轮胎基础知识

生胶体系
• 作用： 是胶料的重要组成部分，是决定 胶料的使用性能、工艺性能和成本要因 素。 • 橡胶的类型：NR（天然橡胶）、SR (SBR（丁苯）、BR（聚乙烯）、IIR （聚丁二烯）、IR（聚异戊二烯）、 EPDM)
– # NR回弹性高、耐磨性好、综合性能好； – 其他橡胶在其中的某些性能上具有优势。
二、轮胎的分类
1. 按结构分类
• 斜交胎bias/diagonal tire
帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，且与胎冠中心 线 呈小于90°角排列的充气轮胎。
• 子午胎radial tire
胎体帘线与胎冠中心呈90 °角或接近90 °角排列并以 带束层箍紧胎体的充气轮胎。
二、轮胎的分类（2）
2、按花纹分类
软化体系
化学增塑剂（SJ-103）：通过化学作用增强生 胶塑炼效果，缩短塑炼时间。与物理增塑剂 相比，增塑效果强、用量少，对制品的物理 机械性能几乎没有影响。
防老体系
• 老化是橡胶性能衰退的过程。导致老化 的过程主要有：热氧老化，机械应力参 与的氧化作用；机械应力参与的臭氧老 化；光和紫外线参与的氧化作用；重金 属参与的氧化作用；热分解等 • 化学防老剂：
钢丝包布 三角胶 钢丝圈 子口包布
斜交胎结构剖面（二）
半钢子午胎结构剖面（一）
半钢子午胎结构剖面（一）
胎面 冠带层
花纹沟
胎肩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
胎体 带束层 胎侧
内衬层 三角胶 钢丝圈
半钢子午胎结构剖面（二）
全钢子午胎结构剖面
第二带束层 （左15°） 第一带束层 （右24°） 内衬层 第三带束层 （15°） 胎冠 0°带束层 胎肩垫胶 胎侧 胎体帘布 （90°） 上三角胶 下三角胶 子口包布 （右22°） 耐磨胶 子口隔离胶 钢丝圈 子口包布 （左22°）
着合宽度（C）
轮胎参数图例（三）
轮胎部位术语（ 轮胎部位术语（一）
胎冠
胎肩
防护线
变形区
胎侧
非变形区 非变形区 胎体
装配线
胎圈
胎踵 胎趾
轮胎部件术语（ 轮胎部件术语（二）
胎冠 带束层 胎肩垫胶 内衬层 胎体层 胎侧 胎圈填充胶条 胎圈包布 耐磨胶条
钢丝圈
斜交胎结构剖面（一）
胎面
缓冲层 胎体帘布 胎侧
硫化体系
• 作用：完成硫化，即在大分子链之间生成化学 铰链结构，使塑性或粘性胶料变为高弹性橡胶 材料。 • 根据硫化过程中的作用不同，大体可以分为硫 化剂、促进剂、活性剂和防焦剂 • 硫化剂 硫化剂：硫磺（普通硫磺、不溶性）、含硫化 合物（TMTD、DTDM）、过氧化物 • 促进剂 促进剂：缩短硫化时间，降低温度，增加效率， 减低成本；对于厚制品，使内外硫化程度均一
– 细度小、静止强度高和耐疲劳性能好、永久变形小、 弹性大、在高温下发热小，还应具有好的耐热性能 以及与橡胶的良好粘合性能等。
帘布
• 帘线的原料
– 棉线，以前轮胎的主要骨架材料，由于强度低，已经被 尼龙等其他材料取代； – 人造丝，主要是把种子纤维（例如，绵屑等球状物）的 纤维素进行化学分解，并熔化成粘胶丝，然后再纺成长 纤维，即得到长的单纤维的人造丝。耐疲劳性能好,多 用在子午胎的带束层和外胎胎侧的加强，并用于需要操 纵性好的斜交胎。 – 尼龙，现在轮胎上使用的有尼龙6和尼龙66，他们主要 的差别在于熔点不同，前者为216℃，后者为265℃，后 者优于前者。其强度近与人造丝的2倍，尺寸稳定性差。 目前我公司斜交胎胎体用骨架材料使用的为尼龙6；
负荷级别与层级表对应如下：
负荷级别 A B C D E F 层级 2 4 6 8 10 12 负荷级别 G H J L M N 层级 14 16 18 20 22 24
四、轮胎尺寸标示方法（续7）
速度级别——速度对应表
速度 级别 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 速度 km/h 5 10 15 20 25 30 35 40 速度 级别 B C D E F G J K 速度 km/h 50 60 65 70 80 90 100 110 速度 级别 L M N P Q R S T 速度 km/h 120 130 140 150 160 170 180 190 速度 速度 级别 km/h U H V W Y Z 200 210 240 270 300 240以上 以上
