02 轮胎设计基础与增强 译文-第2稿.docx

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1、轮胎设计基础与增加(Pp3-13)(Pp14-27)(Pp28-31)(Pp32-34)(Pp35-53)(35-41)(42-44)(45-48)(49-53)(Pp54-61)(55)(56-58)(59-60)(61) 轮胎儿何尺寸基础 轮胎设计几何尺寸参数 承受负荷的结构部件 轮胎胎体轮胎带束层一带束层设计一米其林常用的和新结构一倍耐力0。带束层一倍耐力0带束层改进 结构设计与增加一设计平安系数一胎体一带束层一钢丝包布轮胎几何尺寸基础充气管考虑充气管的一部分，长度为IO在管子的中间平面和管的内表面之间的空气体积处于平衡轮廓。管中间平面的界面作用力F=2rlP,方向向上。充气管的一半的外

2、表面施加在空气体积向下的力必定等于Fo因为在空气管壁一半的总的力必需处于平衡状态，则管壁单位长度的强力必定等于/=赤，因此:f=P（波意尔压力管公式）F/2F/2充气薄膜充气薄膜表面上的一个点X,充气压力为尸。=1.=1.Ci和Cii为X的主曲率，则曲率半径为P，,pi,ciiofi和为为主曲率方向的单位长度的力，Q一,，ftf谛薄膜的通用方程为力尸百+砥。我们假定薄膜由正交各向异性薄膜组成，这样以来，方向U的力与第一主方向i的力比较可以忽视不计。在这种状况下，我们可以假设九=gC*Pi=7=p。薄膜平衡轮廓变为：f=-P上式相当于充气管波意尔公式，它们的曲率半径为恒值，并在一个方向为r,而在

3、其正交方向为0。子午线轮胎的基本力学y基本假设 子午线轮胎由完全子午方向的胎体和通常称为带束层的环形部件组成。我们考虑下述草图，所示意的子午线轮胎断面由两半部分组成。右侧仅显示了胎体，更准确地说，假如不考虑带束层的存在，它描述的是胎体帘线。 让我们考虑所提到的帘线，选择随意一点P,它的坐标为X和y,它在点A和点K之间变更，点A的定义为6角为Oo 6角是平衡轮廓的切线和通过P点的水平线之间的夹角。 点K被认为是胎圈区域以外的胎侧的第一个点，此处有胎体反包、胎圈填充胶和其他增加材料，此处的刚性可能使胎体帘线处于子午方向排列的增加薄膜充气平衡轮廓的外边。 图上左侧部分增加了带束层。点相应于右侧的假设

4、S点，是胎侧平衡轮廓上铺设的胎侧的最终一个点，即在带束层影响之外的点。在设计者起先设计一个新项目时，做的第一件事就是确定在xy平面内的K点和S点的坐标。 平衡轮廓计算，就是基于假设胎体是一个不伸张的增加帘线排列组成的充气薄膜，每根帘线都在子午平面内。同时，也假定，横向（垂直于子午增加部件方向）的薄膜的模量是可以忽视的。 充气压力被胎体帘线的张力全部平衡。 我们可以写出下式=尸0，此处f（Nhn）是胎体单位横向宽度的特定张力。P（n）是局部曲率半径，PkNm刀是充气压力。我们称加（）是胎体帘线的频度，即每米内的根数。我们假设，在成型时，胎体铺设在成型鼓上，它的半径是以使胎体帘线有一个半径为yo（

5、加）的圆柱形，从实际考虑，泗等于成型鼓的半径+内衬层厚度+胶片厚度+半个胎体本身厚度。近似成型鼓的半径+2.5mm；假如运用鼓肩胎圈夹持形式的成型鼓，其半径相当于图中Z点的纵坐标。而假如轮胎在平式成型鼓设备上成型（如米其林），则所说的半径相当于钢丝圈的内部半径。p点、（X,j）增加帘线局部的频率为一九7T=-=Ppy 假如T（N）为单根帘线的张力，则我们可以写出f（o）TTN 或Py=Wya7（西S）,此处N二九（2yo）是胎体帘线的总根数。Z2申_（i+y厂 由于在笛卡尔坐标系中，曲率半径P-（T7）-,我们可以写成下面的二次微分方程:2G）（I+/?FTr尸”=KNfZlF=九%平衡轮廓计

