汽车轮胎结构分析

千里之行始于足下，汽车轮胎对与汽车整车的安全性不言而喻，据统计在2014年发生的交通事故中有40%与汽车轮胎的异常工作有关。而且在汽车使用过程中，轮胎是仅次于燃料的第二大耗材。据有关统计显示，花在汽车轮胎上的费用约占汽车正常维修费用的30%。而且，如使用不当，汽车轮胎极易产生早期磨损、使用寿命缩短。因此，如何正确使用，防止轮胎早期损坏对节约成本、提高效益有重要意义。

一、汽车轮胎在汽车整车中的重要作用

轮胎，也是汽车的零部件之一，但是，它和其他零部件所起到的作用却不同，它在汽车行驶当中要起到以下四种作用。

1.承受载荷

汽车的自重，还是乘人或载物，其重量都要通过车体传到轮胎。

2.产生驱动力与制动力

因为轮胎是汽车上唯一与路面接触的部位，因此，不论是汽车的起动、行驶、还是制动、停车都要通过轮胎与路面“沟通”，并通过轮胎来完成汽车或汽车驾驶人员的意愿。

3.缓冲和吸震

未经铺设的路面，大多是凸凹不平的石子路，路面上会有很多碎石或坑、包，即使是铺设的路面，也经常有一些障碍物，影响汽车的正常行驶。在这种情况下，轮胎就会发挥它的卓越的缓冲和吸震功能，使汽车能在较为舒适的情况下前行。

4.改变汽车行驶方向

汽车不论是转向还是掉头都需要由汽车的轮胎来完成，它经常要按照驾驶员的意愿来改变汽车行驶的方向。正因为轮胎具有上述四大作用，因此，汽车才能在凸凹不平的路面上安全、自由、迅速、舒适地行驶；也正因它具有上述四大作用，所以，轮胎在整个汽车的零部件中才显得十分地重要。根据全国交通事故管理中心资料显示，去年全国发生事故70万起，死亡55多万，伤亡26多万。在高速公路发生的事故里70%是由于汽车轮胎故障引起的，其中40%是汽车轮胎爆胎引起的。因此，可见轮胎的安全正常运行对人们的出行是具有很大意义的。

二、汽车轮胎的分类和结构

轮胎的应用领域非常广，种类繁多，若按用途大致可分为：轿车轮胎、客车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、工程轮胎、特种车辆轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎和自行车轮胎等。目前，轮胎按结构大体可分为两大类：斜交轮胎与子午线轮胎，它们都属于低压胎。一般来说，轮胎的外胎断面宽度在17in（英寸，1in=25.4mm）以上的属巨型轮胎；外胎断面宽度在17in的与10in间的属于大型轮胎；外胎断面宽度在10in以下的轮胎属中小型轮胎，轿车轮胎一般都是中小型轮胎。下面来说说斜交轮胎与子午线轮胎、有内胎轮胎与无内胎轮胎。

1.子午线轮胎

此轮胎的特点是帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致，由于帘线的这样排列，使帝线的强度能得到充分利用，子午线轮胎的帘布层数一般比普通的斜线胎约可减少40%～50%。帘线在圆周方向只靠橡胶来联系。子午线轮胎与普通斜线胎相比，具有弹性大，耐磨性好，可使轮胎使用寿命提高30%～50%，滚动阻力小，可降低汽车油耗8%左右，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易穿刺等优点。缺点是：胎侧易裂口，由于侧面变形大，导致汽车侧向稳定性差，制造技术要求及成本高。

2.无内胎轮胎

无内胎轮胎与一般的轮胎不同之处在于没有内胎，空气直接压入外胎中，因此轮胎与轮辋间需有很好的密封。

无内胎轮胎在外观上和结构上与有内胎轮胎近似，所不同的是无内胎轮胎内壁上附加了一层厚约2mm～3mm的专门用来封气的橡胶密封层，它是用硫化的方法黏附上去的，当轮胎穿孔后，由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物，故能长期不漏气，即使将穿刺物拔出，也能暂时保持胎内气压。

3.轮胎基本结构及参数

D-轮胎直径d-轮胎内径（即轮辋外径）B-轮胎宽度H-胎壁高度

高宽比（H/B）×100%

[胎宽mm]/[胎厚与胎宽的百分比]R[轮毂直径（英寸）][载重系数][速度标志]

或者

[胎宽mm]/[胎厚与胎宽的百分比][速度标志]R[轮毂直径（英寸）][载重系数]

例如轮胎：195/65 R14 88H 或者195/65H R15 88

可以解释为：

胎宽 195mm

胎厚与胎宽的百分比为 65%

即胎厚=126.75，126.75/195*100=65（%）

轮毂直径 15英寸

载重系数 88

速度系数 H

三、汽车轮胎的材料和基本设计要素

1.轮胎材料

在轮胎的主要成分是天然橡胶或者合成橡胶，天然橡胶的综合性能优越过合成橡胶，所以高级轮胎多用天然橡胶。为了使橡胶具有制造轮胎所要求的性能，必须要在橡胶中渗入各种不同的化学材料，即化学添加剂。其中添加的一种很重要的添加剂叫炭黑，因为碳具有特别的吸附性，碳粒子与橡胶分子的黏结非常好，使得橡胶增强了硬度，强度和耐磨性。由于炭黑与橡胶基本等量，所从汽车轮胎主要材料实际上是一种橡胶和炭黑的复合材料。

2.轮胎设计基本要素

汽车轮胎既起到承载全车重量的作用，也起到避震和缓冲的作用。它也是全车最重要的部件，对汽车的驶性、通过性、环保性、舒适性和安全性有直接影响。尤其在安全性方面，一旦行驶中轮胎出现故障，轻则汽车停驶，重则发生事故。因此，对轮胎设计的认识很重要。

目前的汽车轮胎从表面形状到整体形状都有不同，也对应不同的作用。因此，轮胎设计有四大要素，即花纹（表面形状）、轮廓（整体形状）、结构和材料。其中花纹设计是最复杂，最难处理的，要考虑的因素很多。

（作者单位：安徽省安庆技师学院）