第二節 輪胎

一、輪胎的作用和類型

1.輪胎的作用

現代汽車都采用充氣式輪胎，輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，它的作用是：

1）支承汽車的質量，承受路面傳來的各種載荷的作用。

2）和汽車懸架共同緩和汽車行駛中所受到的沖擊，并衰減由此而產生的振動，以保證汽車有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。

3）保證車輪和路面有良好的附著性，以提高汽車的動力性、制動性和通過性。

因此，輪胎必須有適宜的彈性和承受載荷的能力。同時，在其與路面直接接觸的胎面部分，應具有用以增強附著作用的花紋。

此外，車輪滾動時，輪胎在所承受的重力和由于道路不平而產生的沖擊載荷的作用下受到壓縮，壓縮消耗的功，在載荷去除后并不能完全回收，有一部分消耗結果使輪胎發熱。溫度過高將嚴重地影響橡膠的性能和輪胎的組織，從而大大增加輪胎的磨損而縮短輪胎的使用壽命。

2.輪胎的分類

1）按輪胎內空氣壓力的大小，可將輪胎分為高壓胎（0.5～0.7MPa）、低壓胎（0.2～0.5MPa）和超低壓胎（0.2MPa以下）3種。低壓胎彈性好、減振性能強、壁薄散熱性好、與地面接觸面積大，附著性好，因而廣泛用于轎車。超低壓胎在松軟路面上具有良好的通過能力，多用于越野汽車及部分高級轎車。

2）按輪胎用途，可將輪胎分為貨車輪胎和轎車輪胎；而貨車輪胎又分為重型、中型和輕型貨車輪胎。

3）按輪胎胎體結構的不同，可將輪胎分為充氣輪胎和實心輪胎。現代汽車絕大多數采用充氣輪胎。

4）按輪胎有無內胎，可將輪胎分為有內胎輪胎和無內胎輪胎（俗稱真空胎）兩種。目前轎車上普遍采用無內胎輪胎。

5）按輪胎胎體簾布層結構的不同，可將輪胎分為斜交輪胎和子午線輪胎。目前，子午線輪胎在汽車上得到廣泛應用。

6）按輪胎花紋的不同，可將輪胎分為普通花紋輪胎、組合花紋輪胎和越野花紋輪胎。

7）按輪胎簾線材料的不同，可將輪胎分為人造絲（R）輪胎、棉簾線（M）輪胎、尼龍（N）輪胎和鋼絲（G）輪胎。

目前轎車上應用的輪胎主要是低壓（超低壓）、無內胎的子午線輪胎。

二、輪胎的結構

1.有內胎輪胎

有內胎輪胎由外胎、內胎和墊帶等組成，使用時安裝在汽車車輪的輪輞上，如圖2-9所示。

（1）外胎 外胎由胎面、簾布層、緩沖層和胎圈組成，如圖2-10所示。

圖2-9 有內胎輪胎

1—外胎 2—內胎 3—墊帶

圖2-10 外胎的結構

1）胎面。胎面是輪胎的外表面，可分為胎冠、胎肩和胎側三部分。

胎冠與路面直接接觸，并產生附著力，使車輛行駛和制動。為使輪胎與地面有良好的附著性能，防止縱、橫向滑移，在胎面上制有各種形狀的花紋，如圖2-11所示，主要有普通花紋、組合花紋、越野花紋等。普通花紋中的縱向折線花紋（圖2-11a）最適合于在較好的硬路面上高速行駛，廣泛用于轎車、客車及貨車等各種車輛；橫向花紋（圖2-11b）是沿輪胎寬度方向加工成溝槽，適用于貨車。組合花紋（圖2-11c）由縱向折線花紋和橫向花紋組合而成，在良好路面和不良路面上都可提供穩定的駕駛性能，廣泛用于客車和貨車。越野花紋（圖2-11d）的溝槽深而粗，在軟路面上與地面有良好的附著性能，越野能力強，適用于礦山、建筑工地及其他一些在松軟路面上使用的越野汽車。

圖2-11 胎面花紋

a）、b）普通花紋 c）組合花紋 d）越野花紋

胎肩是較厚的胎冠和較薄的胎側間的過渡部分，一般也制有各種花紋，以提高該部位的散熱性能。

胎側又稱胎壁，它由數層橡膠構成，覆蓋輪胎兩側，保護內胎免受外部損壞。胎側在行駛過程中，不斷地在載荷的作用下發生撓曲變形。胎側上標有廠家名稱、輪胎尺寸及其他資料。

2）簾布層。簾布層是外胎的骨架，主要用于承受載荷，保持外胎的形狀和尺寸，并使其具有足夠的強度。為使載荷均勻分布，簾布層通常由成雙數的多層簾布用橡膠貼合而成，相鄰層的簾線交叉排列。簾布層數越多，輪胎的強度越大，但彈性下降。簾線材料可以是棉線、人造絲、尼龍和鋼絲。現在簾線多采用聚酰纖維和金屬絲制造，使簾布層數減少到4層，甚至是兩層，既減少了橡膠消耗，提高了輪胎質量，又降低了滾動阻力，延長了輪胎的使用壽命。

