浅析重卡轮胎寿命影响因素范文

1、  轮胎的功能
载重汽车轮胎是汽车弹性悬挂元件的重要组成部分，某型载重汽车近百吨的重量就由几个轮胎组承受，轮胎组成为汽车和地面之间力传递部件，不但在服役过程中保证汽车安全行驶和刹车，还必须吸收汽车颠簸过程中产生的巨大能量和冲击作用，承受汽车频繁刹车过程中的交变应力作用和热历程。因此载重汽车轮胎是受力状况最复杂、使用条件最苛刻、结构也最为复杂的橡胶制品，其性能好坏将直接影响行驶安全。
轮胎主要有4大功能：
1、  承载功能：承受车体、乘坐人员以及货物重量的功能。
2、  牵引制动功能：将发动机或制动器的功率传递到路面，使车体起动或制动。
3、  操纵稳定功能：根据操纵改变或保持车辆行驶方向。
4、  乘坐舒适功能：吸收从路面传来的冲击力，起到缓冲的功能。
 
2、  轮胎的构造和分类
2.1轮胎结构
轮胎通常由外胎、内胎、垫带三部分组成，安装在金属轮辋上。外胎由胎面（胎冠）、胎肩、胎侧、缓冲层（带束层）、帘布层及胎圈组成。
1、胎面：轮胎与路面接触的部位，缓冲层（带束层）或帘布层以上的冠部胶层。
2、胎侧：轮胎侧部帘布层外面的胶层，用于保护胎体。
3、帘布层：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，用于保证轮胎，使其具有必要的强度及尺寸稳定性。
4、缓冲层（带束层）：缓冲层为斜交轮胎胎面与胎体之间的胶布层，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；带束层为子午线轮胎或带束斜交轮胎的胎面基部下，沿胎面中心线圆周方向箍紧胎体的材料层，其主要作用在于保证冠部的周向刚性并防止轮胎外径方向的膨胀与变形。
5、胎圈：轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布等组成。胎圈朝向胎里的一边称胎趾，与轮辋接触的一边称胎踵。胎圈的主要作用在于将轮胎固定于轮辋之上，并在汽车运行时抵抗使外胎脱离轮辋的作用力。
2、内胎：带有气门嘴的环形胶管，用于保持轮胎的充气压力。
3、垫带：用于保护内胎与轮辋的结合面，不受轮辋磨损的环形胶带。
 
图一 子午胎剖面构造图                       
 
2.1按轮胎的结构分类
2.1.1子午线轮胎（RADIAL）
胎体帘线与钢丝带束层帘线之间所形成的角度，就像地球的子午线一样，所以顾名思义称为子午线轮胎。
2.1.2斜交轮胎（BIAS）
胎体帘线层与层之间，呈交叉排列，所以称为斜交轮胎。

图二   斜交轮胎（BIAS）与子午线轮胎（RADIAL）结构
2.2按有无内胎分类：
2.2.1有内胎轮胎：
2.2.2无内胎轮胎：无内胎轮胎(TUBELESS)也称真空胎，是以在轮胎的内侧贴合透气性低的特殊橡胶（内衬）的一体化构造来代替使用内胎的轮胎。
无内胎轮胎的优点：
1、因为没有内胎，所以不会发生由内胎引起的故障。
2、即使被钉子等刺穿也不容易造成快速漏气，能够使行驶中的事故防患于未然。
3、因为轮胎内部的空气直接与轮辋接触，所以散热性较好。
4、减少了零部件数。

无内胎轮胎与有内胎轮胎的断面图
 
3、  轮胎的原材料
轮胎的原材料主要有：橡胶、轮胎帘线、化合剂、胎圈钢丝等。
2.1原料橡胶可分为天然橡胶、合成橡胶。具体牌号及特性见表一。
表一  轮胎常用橡胶材料




序号


名称


特性


俗称




1


天然橡胶（NR）


生热小，不易割炼，强度高；物理机械性能和加工性能良好；生胶弹性好，不耐老化


 




2


丁二烯橡胶（BR）


很高的弹性，很好的耐寒性能，耐磨性能优异，生热低，耐屈挠性能好；加工性能差，粘着性能差；扯断强度和撕裂强度比NR差；易割炼。


顺丁橡胶




3


丁二烯/苯乙烯橡胶（SBR）


耐老化性能好（硫化速度慢）；胶料粘着性较差；耐磨性和耐透气性较好；物理机械性能和加工性能不足，易崩花掉块，易割炼。


丁苯橡胶




4


乙烯/丙烯橡胶（EPDM）


耐老化性能优异；自粘性和互粘性差，加工性能不好；硫化速度慢。


三元乙丙橡胶




5


异戊二烯橡胶（IR）


结构同NR；凝胶含量低，分子量较NR小且窄


 




