第二章 轮胎

    轮胎是一个旋转部件，但并不是由均质材料制成的，而是由多种不同的物质、不同的橡胶组合物和各种连接物通过帘布或钢丝使轮胎紧密地结合在一起而制成的，这种结构将使轮胎变得更加牢固耐用。

    轮胎必须有一定的承载能力，以便能支撑起汽车本身的重量；能承受侧向力，以便汽车能够转弯；能把发动机输出的动力转变成驱动力来克服行驶阻力，以确保汽车能够行驶。轮胎必须有一定的弹性和缓冲性能，能通过合适的转向传动机构反映出路面的实际情况。轮胎必须有很好的滚动性能，有很小的滚动阻力和很小的噪声。在寿命周期中轮胎必须能保持很好的尺寸稳定性、安全性和耐用性，也就是说有很好的结构稳定性。轮胎能够紧紧地附着在轮辋上，不允许有跳动，以防止漏气。

    并不是所有的轮胎特性之间都不存在冲突，减弱某些特性是为了轮胎的发展，其决策权由汽车生产商来决定，轮胎生产商必须满足汽车生产商在技术上提出的要求。

    现代轿车安装的多是钢丝帘布轮胎，各种钢丝帘布轮胎在结构上是基本相同的，如图2-1所示。

图2-1轮胎的基本结构（来源：Continental）

    轮胎的内衬层是由人造纤维和碘-异丁烯橡胶组成的，内衬层的功能是代替传统的内胎来密封内部空气，防止泄漏。

    胎圈必须保证轮胎牢固地安装在轮辋上，胎圈一般是由外包橡胶的钢丝组成的。

    由合成橡胶制成的缓冲层使轮胎更具有弹性和舒适性，另外，缓冲层还应考虑到转向性能和行驶稳定性，为此加强型的轮胎加入了尼龙的成分。

    轮胎侧壁是由天然橡胶或合成橡胶组成的，起到保护帘布层、防止其受到伤害的作用，并能防止轮胎受到大气环境的影响。

    由聚酯纤维或人造丝组成的帘布层的主要作用是将轮胎紧紧地结合在一起，以便能承受轮胎内部的压力。

    钢丝帘布是由钢丝和橡胶粘接而成的，能提高汽车行驶的稳定性，减小运行阻力，提高行驶性能。

    由尼龙制成的帘布能提高汽车的最高行驶速度。

    钢丝帘布由20多种不同的橡胶混合物粘接制造而成。除了弯曲成型和粘-弹特性外，橡胶还要有足够的支撑强度，这与炭黑、炭与增塑剂的混合比以及硫化措施有关。

    帘布也叫钢丝帘布层，至少有两层相铰的钢丝以增加其强度，它们的表面都镀有一层黄铜。在胎面的下边也有钢丝，它们被尼龙丝所包裹。帘布钢丝的方向和行驶方向并不一致，而是有一个夹角，旁边的帘布层不是折叠在一起就是被切割开，以形成完整的轮胎。

    轮胎的骨架（轮胎帘线）是一层或多层径向的人造纤维或人造丝。轮胎的胎侧用于保护骨架，防止骨架受到损伤（例如当轮胎碾过路边的碎石时）。同时它还影响到汽车的行驶性和舒适性，它的性能取决于材料性质和几何尺寸。轮胎基部位于轮胎中部的上方，它对转向性能和舒适性有着决定性的作用。

    胎面位于胎肩之间，它决定了汽车的行驶性能。胎面主要由合成橡胶、填充剂、增强油、抗老剂和硫化剂组成。天然橡胶可以降低胎面摩擦时所产生的热量。合成橡胶可以增强轮胎的驱动能力和防滑转能力。炭黑和硅酸是主要的填充材料，在胎面上就含有这两种物质，它们能提高轮胎的驱动能力，可以使胎面变得更坚硬。增强油可改善轮胎的性能，抗老剂能防止臭氧对轮胎的伤害。硫化剂有助于轮胎硫化，其主要成分是硫，硬脂酸和氧化锌能改善硫化过程。胎面的另一个重要特征是轮胎花纹，它决定着轮胎噪声、排水性能、雨天防滑性能和雪地防滑性能。

    在轮胎的侧面标注有轮胎的相关参数，重要的参数是轮胎的宽度，从轮胎的一侧到另一侧，单位是ｍｍ，如图2-2所示。