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輪胎怎樣煉成?揭制造全過程 (1)
2014-7-8 來源: 作者:中國輪胎商務網(wǎng)雖然說有一些車主并不能獨立操作更換輪胎這個體力活,但是已經(jīng)對輪胎的選購、使用、保養(yǎng)維護的小知識已經(jīng)耳熟能詳。雖然說我們對那些因輪胎而導致的危險事故擔心害怕,所以我們更想了解到關于輪胎的更多、更細節(jié)的信息,比如,輪胎是如何制造而成的?
毋庸置疑,輪胎是汽車上最重要的組成部件之一,它支持車輛的全部重量,承受汽車的負荷、傳送牽引和制動的扭力,保證著車輪與路面的附著力。我們喜愛的速度感、推背感、飄移的痛快,都需要優(yōu)秀的輪胎幫助實現(xiàn)。
最早的輪胎是木頭材質(zhì)的,古代的戰(zhàn)車、國外馬車都是木頭輪胎。
探險家哥倫布在1493-1496年第二次探索新大陸時到達了西印度群島中的海地島,他發(fā)現(xiàn)當?shù)匦『冇孟鹉z硬塊當玩具,后來他把這些橡膠硬塊帶回國。經(jīng)過了若干年以后,橡膠得到了廣泛的應用,車輪也逐漸由木材變成了硬橡膠制造。開始的時候橡膠輪胎是實心的,顛簸感很強,噪音也很大。
1845年,蘇格蘭的土木技師湯姆生發(fā)明了充氣輪胎,并以《馬車和其他車輛的車輪改良》為題,獲得了英國政府的專利。同年12月10日世界上第一條充氣輪胎誕生。第一個購買充氣輪胎的人是一個貴族,名叫羅列,四個輪胎的價錢合計為44磅2先令。但是,當時的英國注重傳統(tǒng)紳士文化,為了保護紳士馬車而限制蒸汽車的發(fā)展,汽車的速度在市區(qū)被限定為時速2mile(約3.2km),郊區(qū)為4mile(約6.4km)。因此,充氣輪胎并沒有在發(fā)明后就獲得廣泛使用。
到了1888年,一個愛爾蘭獸醫(yī)鄧祿普先生取得了充氣輪胎的專利。他的10歲兒子強尼買了一輛三輪自行車,但是硬橡膠做的實心輪胎在滿是石頭的路上行走時很不舒服。兒子的抱怨激發(fā)了鄧祿普先生對充氣輪胎的興趣。
早期的充氣輪胎,使用的是用涂有橡膠的帆布當胎體。因為帆布的縱線和橫線互相交叉,行走時由于輪胎的變形,導致線的互相摩擦,很容易被磨斷,所以輪胎跑了300公里左右就需要更換。
1903年,帕瑪先生發(fā)明了斜紋紡織品,它促成了交叉層輪胎的發(fā)展,使輪胎的壽命大大加長。因為斜叉的胎體不會因輪胎的行走而引起摩擦,簾線不容易被磨斷。
1930年米其林制造了第一個無內(nèi)胎輪胎;這種輪胎是利用輪胎內(nèi)壁和胎圈的氣密層保證輪胎與輪輞間良好的氣密性,外胎兼起內(nèi)胎的作用。輪胎內(nèi)未配裝內(nèi)胎而此輪胎本身就有內(nèi)胎構造,空氣即充填在胎中,目前已普遍采用,取代有內(nèi)胎的車輪。
1946年又發(fā)明了舉世聞名的子午線輪胎。子午線輪胎的簾線排列方向與輪胎子午斷面一致,其簾布層相當于輪胎的基本骨架。由于行駛時輪胎要承受較大的切向作用力,為保證簾線的穩(wěn)固,在其外部又有若干層由高強度、不易拉伸的材料制成的帶束層,其簾線方向與子午斷面呈較大的交角。
子午線輪胎中的鋼絲帶則具有較好的柔韌性以適應路面的不規(guī)則沖擊,但它的缺點是胎側(cè)易裂口,由于側(cè)向變形大會導致汽車側(cè)向穩(wěn)定性稍差,制造技術要求高,成本較高。
通過以上輪胎的演變與發(fā)展的故事可以看到,制造材料與制造工藝的革新,正在改變著人們的汽車生活。
【技術控】輪胎的結(jié)構是什么樣的?
輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶這三個部分組成。無內(nèi)胎輪胎的胎體內(nèi)層有氣密性很好的橡膠層,并且需配專用的輪輞。未來的汽車輪胎的結(jié)構向無內(nèi)胎、子午線結(jié)構、扁平化、輕量化的方向在發(fā)展。
外胎:是由胎體、緩沖層、胎面、胎側(cè)和胎圈組成。 外胎斷面可分成幾個單獨的區(qū)域:胎冠區(qū)、胎肩區(qū)、胎側(cè)區(qū)、加強區(qū)和胎圈區(qū)。
胎體:又稱胎身。通常指由一層或數(shù)層簾布層與胎圈組成充氣輪胎的受力結(jié)構。
簾布層:是胎體中由并列掛膠簾子線組成的布層,是輪胎的受力骨架層,用以保證輪胎具有必要的強度及尺寸穩(wěn)定性。
胎圈:輪胎安裝在輪輞上的部分,由胎圈芯,簾布層包邊和胎圈包布等組成。它能承受因內(nèi)壓而產(chǎn)生的伸張力,同時還能克服輪胎在拐彎行駛中所受的橫向力作用,使外胎不致脫出輪輞。因此它必須有很高的強力,結(jié)構應緊密堅固,不易發(fā)生變形。
胎體需要有充分的強度和彈性,以便承受強烈的震動和沖擊,承受輪胎在行駛中作用于外胎上的徑向、側(cè)向、周向力所引起的多次變形。胎體由一層或多層掛膠簾布組成,這些簾布能使胎體以及整個外胎具有必要的強度。
緩沖層:斜交輪胎胎面與胎體之間的膠簾布層或膠層,不延伸到胎圈的中間材料層。用于緩沖外部沖擊力,保護胎體,增進胎面與簾布層之間的粘合。子午線結(jié)構輪胎的緩沖層由于其作用不同,一般稱為帶束層。子午線輪胎胎面基部下,沒胎冠中心線圓周方向箍緊胎體的材料層。
胎面:外胎最外面與路面接觸的橡膠層(通常,把外胎胎冠、外胎結(jié)構
胎肩:胎冠兩側(cè)的邊緣部分、胎側(cè)、加強區(qū)部位最外層的橡膠統(tǒng)稱為胎面膠)。
胎面:用來防止胎體受機械損傷和早期磨損,向路面?zhèn)鬟f汽車的牽引力和制動力,增加外胎與路面的抓著力,以及吸收輪胎在運行時的振蕩。
胎側(cè):是輪胎側(cè)部簾布層外層的膠層,用于保護胎體,又有彈性。
胎圈:是輪胎安裝在輪輞上的部分,由胎圈芯和胎圈包布組成,起固定輪胎作用。
胎踵:胎圈外側(cè)與輪輞胎圈座圓角著合的部分。
胎圈芯:由鋼圈,三角膠條和胎圈芯包布制成的胎圈部分。
鋼絲圈:有鍍銅鋼絲纏繞成的剛性環(huán),是將輪胎固定到輪輞上的主要部件。
裝配線:模壓在胎側(cè)與胎圈交接處的單環(huán)或多環(huán)膠棱,通常用以指示輪胎正確裝配在輪輞上的標線。
【技術控】輪胎是怎樣煉成的?
