輪胎課堂：斜交胎和子午胎的區(qū)別

———輪胎課堂：斜交胎和子午胎的區(qū)別！什么叫做斜交胎，什么叫做子午胎，這是朋友們經(jīng)常問到的問題。輪胎有多種分類。斜交胎和子午胎都屬于充氣輪胎，它們是根據(jù)胎體簾布的貼合形式不同而被分別命名的。充氣輪胎主要由橡膠部件和簾布層構(gòu)成。別看外表上輪胎"渾身'都是橡膠，但橡膠在輪胎胎體中只起有組合胎體各部件、密封、耐磨、抗刺扎及部分緩沖等作用，并不真正"出力'，真正"出力'的是隱藏在橡膠里面的簾布。簾布，又稱簾子布或簾子線、簾線。雖然叫做布，但簾布卻根本就不像是布。這是一種經(jīng)線較粗且編織較密，緯線較細(xì)且編織較疏的織物。如果鋪展開來，簾布有些像"竹簾子'你可以把其經(jīng)線想象成竹條、緯線想象成把竹條編連在一起的棉線。就因這種相象，所以它才有了與"簾子'結(jié)緣的名字。

常用的簾布有棉簾布，尼龍簾布、人造絲簾布、聚酯簾布、鋼絲簾布等。

簾布在輪胎中被用作骨架材料，是輪胎的主要受力部件。也就是說，輪胎所受的充氣壓力和車輛負(fù)荷，阻止內(nèi)胎充氣后的膨脹、保護(hù)內(nèi)胎免受機(jī)械損傷、傳遞牽引力和制動(dòng)力等"出力'的活兒，幾乎全都是由簾布這位隱藏在輪胎橡膠之中的"無名英雄'來承擔(dān)的。在這方面，出頭露面的橡膠出力并不大。因輪胎要靠"簾布'來出力，簾布經(jīng)線的強(qiáng)度大小便決定著輪胎的性能，并進(jìn)而影響了輪胎制造工藝的發(fā)展。斜交胎的特點(diǎn)早期，人們用棉纖維來紡織簾布。由于棉纖維簾布強(qiáng)度偏低，為了減少簾線的受力，人們一方面增加簾布的層數(shù)，一方面使胎體中的簾布層經(jīng)線按一定的角度相互交叉排列。因相鄰兩層的簾布經(jīng)線相互傾斜交叉，故而人們便把這種簾布貼合形式的輪胎稱為"斜交胎'。人們把簾線與胎冠中心線垂直相交的角度稱為"胎冠角'。"斜交胎'的胎冠角一般在"48～54范圍內(nèi)。為了標(biāo)識(shí)輪胎在規(guī)定使用條件下所能承受的最大允許負(fù)荷強(qiáng)度，在早期的輪胎中引入了層級(jí)這一概念。它源起于棉簾布層所能承受的最大允許負(fù)荷，如果這條輪胎是由四層簾布貼合而成，即為四層級(jí)，它標(biāo)志著這條輪胎所能承受的是四層級(jí)范圍內(nèi)的負(fù)荷。隨著合成纖維簾線等一些強(qiáng)力更高的簾線的出現(xiàn)并在輪胎中的普及使用，使用新纖維簾線的輪胎的層級(jí)數(shù)便高出了其實(shí)際的層數(shù)。也就是說，層級(jí)數(shù)便再不能反映輪胎簾布層的實(shí)際層數(shù)。一般來說，實(shí)際層數(shù)都低于層級(jí)數(shù)。如10層級(jí)的輪胎，其簾布層可能只有6層或8層。為了使輪胎內(nèi)的簾線受力均勻，斜交胎的簾布層層數(shù)都是偶數(shù)。因此，斜交胎的層級(jí)也都是偶數(shù)。機(jī)動(dòng)車輪胎的層級(jí)一般在4～20層級(jí)之間，也有高于20層級(jí)的。斜交胎是受簾線強(qiáng)力不足的限制下而發(fā)展定型下來的一類輪胎，也是到目前為止沿用時(shí)間最長，使用較廣的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)輪胎。這類輪胎的優(yōu)點(diǎn)是胎體堅(jiān)固，負(fù)荷變形小，胎側(cè)不易損傷，轉(zhuǎn)向與制動(dòng)等性能良好；此外生產(chǎn)歷史長、技術(shù)好掌握、生產(chǎn)效率高、加工費(fèi)用低。因這種輪胎內(nèi)在結(jié)構(gòu)直接影響輪胎的使用性能，所以斜交胎也帶有與生俱來的不足，這就是：原材料消耗多，在使用過程中磨損大，抓著性能差，行駛起來滾動(dòng)阻力大，胎體內(nèi)升溫高。汽車安裝這種輪胎，不但油耗大，而且行駛速度和連續(xù)行駛里程均受到相當(dāng)大的限制。在國外發(fā)達(dá)地區(qū)上世紀(jì)六十年代初期斜交胎的生產(chǎn)還占主要地位，從六十年代中期開始特別是到六十年代末期其所占比例便直線下降，目前在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已降至20%以下，而我國機(jī)動(dòng)車用斜交胎的產(chǎn)量尚占同規(guī)格輪胎產(chǎn)量的60%以上。