6、算（2）是在胎体断面上相当于1弧度角度内的帘线根数。它也可以定义为“角度密度”或角度的胎体频度。表示为（根数/弧度）。它对应于一部分胎体帘布的帘线根数，其长度等于胎体铺设的半径则。常数K可以这样定义，它是每根帘线伸张力和充气的比值，乘以胎体的角度密度。在量纲上K表示为（加2）,明显它对应于微分方程一次根的尺寸，因为y是一个尺寸，y是（加常数可以认为是每个单位充气压力在单根帘线上的张力指数，并且对于直（长的曲率半径）胎侧，它有“直”的高数值，对于高曲率（短的曲率半径），它具有低数值。因为上述微分方程是二次微分方程，它的结果写成带有二个参数Cl和C2的一系列的曲线；因为参数K是一个未知参数，因此我

7、们可以说，一般来讲平衡轮廓可以满足三个不同条件，它依靠于三个参数。通常，首要的两个条件是:1 .轮廓必需包括K点(X=X,y=y)2 .轮廓必需包括S点(X=Xs,y=ys)第三个条件通常是下列三个条件之一： B点的横坐标，最大的轮胎弦的一半，必需等于X“(轮胎初步设计) S点的角度必需等于预先确定的6s角度的数值(轮胎初步设计) K和S点之间的移动的帘线长度，必需等于一个确定的数值ZO(移动的轮胎轮廓计算)由于薄膜平衡轮廓微分方程不包括横坐标X的明显的参照值，它就很简洁表示为,假如/(%)是一个结果，则/(x+C)也是一个结果；这就意味着，平衡轮廓的胎侧轮廓，在不变更形态的前提下，在平行于X

8、轴方向上可以移动。第一页的图中，A点的横坐标设定为0。这样，设想的无带束层的子午线轮胎的断面，可以以右半图描述。在不变更形态前提下,同样的断面可以在右部分按预想的移动量移动。当一个低断面轮胎须要设计时，点A随着整个平衡轮廓向右移动，结果,一个更大的带束层断面，从中心起先加了上去。这就是设计者要做的。 平衡轮廓最重要的是，充气薄膜形态仅仅依靠于几个参数，并且不能由其他方法限制。 既使假如子午线轮胎在一个与平衡轮廓差别很大的形态的模具内硫化，而一旦轮胎充气，它的形态变更，直到达到平衡轮廓。 变形的胶料的高拉伸应力将引起胶料的早期损坏，但是在胎侧区域，轮胎断面形态不受模具形态的影响。 看草图右侧，明

9、显，假如在胎冠区域不加带束层结构，则轿车或载重子午线路轮胎的胎冠弧，就不是预想的那样。（匕-九） 通常指出，假如九的值小，例如轮胎断面高度和胎圈半径比较可以忽视不计，则平衡轮廓接近比较稳定的曲率半径曲线。换言之，就是接近一个园形曲线。自行车轮胎的断面轮廓几乎就是一个园形。平衡轮廓的数值计算：A，JA，Wb可以计算平衡轮廓方程:,此处/（，）=1(y-)2-(-)2r22cy一九O=arccos-：WJa-力通过数值计算椭圆积分，依据常数工x=xA+/3曲率半径0和角度5由下式给出:22Ja-y2y轮胎设计几何尺寸参数设计依据:外直径（胎冠）断面宽轮车周直径断面高二断面宽高宽比轮辆宽设计参数的选

