广大消费者其实很少有人关注轮胎的结构,以为轮胎只是一圈黑黑的橡胶。除非轮胎爆了,也很少有消费者有机会看到轮胎的内部结构。其实,轮胎的内部结构还是很复杂的。今天,就给大家科普下这方面的知识(由于现在乘用车几乎全部都是子午线轮胎,所以本文的介绍只针对子午线轮胎)。

先来几个解剖图(每个厂家或公司对个别结构的名称不太一致,大家请尽量对照实际结构记忆):

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(1)

图1

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(2)

图2

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(3)

图3

我们以最后一张图3为主,介绍下每个部分的结构及其功能。我们先从外面看:

胎面Tread

胎面即我们平时看到的与路面接触的部分。作为唯一与路面接触的部分,汽车的驱动、制动力全靠这部分传递给路面。其主要性能要求是:耐磨性、耐发热性、静音、抓地力等。

胎面花纹Tread Pattern

即所说的轮胎的花纹,轮胎的花纹对轮胎各方面的性能有很大的影响,如:抓地力、静音、排水性等。轮胎花纹与使用环境也有很大的关系(后续我们将有一篇专门介绍轮胎花纹的科普文章)。比如我们在F1赛车上常看到的无花纹的光头胎,越野车上常看到的有大块颗粒的花纹等。常见的花纹如下图4所示。Shoulder指胎肩,Groove指花纹沟,Sipe花纹细缝,Tire rib花纹条,Tread block 花纹块。

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(4)

图4

胎圈Bead

胎圈是轮胎与轮辋(车轮)接触的部分,轮胎依靠胎圈紧紧的将轮胎紧箍在轮辋上(图3中的Rim部分)。胎圈的结构也很复杂,可以详细见下图5。

1、其中最重要的是白色的钢丝(Bead wires),钢丝的根数、直径以及缠绕方式是重要的设计参数;

2、另一个重要的结构是图5中黄色示意的三角胶条/三角胶(APEX),三角胶决定了轮胎胎侧的支撑性,对舒适感和操纵稳定性起决定作用,三角胶的高度、材料硬度都是重要的设计参数。

3、钢丝圈包布(Bead chafer),用于捆紧钢丝圈,形成一个整体钢丝束,同时通过钢丝圈包布,可与三角胶更好的连接起来。

4、胎圈包布(Bead chipper),用于保护胎面,一面轮辋磨损胎圈。

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(5)

图5

然后,我们从里面看,里面分了很多层,这些结构是子午线轮胎的核心,也是今天讲解的重点。为了避免小伙伴来回上下翻看,我们再将图3发一遍^_^。

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(6)

图3

尼龙冠带层(Nylon Cap/Nylon Cover/Cap ply/Cap plies)

一般翻译为冠带层、尼龙冠带层或带束上层,这一层介于胎面和带束层(Steel Belt)之间,用于最小化带束层的运动,防止带束层窜动。从名字上就能看出,主要材料是尼龙,一般子午线轮胎还有1-2层冠带层。

注意看冠带层的帘线角度(简单理解为材料的纤维方向与轮胎圆周线的角度)是0度。

带束层(Steel Belt/Belt)

一般翻译为钢丝带束层/带束层(有的资料里,把前面的尼龙冠带层翻译为尼龙带束层),带束层是里面含有钢丝的帘布。有的小伙伴经常看到磨损的不像样的轮胎能漏出钢丝,就是这里的钢丝。子午线轮胎一般由2层带束层组成。带束层的帘线角度一般为10~25°,而且两层一般是交叉排列的(请仔细看图3中绿色与红色的线)。

子午线轮胎标准图(轮胎篇-2不只是橡胶)(7)

带束层对轮胎的侧向力有很大的影响,直接影响车辆的操纵稳定性和极限抓地力。帘线角度越大,极限侧向力越大。

帘布层(Body Ply/Carcass)

一般翻译为帘布层/帘线层,是轮胎内部结构的主体,最重要的结构。所有的带束层、冠带层都依附于这一层。帘布层是轮胎的主要受力部件,承受轮胎大多数的内部气压、外部载荷以及冲击。

注意帘布层的帘线角度是90°,即与断面轮廓方向平行排列。

气密层(Inner line)

汽车轮胎不需要内胎全靠这一层,一般由密封性极好的化工材料组成。

胎侧(Sidewall)

胎侧主要用于保护胎体帘布层,一般子午线轮胎胎体层数少,胎侧厚度需要厚一些。同时,因为胎体较柔软,弯曲变形大,所以也要求胎侧的支撑性、耐疲劳、耐老化性要好。

最后,放一个英文讲解视频(字幕是AI翻译的,可能有个别错误),里面能看到实际的轮胎解剖,小伙伴开开眼吧~

视频地址:固铂美女工程师讲解轮胎结构!

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