率在3％ 以下为好，1％为最理想。现举三种硫化模型的带 束层膨胀率取值：两半模型3.5～5％； I型活络 模2～3％；Ⅱ型或Pielli型活络模1～1.5％。
1、骨架层的选取
带束骨架层为子午线轮胎的主要受力 部件，需具有一定的强度和刚度，带束层 的刚性决定于帘线的种类、角度，密度， 通常采用钢丝帘线，而且帘线粗度较大， 一般单丝粗度不低于0.2mm, 在0.2～ 0.38mm范围内，视轮胎规格和性能而定。
例如9.00R20轮胎的钢丝帘线为 3+9×0.22结构，帘线强度为1127N/根，而 10.00R20轮胎选用3+9+15×0.22钢丝帘线， 帘线强度为2471N/根，轿车子午线轮胎带 束层钢丝帘线结构多为1×4或1×5，单丝直 径为0.21～0.25mm，帘线直径0.5～0.8mm， 帘线强度为294～588N。
③带束层的排列形式
带束层的排列形式对子午线轮胎的磨耗、 行驶性能和其本身脱层等都有很大影响。带束层的 排列形式多样，如梯形、等宽叠层式、交叉排列式、 折叠式、包边式等；带束层的排列方向，如以四层 结构为例有：左右左右(－＋－＋)、右 左右左 (＋－＋－)、右右左左(＋＋－－)、左左右右(－－ ＋＋)、右右左右(＋＋－＋)、及左左右左(－－＋－) 等，都对轮胎的操纵稳定性有直接的影响。
(1)、载重子午轮胎带束层设计 ①带束层的层数、角度、密度。
载重子午线轮胎的带束层一般由3～4层钢 丝帘线所组成．采用的结构形式常见的为层叠式， 是根据轮胎规格和使用条件而定的，如大规格轮 胎或路面差、使用条件苛刻，则应选用4层，反 之，则以3层为宜。
载重子午线轮胎带束层的结构形式
A、四层结构
D、上三层半结构
将第4层改为分布在两肩部窄条高伸长钢丝帘 线，角度呈0°。排列(见图)。这种结构能提高轮胎 肩部的刚性，可防止带束层端部产生变形，保证 在高速行驶时具有稳定的尺寸，大大降低带束层 端部所受的应力和生热，这是意大利皮列里公司 推出的全钢丝低断面无内胎载重子午绥轮胎的带 束层结构，据称，与一般束层子午线轮胎相比， 节油5％，行驶里程提高20％。且高速性能好，翻 新率高。
2、带束层结构设计
带束层结构主要是指它的帘线层数，帘线角度、密度和 排列方式，带束层的厚度、宽度和长度，以及所采用的帘 线结构与类型等。这些参数决定了带束层的刚性，而其刚 性直接影响子午线轮胎的使用性能，如耐磨性能、操纵稳 定性、安全性和节油等。
带束层的结构设计形式很多，视轮胎类别和使用条件不 同及所用的材料特性等而有差别，下面分载重子午线轮胎 与轿车子午线轮胎的带束层设计介绍如下。
②带束层的宽度和长度
宽度：载重子午线轮胎的带束层宽度一般与胎面
宽度相等。因太窄会降低胎面的刚性和稳定性，还会产生磨 肩现象，过宽又会造成带束层脱层。据报导，带束层宽度(Bw) 与行驶面宽度(b)之比为1.05以下，对保持轮胎的耐久性有利； 但从防止胎肩异常磨损来看，Bw/b在0.9以上为宜。因此，综 合兼顾上述两种性能，取值范围为0.94～1.05。每层依次与下 一层的差级为10～15mm，最上面的保护层宽度为最宽带束 层的50％以上。如果过渡层为两个断开的窄层，其宽度约为 最宽层的30％。
第1层为过渡层，帘线角度为55～65°。是最靠近胎 体帘线层的，主要起着使由子午向排列的胎体帘 线角度过渡到接近周向排列的小角度带束层，可 减小层间的剪切力，避免带束层与胎体帘布层之 间的脱层；
第2、3层是带束层中主要承受应力者，称工作层， 帘线角度为15～23°。起着束缚胎体向外膨胀的 作用，其刚性可直接影响轮胎的耐磨性、操纵性 和节油等使用性能；
高速轿车子午胎除钢丝帘线之外；还采用1~2 层尼龙帘线，以增加带束与胎面胶的附着力和箍 紧力。
轿车胎常用的钢丝帘线规格有： 1×4×0.23 1×5×0.23 2+7×0.20+1×0.15 1×4×0.25 1×5×0.25 2+7×0.23+1×0.1 1×4×0.28 2+2×0.28 2+2×0.25