一條成品輪胎從原料到成為我們可以使用的輪胎,一般要經(jīng)歷以下流程:
1、工序一:密煉工序
密煉就是把碳黑、天然橡膠或者合成橡膠、油、添加劑、促進劑等原材料混合到一起,在密煉機里進行加工,生產(chǎn)出膠料。有人把這個過程形容成做飯時的和面環(huán)節(jié)。
2、工序二:膠部件準備工序
在這個環(huán)節(jié),一般用六個步驟來完成組成輪胎的所有半成品膠部件
(1)工段一:擠出
把膠料加入擠出機頭,從而擠出不同的半成品膠部件,比如胎面、胎側(cè)、三角膠條等等。
(2)工段二:壓延
原材料簾線穿過壓延機并且簾線的兩面都掛上一層較薄的膠料,最后加工成簾布。原材料簾線主要使用尼龍和聚酯兩種。
(3)工段三:胎圈成型
胎圈是由許多根鋼絲掛膠以后纏繞而成的。用于胎圈的這種膠料有一定的特殊性能,當硫化完以后,膠料和鋼絲能夠緊密的貼合到一起。
【選購支招】不同輪胎有不同的用途
汽車依靠輪胎支承在路面上,直接與路面接觸的是輪胎花的紋。輪胎通過花紋塊與路面產(chǎn)生的磨擦力,來完成汽車的驅(qū)動、制動、轉(zhuǎn)向等等操作,不同的花紋,作用和效力就不同。
一、不同形式花紋的用途區(qū)別
輪胎花紋型式多種多樣,但歸納起來,主要有普通花紋、越野花紋和混合花紋和其它花紋。其它花紋又可以分單導向花紋,塊狀花紋,不對稱花紋。
1、普通花紋
普通花紋適合于在硬路面上使用。它分為縱向花紋、橫向花紋和縱橫兼有花紋。
(1)縱向花紋:適合清潔的城市路況行駛。
縱向花紋的共同特點是胎面縱向連續(xù),橫向斷開,因而胎面縱向剛度大,而橫向剛度小,輪胎抗滑能力呈現(xiàn)出橫強而縱弱。這種花紋輪胎的滾動阻力較小,散熱性能好,但花紋的溝槽里比較容易嵌入碎石子兒。這種類型的花紋適合在比較清潔、良好的硬路面上行駛,轎車和輕型車多使用這種花紋。
(2)橫向花紋:高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向易側(cè)滑。
胎面橫向連續(xù)、縱向斷開,因而胎面橫向剛度大,而縱向剛度小。這種花紋的輪胎抗滑能力縱強而橫弱,當汽車以較高速度轉(zhuǎn)向時,容易出現(xiàn)側(cè)滑。而且輪胎的滾動阻力較大,胎面磨損容易比較嚴重。這種類型花紋一般適合于在一般硬路面上、或者牽引力比較大的中型或重型貨車使用。
(3)縱橫兼有花紋:綜合抗滑能力好。
這種花紋介于縱向花紋和橫向花紋之間,在胎面中部一般具有曲折形的縱向花紋,在接近胎肩的兩邊則制有橫向花紋。這樣胎面的綜合抗滑能力會比較好。這種型式花紋的輪胎既適用于不同的硬路面,也適宜和于轎車和貨車。
2、越野花紋,牽引力是普通花紋的1.5倍。
越野花紋的特點是花紋溝槽寬而深,花紋塊接地面積比較小,一般在50%左右。在松軟的路面上行駛時,一部分土壤會嵌入花紋溝槽中,所以抓地力很好。一般來說,越野花紋的牽引力是普通花紋的1.5倍以上。
越野花紋分為無向和有向花紋兩種。有向花紋使用時具有方向性,適合于在崎嶇不平的道路、松軟土路和無路地區(qū)使用。越野花紋滾動阻力大,不適合在硬路面上長時間行駛,否則會加重輪胎磨損、增加燃油消耗、汽車行駛振動也會比較大。
3、混合花紋附首性好、耐磨性差。
混合花紋是普通花紋和越野花紋之間的一種過渡性花紋,胎面中部具有方向各異或以縱向為主的窄花紋溝槽,兩側(cè)則以方向各異或以橫向為主的寬花紋溝槽。
它既適應于良好的硬路面,也適應于碎石路面、雪泥路面和松軟路面,附著性能優(yōu)于普通花紋,但耐磨性能稍遜。一般來說,貨車和四輪驅(qū)動的乘用車會使用這樣型式的花紋輪胎。
4、單導向花紋適合高速行駛
單導向花紋是花紋溝之間都相互連接,呈獨立的花紋塊結(jié)構。制動性好、排水效果也好,尤其在雨天會有與眾不同的優(yōu)秀表現(xiàn),適合于高速行駛。
5、塊狀花紋適合雪地胎
花紋溝之間都相互連接,呈獨立的花紋塊結(jié)構。擁有優(yōu)越的制動及操縱性能,在雪地及濕路上行駛表現(xiàn)會很好。但是它的耐磨性能比較差,適合用在轎車用全天候及雪地輪胎、商用車后輪等。
6、不對稱花紋適合高性能車。
胎面左右兩側(cè)的花紋形狀不同,增大了轉(zhuǎn)彎時外側(cè)花紋的著地壓力,提高了高速轉(zhuǎn)彎性能,并補足了外側(cè)花紋的耐磨性能。適用于競技用車及高性能車輛。
二、不同的花紋深度有什么區(qū)別?