10、择:胎面宽度 胎冠厚度（胎面+带束层） 胎冠曲率 胎圈厚度 模型轮辆宽度 胎面宽度必需接近带束层宽度，此参数确定了S点的横坐标 外半径、胎冠厚度和胎冠曲率，确定了S点的纵坐标 K点横坐标是模型轮辆宽度 K点纵坐标等于轮辆半径15mm（对于标准P轮胎），假如胎圈厚度大于或小于通常值，则此值可大可小 5点横坐标必需等于（宽度/2）一胎侧厚度行驶面宽度 这是确定轮胎几何尺寸的基本参数。 它不受规格尺寸（ETRTo表格）约束，是设计者的选择。 宽行驶面是大部分适用设计性能的特例。 宽带束层通常导致大的6奇，因此有较大的胎体刚度，大的带束层边缘胎体帘线拉力的垂直重量。 这也意味着，3点（轮胎的弦）横坐标

11、处于稳定值，一个减小的胎侧轮廓曲率，相应每根胎体帘线上总的拉力比较高的数值。 宽胎冠的缺点，基本是在坎坷不平道路上的乘坐舒适性的肯定损失和增加滚动阻力。 宽胎冠不利于水上漂移性能。 这是轮胎优异转向性能的最有意义的参数之一。 胎冠曲率是限制接地印痕尺寸的最有力的参数，同时，还有6房值和胎体帘线拉力。 它常常规定“箭头标记”/,也就是外直径圆周带束层坐标y和有效带束层宽度边缘坐标y之间的差值（mm）。 带束层部件的曲率弧半径用下式计算：，此处S是带束层宽度的一半，P=（C） 两个曲率半径的胎冠，常常被认为是低高宽比轮胎的最佳选择，轮胎的中间部分较胎肩区域平坦。胎冠弧曲率（2） 在以下几个设想条件

12、下，接地印痕的形态是通过胎冠弧曲率来确定的： 6角数值保持不变，即用B点横坐标调整来补偿S点的横坐标的变更。 带束层部件的机械特性也保持不变，包括附加胶料的模量、带束层帘线的模量和密度、带束层角度、冠带层特性。 在上述提到的条件下,依据子午方向的曲率,设计者可以得到任何形式的印痕形态：形式A是比较高的胎冠弧曲率条件下得到的,形式B和C是在中等和低的胎冠弧曲率下得到的。胎冠弧曲率（3） 椭圆印痕形态对改善操纵稳定性和水漂有帮助。 方形印痕是要求滚动阻力和磨耗性能的主要发展目标。 最好的组合通常是介于A和B之间的中间状态。 印痕C通常称为“沙漏”,明显不好。 对于特别低的高宽比的断面轮胎,三种特殊

13、形式显示在下图,形式C称为骨形,是不好的! 对于任何状况下,特别低的断面高宽比的子午线轮胎的目标倾向于B,因为这种轮胎在操纵试验时,性能是特别好的。而椭圆形式对磨耗不利;磨耗是超高性能轮胎的薄弱环节,它的特点是优异的抓着力和比较不耐磨耗的胎面配方。胎冠弧曲率（4）,再强调一次,图中所描述的得到的印痕形态,可以由相等的胎冠曲率得到,也体现在胎侧长度上。形式A是由最短的胎侧得到的,即最大的6角数值。 一旦轮胎模型制造出来,就没有变更胎冠曲率的可能了。变更印痕的微小的变更就是要做: 假如印痕类似于C的特点,制作短的胎侧新模型（新的侧板费用低于胎面活络模）。 带束层和冠带层选用不同材料和几何参数（带束