• 物理防老剂：防护蜡（熔点、碳分布）
其它
• 根据不同配方的性能要求而加入的各种 辅助材料：增粘剂、均匀剂等
2.骨架材料
• 帘布 • 帆布 • 胎圈用钢丝
帘布
• 帘布一般由经线和纬线组成，其主要部分是经 线，它承受轮胎的全部负荷，纬线的作用，则 是用来连接经线，以保持经线均匀排列。 • 由于帘布在外胎中的工作条件非常复杂，要承 受多次变形和高温的作用，因此要求帘线具有 以下的性能：
适用城乡、 山区良路、 沙土、碎石 路。用于轻 卡、卡车及 客车
适用雪泥路， 工地矿区。 用于军用汽 车、工程车 等
二、轮胎的分类（3）
3. 按轮胎功用分类
• 充气轮胎
现在大多数都是此类轮胎。
• 实心轮胎
满足特殊需求的轮胎。
三、轮胎主要组成、参数图例、部位术 轮胎主要组成、参数图例、 语、结构剖面
帘布
• 的确良，商品名为涤纶，它是聚酯的一种，为化学合成的 高分子纤维，现在我公司半钢子午胎的胎体用骨架材料就 是使用此种。此纤维的湿热熔点为264℃，而尼龙6的湿热 熔点为162℃。此纤维的特点为：尺寸稳定性好，使用中 尺寸很少变化，耐热、耐疲劳性能好； • 钢索，商标名为cable，是由杜邦公司开发的一种纤维， 此种纤维强度非常大，是尼龙的2倍。变形小，拉伸是尼 龙的1/5。一般用在轮胎的增强构件上； • 玻璃纤维，是美国高宁古公司开发的，它与上面的高分子 纤维不一样，是无机质的。具有高强度、低拉伸等特点， 但抗扭转和弯曲方面较差。目前主要在美国，作为带束的 材料大量用于需要保证必要刚性的带束斜交轮胎上。
– 按硫化速度分为：（以促进剂M为标准速度参照） – 超超速促进剂：主要用于连续硫化配方； – 超速促进剂：TMTD （丁基橡胶配方中）
硫化体系
– 准促进剂 ：M、DM、CZ、NOBS、DZ – 中速促进剂：DPG （提高丁苯橡胶的性能） – 慢速促进剂：H
• 活性剂 活性剂：增加促进剂活性，减少促进剂用量， 缩短硫化时间。
填充体系
• 作用：补强和填充作用；提高胶料性能 和降低成本； • 补强体系 补强体系：主要有碳黑和白碳黑。
N110 ~ N330 ：主要用于胎面配方 N550 ~ N660 ：主要用于胎体配方 SILICA：提高胶料的撕裂性能，降低动态生热性能，提高牵引 性能。 CaCO3 ： 主要用于白胎侧等浅色配方。在三角胶配方中使用 主要是增加胶料的挺性
帆布
• 制造轮胎使用的、经纬线密度大的特制 平纹布，称为帆布，主要用于钢丝包布 和子口包布，一般经纬线密度相同，且 其强力相同或相近。
3.胎圈用钢丝
• 钢丝在轮胎中是不可缺少的材料，在一 般汽车轮胎中用做钢丝圈，作为胎圈的 主体。制造钢丝圈的钢丝表面不得有绣 和疤痕，直径应均匀一致，能受曲弯。 在曲弯的部分没有扯断或裂纹，且本身 不扭劲。
四、轮胎尺寸标示方法（续4）
T 105/70 D 14 84 M
速度级别 负荷指数 轮辋名义直径（英寸） 斜交胎（Digonal） 名义扁平系数（%） 轮胎名义宽度（mm） 应急用（Temporary）
四、轮胎尺寸标示方法（续5）
28× 9 - 15 12PR NHS
非公路用轮胎(NOT FOR HIGHWAY SERVICE) 层级 轮辋直径（英寸） 斜交胎 轮胎宽度（英寸） 轮胎外直径（英寸）
1）普通花纹 (纵向花纹、横向花纹） ） 纵向花纹、 纵向花纹 横向花纹） 2）混合花纹 ） 3）越野花纹 ）
花纹 类别
纵向花纹 Rib
横向花纹 Lug
混合 花纹
越野 花纹
用途
适用硬基良 适用水泥、 路、高速路。 柏油、沙土、 碎石路。用 用于轿车、 于载重汽车 客车、卡车 或客车驱动 驱动 导向轮 轮
帘布
• 钢丝，主要用在子午线轮胎上，其组成 相当于70C号钢，含C约0.7％。其他还含 少量si、cr、cu、p、s，做成直径约 0.2mm，先由3至数根这样的单钢丝构成 束，再由几束合成钢丝帘线。为了很好 地与橡胶粘结，在表面一般镀上铜。其 使得带束的刚性变大，胎面的耐磨耗性 大大改善，行使中的阻力和发热也少。
