淺析重卡輪胎壽命影響因素.doc

淺析重卡輪胎壽命影響因素 1、輪胎的功能載重汽車輪胎是汽車彈性懸掛元件的重要組成部分，某型載重汽車近百噸的重量就由幾個輪胎組承受，輪胎組成為汽車和地面之間力傳遞部件，不但在服役過程中保證汽車安全行駛和剎車，還必須吸收汽車顛簸過程中產(chǎn)生的巨大能量和沖擊作用，承受汽車頻繁剎車過程中的交變應(yīng)力作用和熱歷程。因此載重汽車輪胎是受力狀況最復(fù)雜、使用條件最苛刻、結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜的橡膠制品，其性能好壞將直接影響行駛安全。輪胎主要有4大功能：1、承載功能：承受車體、乘坐人員以及貨物重量的功能。2、牽引制動功能：將發(fā)動機(jī)或制動器的功率傳遞到路面，使車體起動或制動。3、操縱穩(wěn)定功能：根據(jù)操縱改變或保持車輛行駛方向。4、乘坐舒適功能：吸收從路面?zhèn)鱽淼臎_擊力，起到緩沖的功能。2、輪胎的構(gòu)造和分類2.1輪胎結(jié)構(gòu)輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶三部分組成，安裝在金屬輪輞上。外胎由胎面（胎冠）、胎肩、胎側(cè)、緩沖層（帶束層）、簾布層及胎圈組成。1、胎面：輪胎與路面接觸的部位，緩沖層（帶束層）或簾布層以上的冠部膠層。2、胎側(cè)：輪胎側(cè)部簾布層外面的膠層，用于保護(hù)胎體。3、簾布層：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，用于保證輪胎，使其具有必要的強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性。4、緩沖層（帶束層）：緩沖層為斜交輪胎胎面與胎體之間的膠布層，用于緩沖外部沖擊力，保護(hù)胎體，增進(jìn)胎面與簾布層之間的粘合；帶束層為子午線輪胎或帶束斜交輪胎的胎面基部下，沿胎面中心線圓周方向箍緊胎體的材料層，其主要作用在于保證冠部的周向剛性并防止輪胎外徑方向的膨脹與變形。5、胎圈：輪胎安裝在輪輞上的部分，由胎圈芯和胎圈包布等組成。胎圈朝向胎里的一邊稱胎趾，與輪輞接觸的一邊稱胎踵。胎圈的主要作用在于將輪胎固定于輪輞之上，并在汽車運(yùn)行時抵抗使外胎脫離輪輞的作用力。2、內(nèi)胎：帶有氣門嘴的環(huán)形膠管，用于保持輪胎的充氣壓力。3、墊帶：用于保護(hù)內(nèi)胎與輪輞的結(jié)合面，不受輪輞磨損的環(huán)形膠帶。圖一子午胎剖面構(gòu)造圖2.1按輪胎的結(jié)構(gòu)分類2.1.1子午線輪胎（RADIAL）胎體簾線與鋼絲帶束層簾線之間所形成的角度，就像地球的子午線一樣，所以顧名思義稱為子午線輪胎。2.1.2斜交輪胎（BIAS）胎體簾線層與層之間，呈交叉排列，所以稱為斜交輪胎。圖二斜交輪胎（BIAS）與子午線輪胎（RADIAL）結(jié)構(gòu)2.2按有無內(nèi)胎分類：2.2.1有內(nèi)胎輪胎：2.2.2無內(nèi)胎輪胎：無內(nèi)胎輪胎(TUBELESS)也稱真空胎，是以在輪胎的內(nèi)側(cè)貼合透氣性低的特殊橡膠（內(nèi)襯）的一體化構(gòu)造來代替使用內(nèi)胎的輪胎。無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)點(diǎn)：1、因?yàn)闆]有內(nèi)胎，所以不會發(fā)生由內(nèi)胎引起的故障。2、即使被釘子等刺穿也不容易造成快速漏氣，能夠使行駛中的事故防患于未然。3、因?yàn)檩喬?nèi)部的空氣直接與輪輞接觸，所以散熱性較好。4、減少了零部件數(shù)。無內(nèi)胎輪胎與有內(nèi)胎輪胎的斷面圖3、輪胎的原材料輪胎的原材料主要有：橡膠、輪胎簾線、化合劑、胎圈鋼絲等。2.1原料橡膠可分為天然橡膠、合成橡膠。具體牌號及特性見表一。表一輪胎常用橡膠材料序號名稱特性俗稱1天然橡膠（NR）生熱小，不易割煉，強(qiáng)度高；物理機(jī)械性能和加工性能良好；生膠彈性好，不耐老化2丁二烯橡膠（BR）很高的彈性，很好的耐寒性能，耐磨性能優(yōu)異，生熱低，耐屈撓性能好；加工性能差，粘著性能差；扯斷強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度比NR差；易割煉。順丁橡膠3丁二烯/苯乙烯橡膠（SBR）耐老化性能好（硫化速度慢）；膠料粘著性較差；耐磨性和耐透氣性較好；物理機(jī)械性能和加工性能不足，易崩花掉塊，易割煉。丁苯橡膠4乙烯/丙烯橡膠（EPDM）耐老化性能優(yōu)異；自粘性和互粘性差，加工性能不好；硫化速度慢。