轮胎的结构特点

轮胎通常由外胎、内胎和垫带组成，如图10-1所示，也有不需要内胎的，但对内胎层的橡胶性能要求较高。现以目前常见的普通斜交轮胎、子午线轮胎和无内胎轮胎为例说明其结构。

10.1.2.1　普通斜交轮胎

普通斜交轮胎如图10-2所示，是一种老式结构，其结构特点是胎体中的帘线与胎面中心线呈35°，帘线是由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边。由这种斜置帘线组成的帘布层，通常有多层，它们交错叠合起来，成为胎体的基础。由于帘布层的交错排列，给轮胎胎面和胎体增加了强度，在适当充气时，会使驾驶员感到较为柔软、舒适。轮胎接触地面的面积大，使汽车行驶更加平稳，从而延长了轮胎的使用寿命。但普通斜交轮胎的滚动阻力大，油耗高，承载能力较低，因此在使用上受到了一定的限制，有被子午线轮胎取代的趋势。

图10-1　有内胎轮胎的组成

1—外胎；2—内胎；3—垫带

图10-2　普通斜交轮胎

1—胎面；2—缓冲层；3—帘布层

10.1.2.2　子午线轮胎

子午线轮胎用钢丝或纤维织物作帘布层，其帘线与胎面中心线的夹角接近90°，从一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边环形排列。帘线这样分布就像地球上的子午线，故称子午线轮胎。子午线轮胎的结构如图10-3所示。

由于子午线轮胎的帘线呈环状排列，使帘线的强度得到充分利用，所以子午线轮胎帘布层数比斜交轮胎少40%～50%。帘线在圆周方向上若只靠橡胶来维系，则难以承担行驶时产生的切向力，所以子午线轮胎一般采用强度较高、伸张很小的纤维织物帘布或钢丝帘布制造的带束层，带束层像刚性环形带一样，紧紧箍在胎体上，以保证轮胎具有一定的外形尺寸，承受内压引起的负荷及滚动时所受的冲击力，减少胎面与胎体帘布层所受的负荷等。带束层一般有多层，相邻层帘线呈交叉排列，它们与胎面中心线夹角很小，一般为10°～20°，这就使得帘布层帘线和带束层帘线交叉于三个方向，形成许多密实的三角形网状结构，如图10-4所示。这种结构有效阻止了胎面向周向和横向伸张与压缩，大大提高了胎面的刚性，减少了胎面与路面的滑移现象，提高了胎面的耐磨性。图10-5所示为子午线轮胎和普通斜交轮胎的帘布层比较。

图10-3　子午线轮胎的结构

1—胎面；2—带束层；3—帘布层(www.xing528.com)

图10-4　子午线轮胎帘布层帘线和带束层帘线组成的三角形网状结构

图10-5　子午线轮胎和普通斜交轮胎的帘布层

由于子午线轮胎的这些结构特点，使得子午线轮胎具有比普通斜交轮胎显著的优点：

1）附着性能好。由于子午线轮胎胎体弹性大，使其滚动时与地面接触面积大，胎面滑移小，所以其附着性能好。

2）滚动阻力小，节省燃料。由于子午线轮胎帘布层数少，层间摩擦力小，所以其滚动阻力比普通斜交轮胎小20%～30%，不但可提高汽车的动力性，还可以提高燃料的经济性，一般可降低油耗6%～8%，并且随着车速的提高，节油效果更加明显。

3）承载能力大。由于子午线轮胎的帘线排列与轮胎的主要变形方向一致，因而其帘线强度可得到充分利用，故其承载能力比普通斜交轮胎高。

4）胎面耐穿刺，不易爆胎。由于子午线轮胎有多层坚硬的环形带束，胎面刚性大，能够减小胎面胶的伸张变形，接触地面的面积又大，单位压力小，因而提高了胎面的耐刺穿性能，在恶劣的使用条件下也不易发生爆裂。

5）由于子午线轮胎帘布层数少，胎侧薄，所以散热性能好，有利于提高车速。

子午线轮胎在具有以上优点的同时，也存在一些缺点，如胎侧薄、变形大、胎侧与胎圈受力比普通斜交轮胎大，因而胎面与胎侧的过渡区易产生裂口；吸振能力弱，胎面噪声大；制造技术要求高，成本高等。

由于子午线轮胎明显优越于普通斜交轮胎，因此在轿车上已广泛使用，在货车上也越来越多地采用了子午线轮胎。随着汽车技术的发展，结合无内胎轮胎和子午线轮胎的优点，现在轿车上已开始广泛使用的无内胎轮胎（真空胎）大多数是无内胎子午线轮胎。

10.1.2.3　无内胎轮胎

无内胎轮胎与有内胎轮胎在外观和结构上基本相似，不同之处是无内胎轮胎没有内胎，是将压缩空气直接压入外胎内。在外胎的内壁上有一层2～3 mm厚的、专门用来密封压缩空气的橡胶密封层，它是采用硫化的方法黏附上去的。其特点是只有在爆胎时才会失效，另外爆胎后可从外部进行紧急处理。车辆行驶时当尖物刺破轮胎后，内部的压缩空气不会立即消失，从而提高了车辆的行驶安全性；散热性能好，可通过轮辋直接散热；可以延长轮胎的使用寿命。目前无内胎轮胎在小型轿车上得到广泛应用。