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子午线轮胎的结构特点及生产工艺BRDI北京橡胶工业研究设计院目录子午线轮胎简介1子午胎的结构特点2子午胎的结构设计3生产工艺及相关设备4BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎简介何谓子午线轮胎?1在地球仪表面的图形上，常标有一条条连接南北极极点的线，这就是子午线。如果把子午线轮胎经过胎侧的帘子线暴露出来，并把其端点想象延伸至轮胎轴线位置，这时再看这种轮胎的帘线排列，就非常像地球仪上的子午线排列。子午线轮胎也就因此而得名。又因为子午线是地球的经线，早年也有人称子午胎为“经线胎”。子午线轮胎是由米其林公司首次于1946年发明，子午线轮胎的出现,使轮胎的生产技术水平有了新的突破。50年代后期子午线轮胎流入西欧，60年代日本和原苏联开始制造，70年代初美国投入批量生产，70年代中期世界上许多发展中国家都纷纷着手研究子午线轮胎，到了1983年世界上子午线轮胎已占汽车轮胎产量的63%。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎简介子午线轮胎的分类1不同123全钢丝子午线轮胎半钢丝子午线轮胎全纤维子午线轮胎胎体,带束层全为钢丝,且帘线只用一层。胎体为纤维,带束层为钢丝,帘线层数比斜交胎要少。胎体，带束层全为纤维。注意：斜交胎没有钢丝帘线的，当然也就没有全钢或半钢斜交胎之说。只要说“全钢胎”或半钢胎，那肯定是指子午胎。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点让我们来看看子午线轮胎2子午线轮胎主要由胎冠、胎侧、胎圈三大区域组成。胎冠部分有胎面、带束层、帘布层和胎肩垫胶；胎侧部分有胎侧胶、帘布层；胎圈部分有钢丝圈、钢丝圈填充胶、帘布层和胎圈钢丝加强层等。轮胎的胎里一般都有气密层。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的结构与刚性2带束层角度小,几乎是周向排列,剪刀效应小,周向变形小带束层帘线与胎体帘线交叉排列,形成三角形,限制了变形带束层帘线(钢丝等)伸长小,刚性大,强度高周向变形小、刚性大、强度高的带束层刚性胎冠胎体帘线子午线一个方向排列，不是多层交叉排列胎体帘线层数少胎侧薄充气和负荷下的侧向和法向变形大，胎体柔软柔性胎侧BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的变形特点2“刚性”胎冠和“柔性”胎侧在子午线轮胎整体上协同作用的结果，使子午线轮胎在内压、负荷和外力作用下的变形与斜交胎相比，具有二大、四小的特点。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的变形特点2二大：①轮胎侧向变形大，即在轮胎断面宽方向上的变形大；②轮胎法向变形大，即轮胎垂直于地面方向上的变形大，胎体下沉量大。四小：①胎冠周向变形小，即轮胎胎冠圆周方向上的变形小，也叫纵向变形小；②胎冠周向滚动变形小，即轮胎在地面每滚动一周所产生的胎冠周期变形小；③高速旋转下的轮胎变形小④轮胎材料剪切变形小。子午胎的变形特征，决定了它的使用性能的优越性。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的优越性2●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●操纵稳定性好。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●1滚动阻力低、节省燃料2BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●1滚动阻力低、节省燃料2表1-1轻型载重子午线轮胎的滚动阻力和滚动阻力系数（f值是用牵引法测定）轮胎类型汽车总量/kg轮胎气压/kPa滚动阻力/N滚动阻力系数/f滚动阻力降低值/%6.50R166.50-16407540754504124235830.01060.014627.40表1-2轻型载重子午线轮胎的滑行距离测定轮胎类型汽车总量/kg滑行时间/s滑行距离/m滑行距离比较/%6.50R166.50-166.50R166.50-164075407540754075150109146109910574868670158.5100.0129.0100.0BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●1滚动阻力低、节省燃料2表1-3轻型载重轮胎油耗试验轮胎类型机场道路油耗试验公路实用油耗试验油耗/(L•100km)节油率/%平均油耗/(L•100km)节油率/%6.50R166.50-1611.4112.8711.3012.3113.216.80表1-4载重子午线轮胎滑行距离测定轮胎类型初速/(km•h-1)滑行时间/s滑行距离/m滑行距离比较/%9.00R20-14PR9.00-20-14PR5050199.91151.631090.25805.03135.4100.0表1-5载重子午线轮胎油耗试验轮胎类型机场道路油耗试验公路实用油耗试验油耗/(L•100km)节油率/%平均油耗/(L•100km)节油率/%9.00R20-14PR9.00-20-14PR21.4023.8110.1023.8526.369.520BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的优越性2●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●操纵稳定性好。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%）。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●2高速安全、生热低2BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●高速安全、生热低2表1-6不同结构(9.00R20，9.00R20-14PR9.00-20-14PR)轮胎的机床试验温度测定厂牌胎型室温/0C胎面温度/0C带束层温度/0C12345平均法国米其林日本普利斯通意大利倍耐力日本东洋国产双钱全钢子午胎全钢子午胎半钢子午胎半钢子午胎斜交胎192218171646454845526575837610265657274102786772738774627491976069849511068687782101BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的优越性2●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●操纵稳定性好。