三元乙丙橡膠5異戊二烯橡膠（IR）結(jié)構(gòu)同NR；凝膠含量低，分子量較NR小且窄6異丁烯橡膠（HR）耐透氣性好；化學(xué)穩(wěn)定性高；減震性好；引入鹵素改性，解決了硫化速度慢和粘性差的缺點(diǎn)。丁基橡膠2.2輪胎簾線增強(qiáng)纖維簾線：人造絲Rayon、尼龍6、聚酯Ployester、芳綸kevlar鋼絲簾線：鋼絲輪胎簾線包括胎體用鋼簾線和帶束層用鋼簾線。4、胎圈鋼絲根據(jù)輪胎的用途及尺寸而設(shè)計(jì)的將鋼絲捆扎在一起的材料。5、化合劑主要化合劑：增強(qiáng)劑：碳黑；硫磺：使橡膠具有彈性和耐久性。硫化促進(jìn)劑：促進(jìn)橡膠分子和硫磺分子的結(jié)合老化防止劑：防止橡膠的老化龜裂防止劑：防止橡膠的龜裂。5、輪胎的制造工藝1、將天然橡膠、合成橡膠、炭黑、硫磺、鋅白等原材料及化合劑進(jìn)行混合的工序。丁苯橡膠丁基橡膠天然橡膠其它填充劑促進(jìn)劑增粘劑硫化劑補(bǔ)強(qiáng)劑防老劑增塑劑防焦劑配合劑其它6、輪胎的標(biāo)識和術(shù)語GB9744-xx載重汽車輪胎、GB/T2977-xx載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷規(guī)定了載重汽車輪胎規(guī)格標(biāo)識。385/65R22.518PR160/158L速度符號負(fù)荷指數(shù)（單胎/雙胎）層級輪輞名義直徑（in）子午線結(jié)構(gòu)代號名義高寬比名義斷面寬度（mm）1.速度符號：速度符號代表輪胎的最高行駛速度，以拉丁字母表示。最高行駛速度110km/h負(fù)荷指數(shù)160圖三速度符號標(biāo)識如載重子午線輪胎上標(biāo)有“160K-158L-130PSI”。160是輪胎的負(fù)荷指數(shù)（LI）、K是速度符號，表示最高行駛速度110km/h時，輪胎負(fù)荷能力（TLCC）為4500kg。158L表示最高行駛速度120km/h時，輪胎負(fù)荷能力（TLCC）為4250kg。具體每個字母所相對應(yīng)的速度值，要查國際統(tǒng)一的“速度符號與相應(yīng)速度值對應(yīng)表”（表一）。PSI英文全稱為Poundspersquareinch，表示每平方英寸上的壓力。根據(jù)計(jì)算公式1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=14.696磅/英寸2(psi)，130PSI約為9.5bar大氣壓。表一速度符號與最高行駛速度對應(yīng)表速度符號最高行駛速度km/h速度符號最高行駛速度km/hGB9744規(guī)定GB2977規(guī)定TRA和ISO規(guī)定ETRTO規(guī)定GB9744規(guī)定GB2977規(guī)定TRA和ISO規(guī)定ETRTO規(guī)定B-50-N140140140140C6060-P150150150150D6565-Q160160160160E7070-R170170170170F8080-S180180180180G9090-90T190190190190J100100-100U-200200200K110110-110H-210-210L120120120120V-240M1301301301302.負(fù)荷指數(shù)：輪胎負(fù)荷指數(shù)是在規(guī)定的使用條件下允許輪胎承載的最大負(fù)荷，即輪胎在一定的行駛速度和相應(yīng)充氣壓力時的最大載重量。在輪胎胎側(cè)上標(biāo)為“160/158”，表示單胎負(fù)荷指數(shù)為160，相當(dāng)于載重量為4500Kg；雙胎負(fù)荷指數(shù)為158，相當(dāng)于載重量為4250Kg。但負(fù)荷指數(shù)的每個數(shù)字相對應(yīng)的載重量要查負(fù)荷指數(shù)(LI)和輪胎負(fù)荷能力(TLCC)對應(yīng)表。