按照簾布層簾線排列方式的不同，可將外胎分為斜交輪胎和子午線輪胎，如圖2-12所示。

斜交輪胎簾布層的簾線按一定角度交叉排列，簾線與輪胎橫斷面的交角通常為50°。子午線輪胎簾布層簾線排列的方向與輪胎橫斷面一致，即垂直于輪胎胎面中心線，類似于地球儀上的子午線。子午線輪胎胎側比斜交輪胎軟，在徑向上容易變形，可以增加輪胎的接地面積，即使在充足氣后，兩側壁上也有一個特殊的凸起部位，如圖2-13b所示。

子午線輪胎的特點如下：

①簾布層的簾線與胎面對稱面的夾角接近90°（一般與胎面斷面呈70°～75°的夾角），從一側胎邊穿過胎面到另一側胎邊，充分利用了其強度，簾布層數量可比一般輪胎少40%～50%。

圖2-12 輪胎的結構形式

a）斜交輪胎 b）子午線輪胎

圖2-13 子午線輪胎與斜交輪胎胎側比較

a）斜交輪胎 b）子午線輪胎

②簾線在圓周方向上僅靠橡膠來聯系，為了提高輪胎承受行駛中產生的較大切向力，子午線輪胎采用了與胎面對稱面夾角較小（10°～20°）的多層類似緩沖層的帶束，采用強度較高、拉伸變性很小的織物簾布或鋼絲簾布制造。

③子午線輪胎行駛里程長、彈性大、耐磨性好、減振性能好、附著性能好、承載能力大且抗穿刺能力強，但胎側容易裂口、側向穩定性差且制造成本高。

3）緩沖層。緩沖層夾在胎面和簾布層之間，由兩層或數層較稀疏的簾布和橡膠制成，彈性較大。它的作用是加強胎面與簾布層之間的結合，防止汽車緊急制動時胎面與簾布層脫離，并緩和汽車行駛時所受到的路面沖擊。

4）胎圈。胎圈是簾布層的根基，輪胎靠胎圈固定在輪輞上。胎圈由鋼絲圈、簾布層包邊和胎圈包布組成，具有較大的剛度和強度。

（2）內胎 內胎是一個環形的橡膠管，上面裝有氣門嘴，以便充入或排出空氣，為使內胎在充氣狀態下不產生褶皺，其尺寸應稍小于外胎的內壁尺寸。

（3）墊帶 墊帶是一個環形的橡膠帶，放在內胎與輪輞之間，防止內胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷和磨損。

2.無內胎輪胎

無內胎輪胎在外觀上與普通輪胎相似，但是沒有內胎及墊帶。它的氣門嘴用橡膠墊圈和螺母直接固定在輪輞上，空氣直接充入外胎中，其密封性由外胎和輪輞來保證，如圖2-14所示。

無內胎輪胎的內壁有一層橡膠密封層，有的在該層下面還有一層自粘層，能自行將刺穿的孔粘合。在胎圈外側也有一層橡膠密封層，用以加強胎圈與輪輞之間的氣密性。無內胎輪胎一旦被刺破，穿孔不會擴大，故漏氣緩慢，胎壓不會急劇下降，仍能繼續行駛一定距離，可消除爆胎的危險。因無內胎，摩擦生熱少、散熱快，適用于高速行駛；此外，無內胎輪胎結構簡單、質量較輕、維修方便。但密封層和自粘層易漏氣，途中修理也較困難。無內胎輪胎必須配用深槽輪輞，目前在轎車上應用較多。

三、輪胎規格標記方法

輪胎的尺寸標注如圖2-15所示。輪胎的規格可用外胎直徑D、輪輞直徑d、斷面寬度B和斷面高度H的名義尺寸代號表示。

圖2-14 無內胎輪胎

圖2-15 輪胎的尺寸標注

1.斜交輪胎的規格

高壓胎一般用D×B來表示，低壓胎用B-d來表示，單位為in。例如，9.00-20表示輪胎寬度為9.00in、輪胎內徑為20in的斜交低壓輪胎。

2.子午線輪胎的規格

以上海桑塔納2000GSi轎車輪胎的規格195/60 R 1485 H為例進行說明。

1）195表示輪胎寬度為195mm，貨車子午線輪胎的寬度一般以in為單位。

2）60表示扁平比為60%。扁平比為輪胎高度H與寬度B之比，有60、65、70、75、80五個級別。

3）R表示子午線輪胎，即“Radial”的第一個字母。

4）14表示輪胎內徑14in。

5）85表示荷重等級，即最大載荷質量。荷重等級為85的輪胎的最大載荷質量為515kg。荷重等級及對應的最大載荷質量見表2-1。

表2-1 荷重等級及對應的最大載荷質量 （單位：kg）

6）H表示速度等級，表明輪胎能行駛的最高車速。速度等級及對應的最高車速見表2-2。

表2-2 速度等級及對應的最高車速 （單位：km/h）

另外，在輪胎規格前加“P”表示轎車輪胎；在胎側標有“REINFORCED”表示經過強化處理，“RADIAL”表示子午線輪胎，“TUBELESS”（或TL）表示無內胎，“M+S”（Mud and Snow）表示適于泥地和雪地，“→”表示輪胎旋向，不可裝反。