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轮胎怎样炼成?揭制造全过程
来源:搜狐汽车作者:范磊 2014-07-07 15:41:58
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  虽然说有一些车主并不能独立操作更换轮胎这个体力活,但是已经对轮胎的选购、使用、保养维护的小知识已经耳熟能详。虽然说我们对那些因轮胎而导致的危险事故担心害怕,所以我们更想了解到关于轮胎的更多、更细节的信息,比如,轮胎是如何制造而成的?

  毋庸置疑,轮胎是汽车上最重要的组成部件之一,它支持车辆的全部重量,承受汽车的负荷、传送牵引和制动的扭力,保证着车轮与路面的附着力。我们喜爱的速度感、推背感、飘移的痛快,都需要优秀的轮胎帮助实现。

  【轮胎的历史故事】最早的轮胎是用木头做的?

  最早的轮胎是木头材质的,古代的战车、国外马车都是木头轮胎。

  探险家哥伦布在1493-1496年第二次探索新大陆时到达了西印度群岛中的海地岛,他发现当地小孩们用橡胶硬块当玩具,后来他把这些橡胶硬块带回国。经过了若干年以后,橡胶得到了广泛的应用,车轮也逐渐由木材变成了硬橡胶制造。开始的时候橡胶轮胎是实心的,颠簸感很强,噪音也很大。

  1845年,苏格兰的土木技师汤姆生发明了充气轮胎,并以《马车和其他车辆的车轮改良》为题,获得了英国政府的专利。同年12月10日世界上第一条充气轮胎诞生。第一个购买充气轮胎的人是一个贵族,名叫罗列,四个轮胎的价钱合计为44磅2先令。但是,当时的英国注重传统绅士文化,为了保护绅士马车而限制蒸汽车的发展,汽车的速度在市区被限定为时速2mile(约3.2km),郊区为4mile(约6.4km)。因此,充气轮胎并没有在发明后就获得广泛使用。

  到了1888年,一个爱尔兰兽医邓禄普先生取得了充气轮胎的专利。他的10岁儿子强尼买了一辆三轮自行车,但是硬橡胶做的实心轮胎在满是石头的路上行走时很不舒服。儿子的抱怨激发了邓禄普先生对充气轮胎的兴趣。

  早期的充气轮胎,使用的是用涂有橡胶的帆布当胎体。因为帆布的纵线和横线互相交叉,行走时由于轮胎的变形,导致线的互相摩擦,很容易被磨断,所以轮胎跑了300公里左右就需要更换。

  1903年,帕玛先生发明了斜纹纺织品,它促成了交叉层轮胎的发展,使轮胎的寿命大大加长。因为斜叉的胎体不会因轮胎的行走而引起摩擦,帘线不容易被磨断。

  1930年米其林制造了第一个无内胎轮胎;这种轮胎是利用轮胎内壁和胎圈的气密层保证轮胎与轮辋间良好的气密性,外胎兼起内胎的作用。轮胎内未配装内胎而此轮胎本身就有内胎构造,空气即充填在胎中,目前已普遍采用,取代有内胎的车轮。

  1946年又发明了举世闻名的子午线轮胎。子午线轮胎的帘线排列方向与轮胎子午断面一致,其帘布层相当于轮胎的基本骨架。由于行驶时轮胎要承受较大的切向作用力,为保证帘线的稳固,在其外部又有若干层由高强度、不易拉伸的材料制成的带束层,其帘线方向与子午断面呈较大的交角。

  子午线轮胎中的钢丝带则具有较好的柔韧性以适应路面的不规则冲击,但它的缺点是胎侧易裂口,由于侧向变形大会导致汽车侧向稳定性稍差,制造技术要求高,成本较高。

  通过以上轮胎的演变与发展的故事可以看到,制造材料与制造工艺的革新,正在改变着人们的汽车生活。

  



  【技术控】轮胎的结构是什么样的?

  轮胎通常由外胎、内胎、垫带这三个部分组成。无内胎轮胎的胎体内层有气密性很好的橡胶层,并且需配专用的轮辋。未来的汽车轮胎的结构向无内胎、子午线结构、扁平化、轻量化的方向在发展。

  外胎:是由胎体、缓冲层、胎面、胎侧和胎圈组成。 外胎断面可分成几个单独的区域:胎冠区、胎肩区、胎侧区、加强区和胎圈区。

  胎体:又称胎身。通常指由一层或数层帘布层与胎圈组成充气轮胎的受力结构。

  帘布层:是胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层,是轮胎的受力骨架层,用以保证轮胎具有必要的强度及尺寸稳定性。

  胎圈:轮胎安装在轮辋上的部分,由胎圈芯,帘布层包边和胎圈包布等组成。它能承受因内压而产生的伸张力,同时还能克服轮胎在拐弯行驶中所受的横向力作用,使外胎不致脱出轮辋。因此它必须有很高的强力,结构应紧密坚固,不易发生变形。