表二負(fù)荷指數(shù)(LI)和輪胎負(fù)荷能力(TLCC)對應(yīng)表LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)0454014080450120140016045002001400024045000146.24114581462121145016146252011450024146250247.54215082475122150016247502021500024247500348.743155834871231550163487520315500243487504504416084500124160016450002041600024450000551.545165855151251650165515020516500245515006534617086530126170016653002061700024653000754.5471758754512717501675450207175002475450085648180885601281800168560020818000248560009584918589580129185016958002091850024958000106050190906001301900170600021019000250600001161.55119591615131195017161502111950025161500126352200926301322000172630021220000252630001365532069365013320601736500213206002536500014675421294670134212017467002142120025467000156955218956901352180175690021521800255690001671562249671013622401767100216224002567100017735723097730137230017773002172300025773000187558236987501382360178750021823600258750001977.559243997751392430179775021924300259775002080602501008001402500180800022025000260800002182.5612571018251412575181825022125750261825002285622651028501422650182850022226500262850002387.5632721038751432725183875022327250263875002490642801049001442800184900022428000264900002592.5652901059251452900185925022529000265925002695663001069501463000186950022630000266950002797.5673071079751473075187975022730750267975002810068315108100014831501881000022831500268100000291036932510910301493250189103002293250026910300030106703351101060150335019010600230335002701060003110971345111109015134501911090023134500271109000321127235511211201523550192112002323550027211200033115733651131150153365019311500233365002731150003411874375114118015437501941180023437500274118000351217538711512151553850195121502353875027512100036125764001161250156400019612500236400002761250003712877412117128515741251971285023741250277128500381327842511813201584250198132002384250027813200039136794371191360159437519913600239437502791360003.層級：層級（PR）表示輪胎在規(guī)定使用條件下所能承受的最大允許負(fù)荷的特定強(qiáng)度指標(biāo)，這是傳統(tǒng)的表示方法，層級并不代表實(shí)際的簾線層數(shù)，只代表近似于棉簾線層數(shù)所承受的強(qiáng)度。例如，18PR層級（或表示為16PR）全鋼絲子午線輪胎，實(shí)際胎體鋼絲簾線只有1層，它近似于同規(guī)格16層棉簾線斜交胎的強(qiáng)度。4.高寬比：輪胎斷面高度與斷面寬度的比值。用百分?jǐn)?shù)表示的高寬比稱“扁平率”。寬度385毫米高寬比65%子午線輪胎輪轂直徑22.5英寸無內(nèi)胎標(biāo)志輪輞代號E4認(rèn)證標(biāo)志圖二比如標(biāo)注為385/65R22.5的輪胎，表示輪胎的端面寬度是385毫米，扁平率（也稱高寬比）65%，是子午線輪胎(用R表示)，輪轂直徑是22.5英寸。