第四章子午线轮胎结构规划

  负荷才干核算与斜交轮胎选用相同的核算方 法，一般依据美国轮胎协会TRA年鉴介绍的公式 进行核算。该公式是在轮辋宽度W1与充气断面宽 S1的比值等于62.5%的规范条件下经实验得出的经 验公式。故运用此公式时、需有在抱负轮辋上轮 胎断面宽的换算公式与之配套运用。近年来，轮 胎向低断面开展，越来越扁平化，其抱负轮辋上 的充气断面宽公式还有必要还有公式进行再校正使 用。

  与斜交轮胎规划前相同，有必要搜集有关的技 术资料。例如：车辆类型及技能资料 车速及路面 条件，轮轴状况，轮胎运用上的要求及经济性，安全 性等。

  轮胎类型、规范、层级、帘布层数及胎面花 纹型式；最大负荷和相应内压；轮辋规范、尺度 及概括曲线；充气外胎外缘尺度等。

  因为子午线轮胎的外直径胀大率要比斜交轮胎小很 多，故其充气后的外直径改变甚小(大致添加1～2mm)。 据此，模型断面外直径一般可取与规范规则的新胎充气外 直径适当或稍小的尺度。

  依据国家规范确认轮辋类型、宽度、充气外直径D′、 充气断面宽B′之后，就应着手确认模型尺度，可确认模型 外直径D与模型断面宽B。因为轮胎在充气状态下作业， 充气外缘尺度大，但增大的程度远比斜交轮胎小，特别是 低断面纤维胎体钢丝带束的轿车胎，断面宽和外径的胀大 率就更小。

  到目前为止，还没有科学的办法来确认轮胎 硫化模型尺度与充气压后轮胎尺度之间的联系， 因而子午胎的规划也只能依据经历考虑不同的胎 体帘线的伸长功能、轮胎断面概括形状、带束层 视点和长度等的影响来挑选充气轮胎与硫化模型 之间断面宽和外直径的胀大比。下表列出载重和 轻卡子午线轮胎充气断面宽(B΄)和模型断面宽(B) 对不同胎体帘线的断面胀大比的取值规模。

  带束层刚性对行进面宽度内的斑纹磨耗均匀 性有很大的联系，如二层带束层轮胎的行进面 边端直径增大，要比四层的大得多。因而，对 多层钢丝带束层轮胎来说，应选用较小的行进 面弧度，因在此状况下，行进面弧度大会减小 接地面积，然后对胎面的耐磨性、磨耗均匀性 和抓着性都会有不良的影响。

  尽管子午胎的规划与斜交轮胎相同，但在各 个规划阶段，其规划参数的取值，特别是施工设 计与斜交轮胎不同很大，需用专门的成型机才干

  （1）斜交轮胎胎体中的帘线按必定视点摆放，各层 间帘线彼此穿插，胎体帘线层数为偶数，胎体承 受内压引起的初始应力的80～90%。

  （2）子午线轮胎胎体各帘面层间的帘线，系彼此平 行地由一胎圈至另一胎圈呈了午线方向的摆放 （与胎胎冠中心线度）。胎冠有大视点 基本不蔓延的刚性带束层箍紧，这种结构使：

  子午线轮胎断面最宽点半径的方位要比斜交 轮胎的高，能使其变形落在水平轴以上带束层端 点以下的上胎侧高(H2)区域之内，并减小下胎侧 高(H1)区域的应力和胎圈的应力。因为子午线轮 胎胎体帘线呈径向摆放，其钢丝圈接受力要比斜 交轮胎的大，故断面最宽点半径要获得高一些来 减轻接受力。

  一般轿车子午胎的H1/ H2取值为1.0～1.2，载 重子午线时代起呈现出许多新的轮胎规划办法，如：

  普利斯通公司的RCOT (最佳翻滚概括)理论，适用于轿车子 午线轮胎的规划；TCOT(最佳张力操控)理论，适用于载 重子午线轮胎的规划；

  日本横滨公司的STEM(应变能量最小化)理论。 日本东瀛公司的DSOC(动态模仿最佳化轮胎形状)理论，适用

  于载重子午线轮胎的规划； 前苏联的CSSOT(应力－应变周期优化) 理论，它除考虑轮胎

  轿车子午线时 (人造丝胎体钢丝带束层结构)充气后外径一 般胀大0～2mm,断面宽胀大0～2%。依据经 验，子午线左右。

  轿车子午线轮胎一般由胎面胶、胎面基层胶、胎侧胶、胎体 （1-2层纤维帘布组成）、带束层（二层钢丝帘布层）、冠 带（按技能规划有时加一至二层尼龙帘布层，以进步轿车 胎的高速功能）、胎圈（由钢丝圈、复合硬胶芯和子口护 胶）、内衬层等构成。胎圈结构见图4-2所示。