  胎体需要有充分的强度和弹性,以便承受强烈的震动和冲击,承受轮胎在行驶中作用于外胎上的径向、侧向、周向力所引起的多次变形。胎体由一层或多层挂胶帘布组成,这些帘布能使胎体以及整个外胎具有必要的强度。

  缓冲层:斜交轮胎胎面与胎体之间的胶帘布层或胶层,不延伸到胎圈的中间材料层。用于缓冲外部冲击力,保护胎体,增进胎面与帘布层之间的粘合。子午线结构轮胎的缓冲层由于其作用不同,一般称为带束层。子午线轮胎胎面基部下,没胎冠中心线圆周方向箍紧胎体的材料层。

  胎面:外胎最外面与路面接触的橡胶层(通常,把外胎胎冠、外胎结构

  胎肩:胎冠两侧的边缘部分、胎侧、加强区部位最外层的橡胶统称为胎面胶)。

  胎面:用来防止胎体受机械损伤和早期磨损,向路面传递汽车的牵引力和制动力,增加外胎与路面的抓着力,以及吸收轮胎在运行时的振荡。

  胎侧:是轮胎侧部帘布层外层的胶层,用于保护胎体,又有弹性。

  胎圈:是轮胎安装在轮辋上的部分,由胎圈芯和胎圈包布组成,起固定轮胎作用。

  胎踵:胎圈外侧与轮辋胎圈座圆角着合的部分。

  胎圈芯:由钢圈,三角胶条和胎圈芯包布制成的胎圈部分。

  钢丝圈:有镀铜钢丝缠绕成的刚性环,是将轮胎固定到轮辋上的主要部件。

  装配线:模压在胎侧与胎圈交接处的单环或多环胶棱,通常用以指示轮胎正确装配在轮辋上的标线。

  



  【技术控】轮胎是怎样炼成的?

  一条成品轮胎从原料到成为我们可以使用的轮胎,一般要经历以下流程:

  1、工序一:密炼工序

  密炼就是把碳黑、天然橡胶或者合成橡胶、油、添加剂、促进剂等原材料混合到一起,在密炼机里进行加工,生产出胶料。有人把这个过程形容成做饭时的和面环节。

  2、工序二:胶部件准备工序

  在这个环节,一般用六个步骤来完成组成轮胎的所有半成品胶部件

  (1)工段一:挤出

  把胶料加入挤出机头,从而挤出不同的半成品胶部件,比如胎面、胎侧、三角胶条等等。

  (2)工段二:压延

  原材料帘线穿过压延机并且帘线的两面都挂上一层较薄的胶料,最后加工成帘布。原材料帘线主要使用尼龙和聚酯两种。

  (3)工段三:胎圈成型

  胎圈是由许多根钢丝挂胶以后缠绕而成的。用于胎圈的这种胶料有一定的特殊性能,当硫化完以后,胶料和钢丝能够紧密的贴合到一起。

  



  【选购支招】不同轮胎有不同的用途

  汽车依靠轮胎支承在路面上,直接与路面接触的是轮胎花的纹。轮胎通过花纹块与路面产生的磨擦力,来完成汽车的驱动、制动、转向等等操作,不同的花纹,作用和效力就不同。

  一、不同形式花纹的用途区别

  轮胎花纹型式多种多样,但归纳起来,主要有普通花纹、越野花纹和混合花纹和其它花纹。其它花纹又可以分单导向花纹,块状花纹,不对称花纹。

  1、普通花纹

  普通花纹适合于在硬路面上使用。它分为纵向花纹、横向花纹和纵横兼有花纹。

  (1)纵向花纹:适合清洁的城市路况行驶。

  纵向花纹的共同特点是胎面纵向连续,横向断开,因而胎面纵向刚度大,而横向刚度小,轮胎抗滑能力呈现出横强而纵弱。这种花纹轮胎的滚动阻力较小,散热性能好,但花纹的沟槽里比较容易嵌入碎石子儿。这种类型的花纹适合在比较清洁、良好的硬路面上行驶,轿车和轻型车多使用这种花纹。

  (2)横向花纹:高转转向易侧滑。

  胎面横向连续、纵向断开,因而胎面横向刚度大,而纵向刚度小。这种花纹的轮胎抗滑能力纵强而横弱,当汽车以较高速度转向时,容易出现侧滑。而且轮胎的滚动阻力较大,胎面磨损容易比较严重。这种类型花纹一般适合于在一般硬路面上、或者牵引力比较大的中型或重型货车使用。

  (3)纵横兼有花纹:综合抗滑能力好。

  这种花纹介于纵向花纹和横向花纹之间,在胎面中部一般具有曲折形的纵向花纹,在接近胎肩的两边则制有横向花纹。这样胎面的综合抗滑能力会比较好。这种型式花纹的轮胎既适用于不同的硬路面,也适宜和于轿车和货车。

  