子午胎的特點(diǎn)隨著社會(huì)的進(jìn)步，不斷有新的強(qiáng)度更高的簾子線纖維材料被研制出來并投入使用，由此也帶來了輪胎胎體結(jié)構(gòu)的革新。子午線輪胎就是在這種背景下，成了斜交胎的換代產(chǎn)品。子午線輪胎，簡稱子午胎。這也是以簾子線為骨架材料經(jīng)貼合工藝而制造的一種充氣輪胎。在地球儀表面的圖形上，常標(biāo)有一條條連接南北極極點(diǎn)的線，這就是子午線。如果把子午線輪胎經(jīng)過胎側(cè)的簾子線暴露出來，并把其端點(diǎn)想象延伸至輪胎軸線位置，這時(shí)再看這種輪胎的簾線排列，就非常像地球儀上的子午線排列。子午線輪胎也就因此而得名。又因?yàn)樽游缇€是地球的經(jīng)線，早年也有人稱子午胎為"經(jīng)線胎'。子午胎的英語名稱為"radialtire'，其中"radial'的意思是"幅射狀的'，則"radialtire'直譯就是幅射狀輪胎。這也很形象。如果你把輪胎投影形成的兩個(gè)圓環(huán)的內(nèi)圓環(huán)當(dāng)作太陽，那么，胎側(cè)排列的簾線就非常像光芒四射的幅射線。稱之為"radialtire'可謂名符其實(shí)。就因子午胎的英語名稱為"radialtire'，所以，其國際間通行的標(biāo)識(shí)中都以"R'作為子午胎的。例如，某輪胎上標(biāo)有"900R20'標(biāo)記，這就是說它是子午胎；若標(biāo)識(shí)的是"90020'，則說明它是斜交胎。子午胎簾線的經(jīng)線在胎體內(nèi)從輪胎趾口的一邊伸向另一邊，呈不封口的圓環(huán)狀。其胎冠角在0～15范圍內(nèi)。這些簾線構(gòu)成的輪胎骨架層，專業(yè)上稱之為"簾布層'。因?yàn)楹熅€全靠經(jīng)線來產(chǎn)生強(qiáng)力，緯線只起連接相鄰經(jīng)線的作用，用手輕輕一扯就會(huì)斷開。如果僅靠簾子線的緯線和橡膠產(chǎn)生的強(qiáng)力，在被充以氣體或被驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，子午胎便極易從兩經(jīng)線間斷開。為了xx這"薄弱環(huán)節(jié)'，沿輪胎的周向，在胎冠膠與簾布層之間，給簾布層箍上了一圈由若干層簾線組成的"束帶'，稱為"帶束層'。帶束層通常以強(qiáng)度很高、拉伸變形很小的纖維簾布(如玻璃纖維、聚酰胺纖維等高強(qiáng)度材料)或鋼絲簾布來制成。一般的，簾布層的材料均為鋼絲，帶束層的材料卻有可能是鋼絲，也有可能是尼龍之類的纖維材料。凡簾布層與帶束層均為鋼絲簾布的，稱為全鋼絲子午線輪胎，簡稱"全鋼胎'；若簾布層為鋼絲簾布，帶束層為尼龍一類纖維材料簾布的，則稱為半鋼胎。通常，乘用機(jī)動(dòng)車安裝的多是"半鋼胎'；而載重機(jī)動(dòng)車則或是安裝"全鋼胎'，或是安裝斜交胎。斜交胎沒有鋼絲簾線的，當(dāng)然也就沒有全鋼或半鋼斜交胎之說。只要說"全鋼胎'或半鋼胎，那肯定是指子午胎。因棉纖維等天然纖維類簾線強(qiáng)力偏低不宜用來制造子午胎，所以今天也沒有用棉簾線等天然纖維簾線制造子午胎的。這就在骨架材料的材質(zhì)上，使二者具有了部分區(qū)別。如果把橡膠看作水泥的話，胎體內(nèi)的簾線就像鋼筋。這樣就使以橡膠為肌肉以簾線為骨架的輪胎具有了承受各種力的強(qiáng)力。早在l913年，英國人格雷(Gray)和斯洛珀(Sloper)就已經(jīng)發(fā)明了子午線輪胎，但技術(shù)上并不成熟。直到法國的米其林公司研究用多層小角度鋼絲帶束層從胎體上對胎體形狀給以固定，并于1948年首先投入生產(chǎn)，子午線輪胎才正式步入取代斜交胎的歷程。子午線輪胎與普通斜交輪胎在結(jié)構(gòu)與性能上的比較(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①簾布層簾線的排列方向與輪胎子午斷面的夾角為0度