非子午線輪胎以B或D代替R字。如果輪胎的標(biāo)注沒有斜杠，則寬度是以英寸表示的。TUBELESS為無內(nèi)胎標(biāo)志，RIM11.75的意思是輪輞代號11.75，輪輞規(guī)格就是8.0*20，E4為E4認(rèn)證標(biāo)志。5.子午線輪胎代號：在輪胎的規(guī)格標(biāo)志中加有“R”字樣表示子午線輪胎?！癛”是英文“RADIALTYPE”的第一個大寫字母。6.無內(nèi)胎標(biāo)識：目前國內(nèi)生產(chǎn)的內(nèi)銷有內(nèi)胎子午線輪胎一般不作標(biāo)志，引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的或供出口輪胎子午線輪胎用英語標(biāo)明“TUBETYPE”（有內(nèi)胎輪胎），簡稱“TT”。無內(nèi)胎子午線輪胎要在胎側(cè)上用漢字標(biāo)明“無內(nèi)胎輪胎”字樣。出口胎或引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的輪胎用英語標(biāo)明“TUBELESS”（無內(nèi)胎輪胎），簡稱“TL”。圖一輪胎標(biāo)識花紋代碼全鋼子午胎圖四5、輪胎的特性1、經(jīng)濟(jì)性：耐磨損性、減少滾動阻力2、安全耐久性：耐外傷、耐沖擊性、耐疲勞性、耐熱性3、舒適性：輪胎的噪音低、振動小4、環(huán)境性：通過節(jié)省能源減少二氧化碳的排放 1、輪胎的功能載重汽車輪胎是汽車彈性懸掛元件的重要組成部分，某型載重汽車近百噸的重量就由幾個輪胎組承受，輪胎組成為汽車和地面之間力傳遞部件，不但在服役過程中保證汽車安全行駛和剎車，還必須吸收汽車顛簸過程中產(chǎn)生的巨大能量和沖擊作用，承受汽車頻繁剎車過程中的交變應(yīng)力作用和熱歷程。因此載重汽車輪胎是受力狀況最復(fù)雜、使用條件最苛刻、結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜的橡膠制品，其性能好壞將直接影響行駛安全。輪胎主要有4大功能：1、承載功能：承受車體、乘坐人員以及貨物重量的功能。2、牽引制動功能：將發(fā)動機(jī)或制動器的功率傳遞到路面，使車體起動或制動。3、操縱穩(wěn)定功能：根據(jù)操縱改變或保持車輛行駛方向。4、乘坐舒適功能：吸收從路面?zhèn)鱽淼臎_擊力，起到緩沖的功能。2、輪胎的構(gòu)造和分類2.1輪胎結(jié)構(gòu)輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶三部分組成，安裝在金屬輪輞上。外胎由胎面（胎冠）、胎肩、胎側(cè)、緩沖層（帶束層）、簾布層及胎圈組成。1、胎面：輪胎與路面接觸的部位，緩沖層（帶束層）或簾布層以上的冠部膠層。2、胎側(cè)：輪胎側(cè)部簾布層外面的膠層，用于保護(hù)胎體。3、簾布層：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，用于保證輪胎，使其具有必要的強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性。4、緩沖層（帶束層）：緩沖層為斜交輪胎胎面與胎體之間的膠布層，用于緩沖外部沖擊力，保護(hù)胎體，增進(jìn)胎面與簾布層之間的粘合；帶束層為子午線輪胎或帶束斜交輪胎的胎面基部下，沿胎面中心線圓周方向箍緊胎體的材料層，其主要作用在于保證冠部的周向剛性并防止輪胎外徑方向的膨脹與變形。5、胎圈：輪胎安裝在輪輞上的部分，由胎圈芯和胎圈包布等組成。胎圈朝向胎里的一邊稱胎趾，與輪輞接觸的一邊稱胎踵。胎圈的主要作用在于將輪胎固定于輪輞之上，并在汽車運(yùn)行時抵抗使外胎脫離輪輞的作用力。2、內(nèi)胎：帶有氣門嘴的環(huán)形膠管，用于保持輪胎的充氣壓力。3、墊帶：用于保護(hù)內(nèi)胎與輪輞的結(jié)合面，不受輪輞磨損的環(huán)形膠帶。圖一子午胎剖面構(gòu)造圖2.1按輪胎的結(jié)構(gòu)分類2.1.1子午線輪胎（RADIAL）胎體簾線與鋼絲帶束層簾線之間所形成的角度，就像地球的子午線一樣，所以顧名思義稱為子午線輪胎。2.1.2斜交輪胎（BIAS）胎體簾線層與層之間，呈交叉排列，所以稱為斜交輪胎。