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轮胎设计与工艺学
Tire Structure Design and Technology
第一节 轮胎的发展历史
一、轮胎发展历史 最早的轮胎是19世纪初安装在车轮轮辋上，由生胶制成的实
心的胶带。但是生胶的质量不能满足使用要求。 1839年发明了硫化方法，对提高轮胎的耐用性具有巨大
的意义。生胶经过硫化之后，获得了硬度、弹性和耐磨性。 1881年，首次使用了经过硫化、安装在车轮轮辋上的实
• 全球轮胎制造业正逐步向亚太地区转移，中国已经 成为世界轮胎最大生产国和重要出口国。目前市场 规模约为80亿美元，占世界轮胎市场份额的9%。
• 2.世界轮胎工业发展趋势-绿色环保轮胎 • 目前世界上的环保型轮胎，基本上可以概况为三 方面： • 一、减少燃料、降低废气排量，以节省能源和防 止大气污染为目的的“绿色”轮胎； • 二、以具有良好的高速性、制动性、安全性和舒 适性同时又能防止振动和减少噪声为目的的高性 能轮胎；
心轮胎。 1884年，为了增加弹性，开始制造厚壁空心轮胎和海绵
轮胎。但是这种轮胎在高速行驶时生热很高，容易损坏。由于 汽车行驶速度的不断提高，势必要求制造出弹性更高和更耐用 的轮胎。
1885年首次发明空气轮胎的是英国商人R.W.Thomson， 这种轮胎是充气轮胎的雏形。它的舒适性与滚动阻力都比实 芯轮胎好得多，唯负荷量小，也无法充气，因而限制了它的 使用范围。
中国在1931年由上海的一家工厂生产出第一条汽车轮胎。 1925年轮胎钢圈具有了一定的几何形状，出现了迄今仍在使用
的直角胎圈轮胎。 1930年“超低压轮胎”的出现是一种最早的特种结构轮胎。 1937年首次生产了钢丝帘布轮胎，从而提高了轮胎的耐用性。
• 二次世界大战期间，出现了调压轮胎。 • 1947年 B.F.GOODRICH公司(美)发明了无内胎轮
到1888年曾在英国兽医学院受训过的J.B.Dunlop发明了充 气轮胎，并取得了专利。这种充气轮胎比空气轮胎前进了一 大步，它提高了负荷质量，减小了滚动阻力，提高了行驶速 度和舒适性。虽然Dunlop的充气轮胎结构比较简单，但却开 创了轮胎制造技术的新纪元。
后来C.K.Welch发明了有钢丝圈结构的轮胎， 同时开始采用内胎。
1890年Dunlop和Welch两家公司联合生产带 钢丝圈结构的充气轮胎。由于轮胎采用了钢丝圈和 轮辋，使充气轮胎由自行车胎发展到汽车轮胎。
1893年第一次采用了无纬线的帘布－棉帘布制 造轮胎，比用帆布制造的充气轮胎使用寿命和行驶 性能大大提高。
1890年-1900年出现了有胎面花纹的轮胎。 美国1889年 Goodrich首先制造出充气轮胎。
wk.baidu.com
• 1970-80年 美国FIRESTONG无帘线聚氨酯浇注轮胎 • 1979年 费尔斯通公司开发微型备用胎。 • 1983年 法国米其林公司开发飞机子午线轮胎。
• 1983年 普利司通轿车轮胎的断面设计理论RCOT 发
表。
• 1987年 普利司通货、客车胎断面设计理论TCOT诞
生。 • 1994年 普利司通波形带束层研制成功并应用于超低
• 前三强普利司通、米其林和固特异的合计销 售额647.8亿元，约占全球总销售额46.3%， 前十强轮胎销售额为968.7亿元，为全球总销 售额的69.2%。头三强天然胶用量超过300万 吨，大于中国全国用量。
• 而中国头十名仅有126亿美元产值。
• 目前世界轮胎总产量约10多亿条，90%集中在美 国固德异、法国米西林、日本的普利斯通以及佳通 等大公司。80%以上实现了子午化、无内胎化、扁 平化。
实心轮胎：环状实心橡胶固定 在轮辋上构成，依靠橡胶弹 性原理工作。
弹性较低，不适宜于高 速行驶，事宜于低速高负荷 车辆，如起重汽车、电瓶车、 叉车、装卸车等。
二、轮胎工业发展现状及趋势
1．轮胎工业现状
世界轮胎市场亚太、北美和欧洲三足鼎立 2009年度全球轮胎75强的排行榜中，中国大陆占 19席，印度占9席，美国占6席，中国台湾占5席， 日本、俄罗斯各占4席，韩国3席，伊朗、印尼、泰 国、意大利及土耳其各2席。
• 三、取代镶钉或挂链轮胎，以防止轮胎破坏路面 和避免造成扬尘、噪声为目的的非镶钉或全天候 轮胎。 • 1.1 国外轮胎的子午化、扁平化、无内胎化已 趋于成熟 • 1.2 新一代子午线轮胎发展迅速节能轮胎、绿 色轮胎、环保型轮胎 • 1.3 新一代安全轮胎
• 1.4 轮胎全自动生产技术的发展
• （1）法国米其林公司的C3M生产技术。C3M全称为 Command+Control+Communication＆Manufacture，译为“指挥＋控 制＋通讯与制造一体化系统”。
胎 • 1948年 法国米其林公司开发子午线轮胎 • 1948年出现了第一批无内胎轮胎的样品。 • 1950年-1951年研究出了子午线轮胎。(我国1964
年开始试制9.00－20的子午轮胎和活面轮胎。) • 1959年出现了胎面能拆卸的活胎面乘用轮胎.