(即與胎面中心線的夾角為90度)。簾線的這種排列很象地一球的子午線(即經(jīng)線)，故稱子午線胎。簾線的這種排列，使簾線的強(qiáng)度得到充分的發(fā)揮和利用，故子午線胎簾布層數(shù)一般比普通斜交胎少40%一50%。一般只有1-4層，鋼絲子午線輪胎一般只有一層簾布層，②簾線之間僅靠橡膠來保持圓周方向的聯(lián)系。為了承受行駛時(shí)所產(chǎn)生的較大的切向力，子午胎采用了多層、大角度(與子午斷面的夾角為70-75度),高強(qiáng)度、不易拉伸的類似緩沖層的帶束層(也稱硬緩沖層或.箍緊層)，來加強(qiáng)胎冠部，就象一剛性環(huán)帶，緊箍于胎③子午線輪胎的斷面較寬，其斷面的高寬比(H/B)為辦0.7左右。(2)性能特點(diǎn)與普通斜交胎相比，具有彈性大，耐磨性好(使用壽斷可提高30%-50%);滾動(dòng)阻力小(可降低車的油耗量8%左右)，附著性能好(在泥濘松軟路面不易打滑)，承載能力大，不易被刺穿，緩沖性能好，可更好地提高灑水車的行駛平順性。其缺點(diǎn)是:胎側(cè)易裂口，由于娜面變形大，導(dǎo)致灑水車的側(cè)向穩(wěn)定性較差，制造技術(shù)要求高，成本較高。使用中最好都裝用子午線輪胎，或單獨(dú)后橋上使用，但不能單獨(dú)前橋使用子午胎，后橋用普通斜交胎，也不能與普通斜交胎混裝于一個(gè)車橋，使用中應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)氣壓充氣，不允許虧氣使用，轉(zhuǎn)彎時(shí)車速要低，制動(dòng)不要過猛等。當(dāng)然，子午線輪胎也并不十全十美，它也存有一些不易克服的缺點(diǎn)。如側(cè)向穩(wěn)定性較差、胎側(cè)易裂口、制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低、成本較高等。由于制造難度大，成本高，同規(guī)格的子午胎售價(jià)也遠(yuǎn)高于斜交胎。子午線輪胎骨架結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，賦予了這種輪胎許多優(yōu)異性能，并由之產(chǎn)生了一些顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。子午線輪較之斜交胎，它有如下優(yōu)點(diǎn)：1．節(jié)省原材料。由于胎體簾線依子午向排列，和輪胎變形方向一致，可更有效地利用簾線強(qiáng)度，因而可以減少簾布層數(shù)和相應(yīng)的橡膠用量。與斜交胎相比，簾布層數(shù)可減少40～50%，橡膠用量可減少約20%，使輪胎重量減輕5～8%。2．減振性能好。由于胎體薄，柔軟，故而可明顯降低震動(dòng)沖擊，使行駛平穩(wěn)，乘坐舒適；并可減少因劇烈震動(dòng)引起的機(jī)件磨損，減少維修費(fèi)用。3．耐磨性能好。周向排列的帶束層加固了胎冠，使周向不能伸張，大幅度減少了輪胎滾動(dòng)過程中胎面沿路面的滑移摩擦，顯著提高了胎面的耐磨性能和抗機(jī)械損傷性能。耐磨性能較斜交胎可提高30～70%左右。4．抓著性好。胎體柔軟，下沉大，胎面與路面接觸面積大，接觸壓力分布均勻。此外胎冠剛性大，胎面周向滑移小，因此，胎面與路面抓著性能好，較斜交胎抓著力可提高10～50%。牽引性能和越野性能好，行駛安全。在泥濘路面和冰雪路面行駛時(shí)，打滑現(xiàn)象少，通過性好；在山區(qū)行駛時(shí)，爬坡性能很好。5．運(yùn)行升溫低。子午胎簾線的排列方式，消除了斜交胎交叉排列層間剪切移動(dòng)造成的內(nèi)部磨擦，因此生熱低，消耗能量少。此外，由于胎體簾布層數(shù)較少，胎側(cè)較薄，也便于內(nèi)部積熱的散發(fā)。所以，這種輪胎較斜交胎在運(yùn)行時(shí)胎內(nèi)的積熱低，在一般情況下，可低30～70%。例如斜交胎以69公里／小時(shí)速度行駛，內(nèi)部積溫可達(dá)120℃；子午線輪胎以110公里／小時(shí)速度行駛，內(nèi)部積溫僅為104℃。由于運(yùn)行積溫低，可以提高車輛行駛速度；在通常情況下，可以提高20～30%。伴隨著能量消耗的減少，耗油量相應(yīng)降低；和斜交胎相比，耗油量可降低5～13%。這不僅節(jié)約燃料費(fèi)用，而且也有利于