轮胎的生热和热破坏是轮胎在高速行驶条件下损坏的主要原因之一。图1-5和表1-6列出了子午线轮胎与同类斜交胎在负荷下的行使温度情况。从中可以看出，斜交轮胎的行使温度一般比子午线轮胎高出30度左右。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●3耐磨、耐刺、耐用2表1-79.00R20里程试验结果厂牌试验条数/条花纹深度/mm新胎里程/km一次翻新率/%累计磨耗主要损坏Km/mm指数M5412.077331778409114冠空爆，冠空S5413.6955109310591143冠空爆P5414.193726529223125冠空爆，冠空D5414.6994521008870120D(斜交胎)5416.792285947392100注：中国的广东阳春，浙江杭州，湖北荆州三个地区的实际里程试验平均值BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的优越性2●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●操纵稳定性好。由于子午线轮胎胎面与胎体帘布层之间具有刚性较大的带束层，因此轮胎在路面上滚动时，周向变形小，相对滑移小。又因轮胎体的径向弹性大，使轮胎接地面积增大，压强减小，故胎面耐磨性强，且耐刺扎，不易爆胎。实验证明，要从胎面打入直径2mm的钉子，斜交胎只需196N的力就能贯穿，而子午线钢丝胎，则需要980N的力才能贯穿它。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●4减震、舒适2表1-8载重子午线轮胎在EQ-140汽车上的噪音测定结果轮胎类型花纹型式噪音/dB40/(km•h-1)50/(km•h-1)60/(km•h-1)70/(km•h-1)斜交轮胎烟斗77.174.481.485.9半钢子午胎烟斗70.973.377.180.8全钢子午胎条形69.170.073.375.0BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的优越性2●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●操纵稳定性好。因子午线胎体的径向弹性大，径向（垂直于地面方向）变形大，可以缓和不平路面的冲击，使汽车挟顺性得到改善，乘坐舒适，同时也降低了车辆受冲击损坏的可能性，有助于延长车辆的使用寿命。表1-8的测定结果表明，在胎面花纹型式相同的条件下，子午线轮胎的噪音也低于斜交轮胎。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●5操纵稳定性好2表1-9轻型载重子午线轮胎全油门加速试验结果轮胎类型档位加速中止速度/(km•h-1)加速油耗/(L•100km)加速时间/s加速时间/%6.50-16471.832.5640.2100.0562.026.6047.5100.06.50R16475.029.2038.796.3565.025.2044.994.5表1-10载重轮胎直接档(20~60/km•h-1)加速试验结果轮胎类型加速时间/s加速距离/m加速效应比值/[l•(s•m)-1]9.00-20-14PR66.50767.501009.00R20-14PR56.92676.83132BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●5操纵稳定性好2表1-11轻型载重轮胎制动性能测定结果轮胎类型刹车时速度/(km•h-1)刹车距离/m刹车距离比值/%6.50-16405.893.56.50R16406.2100.0表1-12不同结构轿车轮胎附着系数比较轮胎类型气压/kPa道路水泥路沥青路硬雪路光滑冰路干燥潮湿干燥潮湿165R152161.190.991.221.100.450.255.90-151571.130.841.021.070.270.24提高效率/%5.317.719.62.866.74.2BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点●5操纵稳定性好2BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构特点子午胎的优越性2●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●操纵稳定性好轮胎与路面附着是否良好，是行车安全的一个重要条件。子午胎胎体柔软，下沉大，胎面与路面接触面积大，接触压力分布均匀。此外胎冠刚性大，胎面周向滑移小，因此，胎面与路面抓着性能好，，所以它的抓着力强，制动性能好，操纵稳定性能好。子午线轮胎可以安全、高速地在高速路上行驶。从图1-6中还可以看出，子午线轮胎的横向滑移与纵向滑移都比斜交胎小。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构设计轮胎的标识3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。BRDI北京橡胶工业研究设计院子午线轮胎结构设计轮胎的标识3载重汽车轮胎胎侧标识（1）载重汽车子午线轮胎胎侧有以下标识：轮胎制造厂商及商标；巴西认证标记；美国交通安全认证标记、产品代码、生产日期（周/年）；子午线轮胎标记；安全警告；花纹代号；可再刻花纹标记；胎冠帘线结构和材料；胎侧帘线结构和材料；轮胎规格；负荷指数；负荷等级；轮胎的最大单/双胎气压和负荷；速度符号；附加税的负荷指数；附加的速度符号；负荷/速度耐久性试验气压；欧盟安全认证批准代码；无内胎轮胎标记；生产地；CCC认证标记。（2）载重汽车斜交轮胎胎侧有以下标识：商业名称；花纹代号；商标；生产地；生产编号；轮胎制造厂商；标准轮辋规格；轮胎规格；帘线骨架材料；层级；轮胎的最大单/又胎气压