• 1963年 使用涤纶帘子布（POLYESTER）。
• （2）美国固特异公司的IMPACT生产技术（1998年已有2家工厂投产， 据称是世界生产成本最低的）IMPACT全称为Integrated Manufacturing Precision Assembly Cellular Technoligy，译为集成加工 精密成型单元技术。
• （3）德国大陆公司的MMP生产技术（1999年在德国投产）Modular Manufacturing Process，译为积木式成型法。
轮胎的主要作用及工作原理 • a、承受内胎中充气压力和车辆负荷 • b、阻止内胎在充气后膨胀，保护内胎免受损
伤 • c、传递牵引力、转向力、制动力 • d、吸收由于道路不平造成的震动。 轮胎工作原理的不同：
充气轮胎pneumatic tyre和实心轮胎solid tyre
充气轮胎：充满压缩空气的，固定在轮辋上的弹性胶布气囊， 依靠压缩空气形成的空气垫弹性原理工作，具有较高的行 驶速度和较好的行驶舒适性，广泛应用于汽车、拖拉机、 工程车辆、飞机等高速交通工具上。
Tire Structure Design and Technology
第一节 轮胎的发展历史
一、轮胎发展历史 最早的轮胎是19世纪初安装在车轮轮辋上，由生胶制成的实
心的胶带。但是生胶的质量不能满足使用要求。 1839年发明了硫化方法，对提高轮胎的耐用性具有巨大
的意义。生胶经过硫化之后，获得了硬度、弹性和耐磨性。 1881年，首次使用了经过硫化、安装在车轮轮辋上的实
• 全球轮胎制造业正逐步向亚太地区转移，中国已经 成为世界轮胎最大生产国和重要出口国。目前市场 规模约为80亿美元，占世界轮胎市场份额的9%。
• 2.世界轮胎工业发展趋势-绿色环保轮胎 • 目前世界上的环保型轮胎，基本上可以概况为三 方面： • 一、减少燃料、降低废气排量，以节省能源和防 止大气污染为目的的“绿色”轮胎； • 二、以具有良好的高速性、制动性、安全性和舒 适性同时又能防止振动和减少噪声为目的的高性 能轮胎；
心轮胎。 1884年，为了增加弹性，开始制造厚壁空心轮胎和海绵
轮胎。但是这种轮胎在高速行驶时生热很高，容易损坏。由于 汽车行驶速度的不断提高，势必要求制造出弹性更高和更耐用 的轮胎。
1885年首次发明空气轮胎的是英国商人R.W.Thomson， 这种轮胎是充气轮胎的雏形。它的舒适性与滚动阻力都比实 芯轮胎好得多，唯负荷量小，也无法充气，因而限制了它的 使用范围。
中国在1931年由上海的一家工厂生产出第一条汽车轮胎。 1925年轮胎钢圈具有了一定的几何形状，出现了迄今仍在使用
的直角胎圈轮胎。 1930年“超低压轮胎”的出现是一种最早的特种结构轮胎。 1937年首次生产了钢丝帘布轮胎，从而提高了轮胎的耐用性。
• 二次世界大战期间，出现了调压轮胎。 • 1947年 B.F.GOODRICH公司(美)发明了无内胎轮
到1888年曾在英国兽医学院受训过的J.B.Dunlop发明了充 气轮胎，并取得了专利。这种充气轮胎比空气轮胎前进了一 大步，它提高了负荷质量，减小了滚动阻力，提高了行驶速 度和舒适性。虽然Dunlop的充气轮胎结构比较简单，但却开 创了轮胎制造技术的新纪元。
后来C.K.Welch发明了有钢丝圈结构的轮胎， 同时开始采用内胎。
1890年Dunlop和Welch两家公司联合生产带 钢丝圈结构的充气轮胎。由于轮胎采用了钢丝圈和 轮辋，使充气轮胎由自行车胎发展到汽车轮胎。
1893年第一次采用了无纬线的帘布－棉帘布制 造轮胎，比用帆布制造的充气轮胎使用寿命和行驶 性能大大提高。