  2、越野花纹,牵引力是普通花纹的1.5倍。

  越野花纹的特点是花纹沟槽宽而深,花纹块接地面积比较小,一般在50%左右。在松软的路面上行驶时,一部分土壤会嵌入花纹沟槽中,所以抓地力很好。一般来说,越野花纹的牵引力是普通花纹的1.5倍以上。

  越野花纹分为无向和有向花纹两种。有向花纹使用时具有方向性,适合于在崎岖不平的道路、松软土路和无路地区使用。越野花纹滚动阻力大,不适合在硬路面上长时间行驶,否则会加重轮胎磨损、增加燃油消耗、汽车行驶振动也会比较大。

  



  3、混合花纹附首性好、耐磨性差。

  混合花纹是普通花纹和越野花纹之间的一种过渡性花纹,胎面中部具有方向各异或以纵向为主的窄花纹沟槽,两侧则以方向各异或以横向为主的宽花纹沟槽。

  它既适应于良好的硬路面,也适应于碎石路面、雪泥路面和松软路面,附着性能优于普通花纹,但耐磨性能稍逊。一般来说,货车和四轮驱动的乘用车会使用这样型式的花纹轮胎。

  



  4、单导向花纹适合高速行驶

  单导向花纹是花纹沟之间都相互连接,呈独立的花纹块结构。制动性好、排水效果也好,尤其在雨天会有与众不同的优秀表现,适合于高速行驶。

  



  5、块状花纹适合雪地胎

  花纹沟之间都相互连接,呈独立的花纹块结构。拥有优越的制动及操纵性能,在雪地及湿路上行驶表现会很好。但是它的耐磨性能比较差,适合用在轿车用全天候及雪地轮胎、商用车后轮等。

  



  6、不对称花纹适合高性能车。

  胎面左右两侧的花纹形状不同,增大了转弯时外侧花纹的着地压力,提高了高速转弯性能,并补足了外侧花纹的耐磨性能。适用于竞技用车及高性能车辆。

  



  二、不同的花纹深度有什么区别?

  1、花纹愈深,则花纹块接地弹性变形量愈大,由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也将随之增加。

  较深的花纹不利于轮胎散热,使胎温上升加快,花纹根部因受力严惩而易撕裂、脱落等。

  



  2、花纹过浅影响其贮水、排水能力,容易产生有害的“滑水现象”。

  滑水现象会使光胎面轮胎易打滑的弊端凸现出来,从而使前面提及的汽车性能变坏。

  世界各国都对轮胎花纹磨损极限制定了明确的法规,在轮胎胎肩沿圆周的若干等份处模刻轮胎磨耗极限警报标记,当花纹块凸面磨损距离到花纹沟槽底部约1.6mm时,轮胎就该更换了。

  



  3、在一般硬路面上中速行驶的车辆,货车和客车等宜选用横向花纹或纵横兼有花纹轮胎。

  



  4、对于经常在高速公路及良好的硬路面上行驶的车辆宜选用散热性好、横向稳定性强的纵向花纹和纵横兼有花纹轮胎。

  



  5、经常在高速公路上行驶的轿车,在有条件的情况下,应尽量选择抗滑水轮胎。这种花纹的主要特点是在胎面中部设计了出宽大的排水沟,在轮胎与路面之间形成较大的排水空间。在主沟两侧有通往胎侧的侧沟,排水效率会非常高,避免在湿路面高速行驶可能产生的“滑水现象”。

  



  三、应该选择什么样的轮胎品牌?

  好马配好鞍,这个词用在这里很贴切。选购轮胎时如何确定轮胎品牌,应该采用与车型匹配的原则。如果并不想匹配原车配套轮胎,那么在升级轮胎时要确认与原车性能的匹配度。

  很多进口轮胎品牌大家都耳熟能详了,但是它们的产品技术含量却各有不同。比如米其林、倍耐力、马牌,由于配套车厂以豪华轿车、超级跑车为主,因此这些品牌产品价格较高,基本上都以舒适、安全为主要特色。

  固特异、普利司通等品牌则目前属于上下通吃的局面,除了为各大车企的中高级车配套,在经济型车方面也应用广泛,价格也处于居中的情况。

  日系品牌的汽车生产厂商会对本土品牌轮胎配套厂家有好感,由于日系车销量很大,因此在轮胎制造商中,优科豪马、邓禄普、东洋等几个日系品牌占据很大的位置,除了原厂配套以外,这些品牌还在赛车、改装界有着很多产品技术研发。

  回力是中国历史最悠久的牌子,正新、建大是我国台湾的牌子。除此之外还有黄海、双星、三角、成山、天府、玲珑、东风、京轮、万力、新迪等等我们熟悉和不熟悉的轮胎品牌。国产轮胎品牌质量也在逐年提升,价格自然是很适合一些微小型车型选购。中国的轮胎生产地一般在山东、浙江、安徽等地。

  



    总结:了解轮胎历史和轮胎制造技术,有助于我们在选购轮胎时做出判断。而轮胎花纹对轮胎性能也有着很重要的影响。
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