6


异丁烯橡胶（HR）


耐透气性好；化学稳定性高；减震性好；引入卤素改性，解决了硫化速度慢和粘性差的缺点。


丁基橡胶




 
2.2轮胎帘线
增强纤维帘线：人造丝Rayon 、尼龙6、聚酯Ployester、芳纶kevlar
钢丝帘线：钢丝轮胎帘线包括胎体用钢帘线和带束层用钢帘线。
 
4、  胎圈钢丝
根据轮胎的用途及尺寸而设计的将钢丝捆扎在一起的材料。
 
5、  化合剂
主要化合剂：
增强剂：碳黑；
硫磺：使橡胶具有弹性和耐久性。
硫化促进剂：促进橡胶分子和硫磺分子的结合
老化防止剂：防止橡胶的老化
龟裂防止剂：防止橡胶的龟裂。
 
5、轮胎的制造工艺
 
1、  将天然橡胶、合成橡胶、炭黑、硫磺、锌白等原材料及化合剂进行混合的工序。
 





丁苯橡胶










丁基橡胶










天然橡胶










其它










填充剂










促进剂










增粘剂










硫化剂










补强剂










防老剂










增塑剂










防焦剂










配合剂










其它






 



 
6、  轮胎的标识和术语
 
GB 9744-2007《载重汽车轮胎》、GB/T 2977-2008《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》规定了载重汽车轮胎规格标识。
385/65  R  22.5  18PR  160/158  L





速度符号










负荷指数（单胎/双胎）










层级










轮辋名义直径（in）










子午线结构代号





 
 
 
 
 
 
 
 





名义高宽比










名义断面宽度（mm）





 
 
 

1.速度符号：速度符号代表轮胎的最高行驶速度，以拉丁字母表示。




最高行驶速度110km/h










负荷指数160






图三   速度符号标识
如载重子午线轮胎上标有“160K-158L-130PSI”。160是轮胎的负荷指数（LI）、K是速度符号，表示最高行驶速度110km/h时，轮胎负荷能力（TLCC）为4500kg。158L表示最高行驶速度120km/h时，轮胎负荷能力（TLCC）为4250kg。具体每个字母所相对应的速度值，要查国际统一的“速度符号与相应速度值对应表”（表一）。PSI英文全称为Pounds per square inch，表示每平方英寸上的压力。根据计算公式1标准大气压(atm)=14.696磅/英寸2(psi)，130PSI约为9.5 bar大气压。 表一  速度符号与最高行驶速度对应表





速度符号


最高行驶速度km/h


速度符号


最高行驶速度km/h




GB 9744规定


GB 2977规定


TRA和ISO规定


ETRTO规定


GB 9744规定


GB 2977规定


TRA和ISO规定


ETRTO规定




B


-


50


-


-


N


140


140


140


140




C


60


60


-


-


P


150


150


150


150




D


65


65


-


-


Q


160


160


160


160




E


70


70


-


-


R


170


170


170


170




F


80


80


-


-


S


180


180


180


180




G


90


90


-


90


T


190


190


190


190




J


100


100


-


100


U


-


200


200


200




K


110


110


-


110


H


-


210


-


210




L


120


120


120


120


V


-


-


-


240




M


130


130


130


130


 


 


 


 


 





 
2.负荷指数：轮胎负荷指数是在规定的使用条件下允许轮胎承载的最大负荷，即轮胎在一定的行驶速度和相应充气压力时的最大载重量。在轮胎胎侧上标为“160/158”，表示单胎负荷指数为160，相当于载重量为4500Kg；双胎负荷指数为158，相当于载重量为4250Kg。但负荷指数的每个数字相对应的载重量要查《负荷指数(LI)和轮胎负荷能力(TLCC)对应表》。
表二  负荷指数(LI)和轮胎负荷能力(TLCC)对应表





LI


TLCC(Kg)


LI


TLCC(Kg)


LI


TLCC(Kg)


LI


TLCC(Kg)


LI


TLCC(Kg)


LI


TLCC(Kg)


LI


TLCC(Kg)