1、花紋愈深,則花紋塊接地彈性變形量愈大,由輪胎彈性遲滯損失形成的滾動阻力也將隨之增加。
較深的花紋不利于輪胎散熱,使胎溫上升加快,花紋根部因受力嚴懲而易撕裂、脫落等。
2、花紋過淺影響其貯水、排水能力,容易產(chǎn)生有害的“滑水現(xiàn)象”。
滑水現(xiàn)象會使光胎面輪胎易打滑的弊端凸現(xiàn)出來,從而使前面提及的汽車性能變壞。
世界各國都對輪胎花紋磨損極限制定了明確的法規(guī),在輪胎胎肩沿圓周的若干等份處模刻輪胎磨耗極限警報標記,當花紋塊凸面磨損距離到花紋溝槽底部約1.6mm時,輪胎就該更換了。
3、在一般硬路面上中速行駛的車輛,貨車和客車等宜選用橫向花紋或縱橫兼有花紋輪胎。
4、對于經(jīng)常在高速公路及良好的硬路面上行駛的車輛宜選用散熱性好、橫向穩(wěn)定性強的縱向花紋和縱橫兼有花紋輪胎。5、經(jīng)常在高速公路上行駛的轎車,在有條件的情況下,應盡量選擇抗滑水輪胎。這種花紋的主要特點是在胎面中部設計了出寬大的排水溝,在輪胎與路面之間形成較大的排水空間。在主溝兩側(cè)有通往胎側(cè)的側(cè)溝,排水效率會非常高,避免在濕路面高速行駛可能產(chǎn)生的“滑水現(xiàn)象”。三、應該選擇什么樣的輪胎品牌?
好馬配好鞍,這個詞用在這里很貼切。選購輪胎時如何確定輪胎品牌,應該采用與車型匹配的原則。如果并不想匹配原車配套輪胎,那么在升級輪胎時要確認與原車性能的匹配度。
很多進口輪胎品牌大家都耳熟能詳了,但是它們的產(chǎn)品技術含量卻各有不同。比如米其林、倍耐力、馬牌,由于配套車廠以豪華轎車、超級跑車為主,因此這些品牌產(chǎn)品價格較高,基本上都以舒適、安全為主要特色。
固特異、普利司通等品牌則目前屬于上下通吃的局面,除了為各大車企的中高級車配套,在經(jīng)濟型車方面也應用廣泛,價格也處于居中的情況。
日系品牌的汽車生產(chǎn)廠商會對本土品牌輪胎配套廠家有好感,由于日系車銷量很大,因此在輪胎制造商中,優(yōu)科豪馬、鄧祿普、東洋等幾個日系品牌占據(jù)很大的位置,除了原廠配套以外,這些品牌還在賽車、改裝界有著很多產(chǎn)品技術研發(fā)。
回力是中國歷史最悠久的牌子,正新、建大是我國臺灣的牌子。除此之外還有黃海、雙星、三角、成山、天府、玲瓏、東風、京輪、萬力、新迪等等我們熟悉和不熟悉的輪胎品牌。國產(chǎn)輪胎品牌質(zhì)量也在逐年提升,價格自然是很適合一些微小型車型選購。中國的輪胎生產(chǎn)地一般在山東、浙江、安徽等地。
總結(jié):了解輪胎歷史和輪胎制造技術,有助于我們在選購輪胎時做出判斷。而輪胎花紋對輪胎性能也有著很重要的影響。