1890年-1900年出现了有胎面花纹的轮胎。 美国1889年 Goodrich首先制造出充气轮胎。
wk.baidu.com
• 1970-80年 美国FIRESTONG无帘线聚氨酯浇注轮胎 • 1979年 费尔斯通公司开发微型备用胎。 • 1983年 法国米其林公司开发飞机子午线轮胎。
• 1983年 普利司通轿车轮胎的断面设计理论RCOT 发
表。
• 1987年 普利司通货、客车胎断面设计理论TCOT诞
生。 • 1994年 普利司通波形带束层研制成功并应用于超低
• 前三强普利司通、米其林和固特异的合计销 售额647.8亿元，约占全球总销售额46.3%， 前十强轮胎销售额为968.7亿元，为全球总销 售额的69.2%。头三强天然胶用量超过300万 吨，大于中国全国用量。
• 而中国头十名仅有126亿美元产值。
• 目前世界轮胎总产量约10多亿条，90%集中在美 国固德异、法国米西林、日本的普利斯通以及佳通 等大公司。80%以上实现了子午化、无内胎化、扁 平化。
实心轮胎：环状实心橡胶固定 在轮辋上构成，依靠橡胶弹 性原理工作。
弹性较低，不适宜于高 速行驶，事宜于低速高负荷 车辆，如起重汽车、电瓶车、 叉车、装卸车等。
二、轮胎工业发展现状及趋势
1．轮胎工业现状
世界轮胎市场亚太、北美和欧洲三足鼎立 2009年度全球轮胎75强的排行榜中，中国大陆占 19席，印度占9席，美国占6席，中国台湾占5席， 日本、俄罗斯各占4席，韩国3席，伊朗、印尼、泰 国、意大利及土耳其各2席。
• 三、取代镶钉或挂链轮胎，以防止轮胎破坏路面 和避免造成扬尘、噪声为目的的非镶钉或全天候 轮胎。 • 1.1 国外轮胎的子午化、扁平化、无内胎化已 趋于成熟 • 1.2 新一代子午线轮胎发展迅速节能轮胎、绿 色轮胎、环保型轮胎 • 1.3 新一代安全轮胎
• 1.4 轮胎全自动生产技术的发展
• （1）法国米其林公司的C3M生产技术。C3M全称为 Command+Control+Communication＆Manufacture，译为“指挥＋控 制＋通讯与制造一体化系统”。
胎 • 1948年 法国米其林公司开发子午线轮胎 • 1948年出现了第一批无内胎轮胎的样品。 • 1950年-1951年研究出了子午线轮胎。(我国1964
年开始试制9.00－20的子午轮胎和活面轮胎。) • 1959年出现了胎面能拆卸的活胎面乘用轮胎.
• 1963年 使用涤纶帘子布（POLYESTER）。
• （2）美国固特异公司的IMPACT生产技术（1998年已有2家工厂投产， 据称是世界生产成本最低的）IMPACT全称为Integrated Manufacturing Precision Assembly Cellular Technoligy，译为集成加工 精密成型单元技术。
• （3）德国大陆公司的MMP生产技术（1999年在德国投产）Modular Manufacturing Process，译为积木式成型法。
轮胎的主要作用及工作原理 • a、承受内胎中充气压力和车辆负荷 • b、阻止内胎在充气后膨胀，保护内胎免受损
伤 • c、传递牵引力、转向力、制动力 • d、吸收由于道路不平造成的震动。 轮胎工作原理的不同：
充气轮胎pneumatic tyre和实心轮胎solid tyre
充气轮胎：充满压缩空气的，固定在轮辋上的弹性胶布气囊， 依靠压缩空气形成的空气垫弹性原理工作，具有较高的行 驶速度和较好的行驶舒适性，广泛应用于汽车、拖拉机、 工程车辆、飞机等高速交通工具上。