0


45


40


140


80


450


120


1400


160


4500


200


14000


240


45000




1


46.2


41


145


81


462


121


1450


161


4625


201


14500


241


46250




2


47.5


42


150


82


475


122


1500


162


4750


202


15000


242


47500




3


48.7


43


155


83


487


123


1550


163


4875


203


15500


243


48750




4


50


44


160


84


500


124


1600


164


5000


204


16000


244


50000




5


51.5


45


165


85


515


125


1650


165


5150


205


16500


245


51500




6


53


46


170


86


530


126


1700


166


5300


206


17000


246


53000




7


54.5


47


175


87


545


127


1750


167


5450


207


17500


247


54500




8


56


48


180


88


560


128


1800


168


5600


208


18000


248


56000




9


58


49


185


89


580


129


1850


169


5800


209


18500


249


58000




10


60


50


190


90


600


130


1900


170


6000


210


19000


250


60000




11


61.5


51


195


91


615


131


1950


171


6150


211


19500


251


61500




12


63


52


200


92


630


132


2000


172


6300


212


20000


252


63000




13


65


53


206


93


650


133


2060


173


6500


213


20600


253


65000




14


67


54


212


94


670


134


2120


174


6700


214


21200


254


67000




15


69


55


218


95


690


135


2180


175


6900


215


21800


255


69000




16


71


56


224


96


710


136


2240


176


7100


216


22400


256


71000




17


73


57


230


97


730


137


2300


177


7300


217


23000


257


73000




18


75


58


236


98


750


138


2360


178


7500


218


23600


258


75000




19


77.5


59


243


99


775


139


2430


179


7750


219


24300


259


77500




20


80


60


250


100


800


140


2500


180


8000


220


25000


260


80000




21


82.5


61


257


101


825


141


2575


181


8250


221


25750


261


82500




22


85


62


265


102


850


142


2650


182


8500


222


26500


262


85000




23


87.5


63


272


103


875


143


2725


183


8750


223


27250


263


87500




24


90


64


280


104


900


144


2800


184


9000


224


28000


264


90000




25


92.5


65


290


105


925


145


2900


185


9250


225


29000


265


92500




26


95


66


300


106


950


146


3000


186


9500


226


30000


266


95000




27


97.5


67


307


107


975


147


3075


187


9750


227


30750


267


97500




28


100


68


315


108


1000


148


3150


188


10000


228


31500


268


100000




29


103


69


325


109


1030


149


3250


189


10300


229


32500


269


103000




30


106


70


335


110


1060


150


3350


190


10600


230


33500


270


106000




31


109


71


345


111


1090


151


3450


191


10900


231


34500


271


109000




32


112


72


355


112


1120


152


3550


192


11200


232


35500


272


112000




33


115


73


365


113


1150


153


3650


193


11500


233


36500


273


115000




34


118


74


375


114


1180


154


3750


194


11800


234


37500


274


118000




35


121


75


387


115


1215


155


3850


195


12150


235


38750


275


121000




36


125


76


400


116


1250


156


4000


196


12500


236


40000


276


125000




37


128


77


412


117


1285


157


4125


197


12850


237


41250


277


128500




38


132


78


425


118


1320


158


4250


198


13200


238


42500


278


132000




39


136


79


437


119


1360


159


4375


199


13600


239


43750


279


136000





 
3.层级：层级（PR）表示轮胎在规定使用条件下所能承受的最大允许负荷的特定强度指标，这是传统的表示方法，层级并不代表实际的帘线层数，只代表近似于棉帘线层数所承受的强度。例如，18PR层级（或表示为16PR）全钢丝子午线轮胎，实际胎体钢丝帘线只有1层，它近似于同规格16层棉帘线斜交胎的强度。
4.高宽比：轮胎断面高度与断面宽度的比值。用百分数表示的高宽比称“扁平率”。





宽度385毫米










高宽比65%










子午线轮胎










轮毂直径22.5英寸










无内胎标志










轮辋代号










E4认证标志






图二  
比如标注为385/65 R22.5的轮胎，表示轮胎的端面宽度是385毫米，扁平率（也称高宽比）65%，是子午线轮胎(用R表示)，轮毂直径是22.5英寸。非子午线轮胎以B或D代替R字。如果轮胎的标注没有斜杠，则宽度是以英寸表示的。TUBELESS为无内胎标志，RIM 11.75 的意思是轮辋代号11.75，轮辋规格就是8.0*20，E4 为E4认证标志。
5.子午线轮胎代号：在轮胎的规格标志中加有“R”字样表示子午线轮胎。“R”是英文“RADIAL　TYPE”的第一个大写字母。
 
6.无内胎标识：目前国内生产的内销有内胎子午线轮胎一般不作标志，引进技术生产的或供出口轮胎子午线轮胎用英语标明“TUBE　TYPE”（有内胎轮胎），简称“TT”。无内胎子午线轮胎要在胎侧上用汉字标明“无内胎轮胎”字样。出口胎或引进技术生产的轮胎用英语标明“TUBE　LESS”（无内胎轮胎），简称“TL”。

图一   轮胎标识





花纹代码










全钢子午胎






图四
 
 
5、轮胎的特性
1、经济性：耐磨损性、减少滚动阻力
2、安全耐久性：耐外伤、耐冲击性、耐疲劳性、耐热性
3、舒适性：轮胎的噪音低、振动小
4、环境性：通过节省能源减少二氧化碳的排放