廣大消費者其實很少有人關注輪胎的結構,以為輪胎隻是一圈黑黑的橡膠。除非輪胎爆了,也很少有消費者有機會看到輪胎的内部結構。其實,輪胎的内部結構還是很複雜的。今天,就給大家科普下這方面的知識(由于現在乘用車幾乎全部都是子午線輪胎,所以本文的介紹隻針對子午線輪胎)。
先來幾個解剖圖(每個廠家或公司對個别結構的名稱不太一緻,大家請盡量對照實際結構記憶):
圖1
圖2
圖3
我們以最後一張圖3為主,介紹下每個部分的結構及其功能。我們先從外面看:
胎面Tread胎面即我們平時看到的與路面接觸的部分。作為唯一與路面接觸的部分,汽車的驅動、制動力全靠這部分傳遞給路面。其主要性能要求是:耐磨性、耐發熱性、靜音、抓地力等。
胎面花紋Tread Pattern
即所說的輪胎的花紋,輪胎的花紋對輪胎各方面的性能有很大的影響,如:抓地力、靜音、排水性等。輪胎花紋與使用環境也有很大的關系(後續我們将有一篇專門介紹輪胎花紋的科普文章)。比如我們在F1賽車上常看到的無花紋的光頭胎,越野車上常看到的有大塊顆粒的花紋等。常見的花紋如下圖4所示。Shoulder指胎肩,Groove指花紋溝,Sipe花紋細縫,Tire rib花紋條,Tread block 花紋塊。
圖4
胎圈Bead
胎圈是輪胎與輪辋(車輪)接觸的部分,輪胎依靠胎圈緊緊的将輪胎緊箍在輪辋上(圖3中的Rim部分)。胎圈的結構也很複雜,可以詳細見下圖5。
1、其中最重要的是白色的鋼絲(Bead wires),鋼絲的根數、直徑以及纏繞方式是重要的設計參數;
2、另一個重要的結構是圖5中黃色示意的三角膠條/三角膠(APEX),三角膠決定了輪胎胎側的支撐性,對舒适感和操縱穩定性起決定作用,三角膠的高度、材料硬度都是重要的設計參數。
3、鋼絲圈包布(Bead chafer),用于捆緊鋼絲圈,形成一個整體鋼絲束,同時通過鋼絲圈包布,可與三角膠更好的連接起來。
4、胎圈包布(Bead chipper),用于保護胎面,一面輪辋磨損胎圈。
圖5
然後,我們從裡面看,裡面分了很多層,這些結構是子午線輪胎的核心,也是今天講解的重點。為了避免小夥伴來回上下翻看,我們再将圖3發一遍^_^。
圖3
尼龍冠帶層(Nylon Cap/Nylon Cover/Cap ply/Cap plies)
一般翻譯為冠帶層、尼龍冠帶層或帶束上層,這一層介于胎面和帶束層(Steel Belt)之間,用于最小化帶束層的運動,防止帶束層竄動。從名字上就能看出,主要材料是尼龍,一般子午線輪胎還有1-2層冠帶層。
注意看冠帶層的簾線角度(簡單理解為材料的纖維方向與輪胎圓周線的角度)是0度。
帶束層(Steel Belt/Belt)
一般翻譯為鋼絲帶束層/帶束層(有的資料裡,把前面的尼龍冠帶層翻譯為尼龍帶束層),帶束層是裡面含有鋼絲的簾布。有的小夥伴經常看到磨損的不像樣的輪胎能漏出鋼絲,就是這裡的鋼絲。子午線輪胎一般由2層帶束層組成。帶束層的簾線角度一般為10~25°,而且兩層一般是交叉排列的(請仔細看圖3中綠色與紅色的線)。
帶束層對輪胎的側向力有很大的影響,直接影響車輛的操縱穩定性和極限抓地力。簾線角度越大,極限側向力越大。
簾布層(Body Ply/Carcass)
一般翻譯為簾布層/簾線層,是輪胎内部結構的主體,最重要的結構。所有的帶束層、冠帶層都依附于這一層。簾布層是輪胎的主要受力部件,承受輪胎大多數的内部氣壓、外部載荷以及沖擊。
注意簾布層的簾線角度是90°,即與斷面輪廓方向平行排列。
氣密層(Inner line)
汽車輪胎不需要内胎全靠這一層,一般由密封性極好的化工材料組成。
胎側(Sidewall)
胎側主要用于保護胎體簾布層,一般子午線輪胎胎體層數少,胎側厚度需要厚一些。同時,因為胎體較柔軟,彎曲變形大,所以也要求胎側的支撐性、耐疲勞、耐老化性要好。
最後,放一個英文講解視頻(字幕是AI翻譯的,可能有個别錯誤),裡面能看到實際的輪胎解剖,小夥伴開開眼吧~
視頻地址:固鉑美女工程師講解輪胎結構!
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