圖二斜交輪胎（BIAS）與子午線輪胎（RADIAL）結(jié)構(gòu)2.2按有無內(nèi)胎分類：2.2.1有內(nèi)胎輪胎：2.2.2無內(nèi)胎輪胎：無內(nèi)胎輪胎(TUBELESS)也稱真空胎，是以在輪胎的內(nèi)側(cè)貼合透氣性低的特殊橡膠（內(nèi)襯）的一體化構(gòu)造來代替使用內(nèi)胎的輪胎。無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)點(diǎn)：1、因?yàn)闆]有內(nèi)胎，所以不會發(fā)生由內(nèi)胎引起的故障。2、即使被釘子等刺穿也不容易造成快速漏氣，能夠使行駛中的事故防患于未然。3、因?yàn)檩喬?nèi)部的空氣直接與輪輞接觸，所以散熱性較好。4、減少了零部件數(shù)。無內(nèi)胎輪胎與有內(nèi)胎輪胎的斷面圖3、輪胎的原材料輪胎的原材料主要有：橡膠、輪胎簾線、化合劑、胎圈鋼絲等。2.1原料橡膠可分為天然橡膠、合成橡膠。具體牌號及特性見表一。表一輪胎常用橡膠材料序號名稱特性俗稱1天然橡膠（NR）生熱小，不易割煉，強(qiáng)度高；物理機(jī)械性能和加工性能良好；生膠彈性好，不耐老化2丁二烯橡膠（BR）很高的彈性，很好的耐寒性能，耐磨性能優(yōu)異，生熱低，耐屈撓性能好；加工性能差，粘著性能差；扯斷強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度比NR差；易割煉。順丁橡膠3丁二烯/苯乙烯橡膠（SBR）耐老化性能好（硫化速度慢）；膠料粘著性較差；耐磨性和耐透氣性較好；物理機(jī)械性能和加工性能不足，易崩花掉塊，易割煉。丁苯橡膠4乙烯/丙烯橡膠（EPDM）耐老化性能優(yōu)異；自粘性和互粘性差，加工性能不好；硫化速度慢。三元乙丙橡膠5異戊二烯橡膠（IR）結(jié)構(gòu)同NR；凝膠含量低，分子量較NR小且窄6異丁烯橡膠（HR）耐透氣性好；化學(xué)穩(wěn)定性高；減震性好；引入鹵素改性，解決了硫化速度慢和粘性差的缺點(diǎn)。丁基橡膠2.2輪胎簾線增強(qiáng)纖維簾線：人造絲Rayon、尼龍6、聚酯Ployester、芳綸kevlar鋼絲簾線：鋼絲輪胎簾線包括胎體用鋼簾線和帶束層用鋼簾線。4、胎圈鋼絲根據(jù)輪胎的用途及尺寸而設(shè)計(jì)的將鋼絲捆扎在一起的材料。5、化合劑主要化合劑：增強(qiáng)劑：碳黑；硫磺：使橡膠具有彈性和耐久性。硫化促進(jìn)劑：促進(jìn)橡膠分子和硫磺分子的結(jié)合老化防止劑：防止橡膠的老化龜裂防止劑：防止橡膠的龜裂。5、輪胎的制造工藝1、將天然橡膠、合成橡膠、炭黑、硫磺、鋅白等原材料及化合劑進(jìn)行混合的工序。丁苯橡膠丁基橡膠天然橡膠其它填充劑促進(jìn)劑增粘劑硫化劑補(bǔ)強(qiáng)劑防老劑增塑劑防焦劑配合劑其它6、輪胎的標(biāo)識和術(shù)語GB9744-xx載重汽車輪胎、GB/T2977-xx載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷規(guī)定了載重汽車輪胎規(guī)格標(biāo)識。385/65R22.518PR160/158L速度符號負(fù)荷指數(shù)（單胎/雙胎）層級輪輞名義直徑（in）子午線結(jié)構(gòu)代號名義高寬比名義斷面寬度（mm）1.速度符號：速度符號代表輪胎的最高行駛速度，以拉丁字母表示。最高行駛速度110km/h負(fù)荷指數(shù)160圖三速度符號標(biāo)識如載重子午線輪胎上標(biāo)有“160K-158L-130PSI”。160是輪胎的負(fù)荷指數(shù)（LI）、K是速度符號，表示最高行駛速度110km/h時，輪胎負(fù)荷能力（TLCC）為4500kg。158L表示最高行駛速度120km/h時，輪胎負(fù)荷能力（TLCC）為4250kg。具體每個字母所相對應(yīng)的速度值，要查國際統(tǒng)一的“速度符號與相應(yīng)速度值對應(yīng)表”（表一）。PSI英文全稱為Poundspersquareinch，表示每平方英寸上的壓力。根據(jù)計(jì)算公式1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=14.696磅/英寸2(psi)，130PSI約為9.5bar大氣壓。表一速度符號與最高行駛速度對應(yīng)表速度符號最高行駛速度km/h速度符號最高行駛速度km/hGB9744規(guī)定GB2977規(guī)定TRA和ISO規(guī)定ETRTO規(guī)定GB9744規(guī)定GB2977規(guī)定TRA和ISO規(guī)定ETRTO規(guī)定B-50-N140140140140C6060-P150150150150D6565-Q160160160160E7070-R170170170170F8080-S180180180180G9090-90T190190190190J100100-100U-200200200K110110-110H-210-210L120120120120V-240M1301301301302.