轻型载重汽车轮胎（LIGHT TRUCK TIRE） 层级 轮辋直径（英寸） 斜交结构 名义断面宽度（英寸）
四、轮胎尺寸标示方法（续2）
185/70R14 88 H
速度级别 负荷指数 轮辋名义直径（英寸） 子午胎（Radial） 名义扁平系数（%） 轮胎名义宽度（mm）
185R14C 8PR LT 102/100N
轮胎一般有外胎、内 胎和垫带组成； 对于无内胎轮胎来说 只有外胎，没有内胎 和垫带； 也有只有外胎和内胎 ，而没有垫带的。
轮胎参数图例（一）
无 内 胎 轮
）
冠宽（D）
断面宽（B） 着合宽度（C）
外直径（
断面高（H） H）
胎
轮胎参数图例（二）
冠宽（D）
有 内 胎 轮
断面宽（B）
断面高（ （H）
胎
外直径（ ）
请大家指出每一个 代表的材料名称
四、轮胎尺寸标示方法
10.00 – 20 16PR
层级 轮辋名义直径（英寸） 斜交胎 轮胎名义宽度（英寸）
10.00 R 20 16PR
层级 轮辋名义直径（英寸） 子午胎（Radial） 轮胎名义宽度（英寸）
四、轮胎尺寸标示方法（续1）
6.50 – 16 12PR LT
1.胶料
• 胶料配方是由生胶和各种配合剂组成 • 生胶是胶料的重要组成部分，是决定胶 料的使用性能、工艺性能和成本的主要 因素 • 配合剂的作用是将橡胶的固有特性发挥 并表现出来。 • 根据不同配方性能要求，选择不同生胶 体系和配合体系
轮胎用胶料由以下体系组成
• • • • • • 生胶体系 填充体系 硫化体系 软化体系 防劳体系 其它
四、轮胎尺寸标示方法（续6）
• 层级（PLY RATING）
层级为轮胎强度之标示。 最初轮胎胎体以棉纱制层，后因胎体材料日新月异，不断进步， 强度也大为增加，故现在仅10层（也许8层、6层）制成的轮胎即 可达到过去以14层棉纱所制成的轮胎。此轮胎虽仅10层，但却表 示为14PR，即相当于14层棉纱的强力。
速度级别 负荷指数 轻卡 层级 商用（COMERCIAL） 轮辋名义直径（英寸） 子午胎（Radial） 轮胎名义宽度（mm）
四、轮胎尺寸标示方法（续3）
30×9.50R15 104 S LT
轻卡 速度级别 负荷指数 轮辋名义直径（英寸） 子午胎（Radial） 轮胎名义宽度（英寸） 轮胎名义外直径（英寸）
轮胎基础知识
• 安徽佳通轮胎有限公司技术部
目录 一、轮胎用原材料 二、轮胎的分类 三、轮胎主要组成、参数图例、部位术语、结构剖面 四、轮胎尺寸标示方法 五、轮胎及各部件功用 六、轮胎花纹及胎侧表示 七、全钢丝子午线轮胎的发展历史及趋势
一、轮胎用原材料
轮胎用原材料
• 1.胶料(生胶和配合剂) • 2.骨架材料 • 3.胎圈用钢丝
– 无机（ZnO）：检测Zn含量和重金属含量。 – 有机活性剂（硬脂酸）：18碳酸含量和酸值、碘 值、凝固点和水分。 – 作用：活化硫化体系；提高交联密度；提高硫化 胶耐老化性能。
• 防焦剂 硫化迟延剂，提高胶料加工安全性， 防焦剂： 对胶料性能和硫化速度基本上无影响。（CTP： 五氯硫酚）
软化体系
– 4010NA：芳、烷基对苯二胺类防老剂，优 异的抗臭氧性能；耐屈挠龟裂和耐热性能， 抗金属老化。为通用型防老剂。有毒。
回目录
防老体系
– 4020：与4010NA同属芳、烷基对苯二胺类防老剂， 防老性能略差于4020，为通用型防老剂。环保型防 老剂。 – RD ： 酮胺类防老剂，能抑制条件较苛刻的氧化、 热老化和天候老化，对金属的催化氧化有较强的抑 制作用，但对屈挠龟裂效果较差。 – BLE ：丙酮二苯胺高温反应物，对热、氧、屈挠疲 劳有较好的防护作用，也能防护天候和臭氧老化 – H ：二苯基对苯二胺，优良的抗屈挠龟裂性能，对 热、氧、臭氧、光老化特别是铜害和锰防护作用较 好
• 改善胶料工艺性能降低成本，提高硫化胶料的 耐寒性能。 • 物理增塑剂（石油系列、松焦油系列、脂肪油 等五类）：增大分子间的间隙，减少分子间的 作用力，并产生润滑作用，降低弹性，增加塑 性，改善加工性能和使用性能。(石蜡油 （Paraffinic oil）,主要用于丁基橡胶配方,环烷 油（naphthenic oil）：主要用于白胎侧配方。 芳烃油（aromatic oil）：加工性能好，使用天 然橡胶和多种合成橡胶，具有一定的污染性)