14、层角度）。 这个参数从理论上讲，也不是设计者选择的参数，因为外部总宽度在ETRTo表中给出了尺寸。但是，ETRTO比较大的公差是可以接受的，我Zm之关运用胀大尺寸。 真正的船的藤大表现为尼龙胎体轮胎，特殊是厉龙6。 轮胎胀大在现代Rayon人造丝和PET聚酯胎体症带泓幻物KevIar开夫拉和钢丝帘线胎体事实上为0。 设计者能够限制宠触度在ETRTo标准之内的范围，黄宜选择有效的轮胎宽度仍旧在允许范围内。 明显的是，轮胎宽度的小的增量、导致6角的明显增加。 6角的有效的变更，在从前的篇幅中已叙述。 有关轮胎宽度的错误，通常发生在设计者被迫运用相同模型活络块，用于一对新的胎侧结构强行限制模具的变更

15、，试图从现有产品生产出麴断面宠胎。 让我们假设我们不得不用235/60R16断面成型一个新的235/50R17规格，现有规格印痕是满足的。 假如我们确定了必需成型新的模型的胎侧，送鞋我Z要得到的低6角的新的轮胎宽度与此相同，则印痕将出现“沙漏”形。 唯一的出路是削减新轮胎宽度5皿小假如减以后宽度在ETRTo内，则一切OK,不然就麻烦了。 当设计一个新轮胎时，物必雳考虑用相同活络块做低高宽比产品的超冷：起朱N用略微大的轮胎弦和I或胎冠比较好，这样低高宽比规格轮胎也期在公差范勤必轮胎外直径 这个参数也是设计者不能选择的参数，因为在ETRTO表中给出了轮胎外直径。 要留意的是，外直径增加导致6角的增

16、大。 一个比较大的轮胎要好于一个比较小的轮胎,但其成本明显的高了。 还要指出，外直径的增加，将改善操纵稳定性和滚动阻力；从原则上讲，增大了舒适性有负面影响，然而作用是不明显的。模型设计 通过追踪胎侧平衡轮廓的轨迹和所须要的带束层断面，确定充气轮胎断面之后，设计者就能够设计模型轮廓，这时要考虑不同轮胎胶料的厚度。 这个阶段就产生了绘制充气轮胎断面。 最终设计模型，轮胎在模具中的轮辆宽度，即两个胎圈钢丝圈的距离，要大于轮胎中的同样的距离。 为了避开在关键区域产生更大的疲惫变形，模型中的S点和K点的帘布层线的切线，必需平行于充气断面的同一条切线。保证K点帘布层线角度的要求，对“园断面”钢丝圈（米西林

17、）是不必需的。 模型中的胎侧帘线长就必需与充气轮胎的相同长度相匹配。 当然，模型中的帘布层线必定与平衡轮廓有些差别。然而，在部件无明显强迫局部变形态况下，它必需适应充气轮胎的形态。 适当的软件开发出来，可以使设计者不必太麻烦的绘出“类平衡轮廓，用户要求 汽车制灌厂还没有很好地意识到，随着远远高于ETRTe）国际标准要求的精度水平的提高，现在的轮胎生产者能够限制轮胎的几何尺寸特性。 他们中的很多人认为，为R横蛇的更好地符合他们亲身设计的车辆的设计目标,轮胎尺寸才是轮胎的特性。 最普遍的要求，是得到一个比较大的轮胎,即轮胎尺寸公差范围更大；明显，这就是有“更大”或“更好搭拴”的要求。但是，问题并不

18、仅仅是这样，例如，由于项目技术特性要求某个轮胎规格，而使设计者陷于麻烦而且，他发觉，在悬挂系统式车身，甚至在卡车存放备用胎处，没有足够的空间。 同时，又产生了这样的状况，制造厂A想要大的轮胎，而制造厂B想要小的轮胎！而写在胎侧的轮胎规格又必需相同。 迂又选度轻脂生产者摘造相同规格的不同尺寸的轮胎;于是对一个单一车辆制造者的特定尺寸，赐予特殊标记，小的星号，小的圆周，小方块等等。 这种结果导致了不必要的生产工厂的麻烦，增加成本和发货难度。 此外，从最终运用者的观点，在替换胎市场，他不买这样的轮胎，甚至没意识到，这种设计是为他的车辆设计的，这才是最糟糕的。承受负荷的结构部件胎体和带束层的承载负荷分