負(fù)荷指數(shù)：輪胎負(fù)荷指數(shù)是在規(guī)定的使用條件下允許輪胎承載的最大負(fù)荷，即輪胎在一定的行駛速度和相應(yīng)充氣壓力時的最大載重量。在輪胎胎側(cè)上標(biāo)為“160/158”，表示單胎負(fù)荷指數(shù)為160，相當(dāng)于載重量為4500Kg；雙胎負(fù)荷指數(shù)為158，相當(dāng)于載重量為4250Kg。但負(fù)荷指數(shù)的每個數(shù)字相對應(yīng)的載重量要查負(fù)荷指數(shù)(LI)和輪胎負(fù)荷能力(TLCC)對應(yīng)表。表二負(fù)荷指數(shù)(LI)和輪胎負(fù)荷能力(TLCC)對應(yīng)表LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)LITLCC(Kg)0454014080450120140016045002001400024045000146.24114581462121145016146252011450024146250247.54215082475122150016247502021500024247500348.743155834871231550163487520315500243487504504416084500124160016450002041600024450000551.545165855151251650165515020516500245515006534617086530126170016653002061700024653000754.5471758754512717501675450207175002475450085648180885601281800168560020818000248560009584918589580129185016958002091850024958000106050190906001301900170600021019000250600001161.55119591615131195017161502111950025161500126352200926301322000172630021220000252630001365532069365013320601736500213206002536500014675421294670134212017467002142120025467000156955218956901352180175690021521800255690001671562249671013622401767100216224002567100017735723097730137230017773002172300025773000187558236987501382360178750021823600258750001977.559243997751392430179775021924300259775002080602501008001402500180800022025000260800002182.5612571018251412575181825022125750261825002285622651028501422650182850022226500262850002387.5632721038751432725183875022327250263875002490642801049001442800184900022428000264900002592.5652901059251452900185925022529000265925002695663001069501463000186950022630000266950002797.567307107975147307518797502273075026797500281006831510810001483150188100002283150026810000029103693251091030149325018910300229325002691030003010670335110106015033501901060023033500270106000311097134511110901513450191109002313450027110900032112723551121120