  钢丝帘线大多数都用在子午线轮胎的胎体及 带束层，其首要特征是耐热性极好，强度 高，一起伸长率极小，对坚持轮胎尺度稳 定性极为有利。

  例如:全纤维子午线轮胎首要为轻型轿 车轮胎和拖拉机轮胎，半钢丝子午线轮胎 首要为高速轿车轮胎和轻型载重轮胎， 9.00R20以下的中型载重轮胎。全钢丝子午 线轮胎一般适用于重型载重轮胎和工程轮 胎，9.00R20可用全钢丝，亦可用半钢丝。

  子午线轮胎按其选用的骨架资料来分， 有全纤维子午线轮胎，半钢丝子午线轮胎 (即胎体为纤维帘线，带束层为钢丝帘线)和 全钢丝子午线轮胎三种，依据用处、规范、 类型不同，考虑挑选。

  芳纶帘线是一种新式骨架资料，是子午 线轮胎抱负的胎体资料，很有开展前途。

  • DR—轮辋名义直径，cm • W1—规划轮辋宽度，cm; • S1—在规划轮辋上的轮胎断面宽度，cm • H—新胎断面高度(一般断面轮胎为1.0l×规划断面

  子午线轮胎结构规划与斜交轮胎相同 分两阶段进行。 第一阶段为技能规划：首要任务是：

  ① 搜集为规划供给相关依据的技能资料 ② 确认轮胎的技能功能要求 ③ 规划外胎表里概括曲线 ④ 规划外胎面斑纹 ⑤ 规划制作外胎斑纹总图

  聚酯帘 线线轮胎的B′ /B值，应随其系列H／B扁 平比的不同而改变。以人造丝胎体而言，B′/B取值约为

  因而，这两种结构的轮胎，它们的断面形状、 胎圈结构、带束层结构有很大的不同。 子午线轮胎和斜交轮胎的帘线所示。

  • 一、子午线轮胎结构规划程序 • 二、技能方面的要求的确认 • 三、概括规划首要结构参数的选取 • 四、断面概括曲线的规划 • 五、子午线轮胎带束层的规划与核算 • 六、子午线轮胎胎体帘线的应力核算

  ②胎体帘线强力得到了充沛的使用，层数削减，一 般比斜交胎少40～50%，胎体层数可为偶数，也可 为奇数。 ③胎圈所受应力比斜交胎大30～40%，钢丝圈中的 钢丝根数比斜交胎多。 ④因为胎体层数少、胎侧柔软、简单变形和刺伤， 胎侧接受的应力比斜交轮胎大。

  规划原理：至今仍是遍及选用薄膜理论。因为 电于核算机软件技能的开发，使轮胎各部位受力均 匀的天然平衡概括规划办法，逐渐演变为各部位应 力合理散布的非平衡概括规划办法，特别是有限元 剖析法的引证，有或许真实地模仿轮胎在实际运用 状态下的断面概括形状，并剖析其应力—应变的分 布合理匹配，然后得到优化计划以设讨轮胎的最佳 概括形状。

  断面水平轴坐落断面最宽点，是轮胎法向变 形最大部位，用数值H1/H2表明。

  子午线大于一般斜交轮胎，原 因在于子午线轮胎胎体帘线垂直于钢圈呈辐射形 摆放，故胎圈所受应力远大于一般斜交轮胎。 水平轴远离胎圈，使法向变形最大值接近胎冠， 可削减胎圈变形，改进胎圈脱层相磨损。

  据美国专利介绍，载重子午线轮胎的断面高 (H)与断面宽(B)之比为1时的H2确认办法， 核算公式为：

  式中 H2—轮胎断面上胎侧高； FH—轮辋的轮缘高。 依据RCOT理论规划轿车子午线轮胎的断面

  子午线轮胎行进面弧度的选取，首要与 轮胎扁平比和带束层刚性有关，此外，行进 面弧度半径(ρn)与行进面宽度(b)、带束层 宽度(Bw)与行进面宽度、行进面弧度高(A) 与断面高、行进面宽度与断面宽度之等到胎 体帘线类型等都有适当大的影响。

  因为轮胎规范品种繁多，因而呈现一系列不 同的核算抱负轮辋上充气断面宽的配套公式，这 里仅以轻型载重汽车轮胎和轿车轮胎为例做一简 单介绍。