19、布当负荷施加到充气轮胎的时候,会发生什么状况呢? 带束层在接地印痕变为平坦，圆周和子午方向的曲率设定为0。 胎体在带束层边缘6。角低于无负荷状态，并且施加在胎体帘线上的力的垂直重量就削减。这意味着，所说的向车轮中心的帘线拉力减小。 因为带束层本身的总长度几乎不伸张，即比较稳定，并且印痕以外的带束层部分，随着车轮中心向前移动。 在与印痕位置相对的胎冠的带束层张力将增加，接近这个位置的胎体帘线曲率将削减，并且欧角也增加。 最终的结果是，在印痕内的轮上胎体帘线的张力低，而在高于位置上对应的点就高。结果，轮辆被拉向前，这样就达到了负荷平衡。很明显，轮辆上的力仅仅由胎体帘线供应（胎体刚性），这也显示出，

20、从印痕向整个轮胎结构传递周向力来看（带束层刚性），带束层各层有着特别重要作用。一个子午线轮胎结构，某些方面类似于自行车轮胎，子午线轮胎胎体帘线是轮辐，带束层是轮辆。 通常，胎体要求有适当高的平安倍数，纤维胎体的甚至达到10：1。 过高的充气压力，轮胎总是在胎圈钢丝造成损坏，假如胎体不损坏。 通常，在被路边石条式石头冲击，造成胎体帘线1根或多根短裂时，就会发生胎体损伤（特殊在轿车轮胎）；冲击断了的1根或多条帘线并且在充气后，在胎侧胶和胎体之间产生的鼓包（空气鼓），则轮胎将在短时间内损坏。 当“胎体强度系数”过高，内衬层的卤化胶料可能在胎里被挤压，在轮胎防擦线区域进入胎体帘线，此处正是有效密度较低

21、处；假如这种状况的轮胎没有被质量限制人员挑拣出来，则胎体最终就会在相邻的未损伤帘线之间产生特殊的径向裂口而裂开。 两层胎体层做的轮胎，本质上是平安的。因为用两层帘布时，上面提到的缺陷事实上不能发生。不过为了改善滚动阻力，降低重量和成本，轮胎制造厂已经转向生产单层胎体。 卡车轮胎钢丝胎体的损坏更频繁；大多数严峻损伤是拉链爆破；就是与胎体帘线垂直方向干脆切断；缘由是1根或多根帘线的腐蚀破坏，引起相邻帘线超过应力，最终他们都损坏了；单丝的损坏形式（非腐蚀）极易扩展为杯形式或锥形损坏，这种状况发生在超负荷极限；腐蚀的发生，是由于内衬层损坏，湿度渗入到胎体帘线，这种损坏在无内胎轮胎安装在轮辆上时发生的。

22、子午线轮胎有4种结构部件组成： 1个胎体 2个钢丝圈 1个带束层：带束层通常有两层斜交带束层；摩托车轮胎带束层是单根缠绕的金属或芳纶帘线。大部分轮胎还有： 冠带层某些轮胎还包括： 胎圈增加包布卡车轮胎包括： 一层稳定带束层或作为选择的，在带束层边部的缠绕的两层0。钢丝帘线 一层带束层爱护层轮胎胎体轮胎胎体胎体的主要功能： 保持充气压力 传递从胎圈到胎冠轮胎结构（带束层）的力胎体增加材料的要求： 强度 低的应力听从性（高模量） 在硫化过程中低的热收缩 低蠕变 对橡胶过渡层很好的粘合，或更精确的说，对粘合镀层很好的粘合 增加帘线的耐压缩疲惫必需足够，以避开在帘布层反包外或旁边造成疲惫损坏，要有足够

23、高的扭转水平。胶料配方要求： 低滞后损失 “合适”的模量 好的粘合 半成品强度从胎圈到胎冠结构的力的传递 因为轮例是悬挂于圆周排列的胎体帘线上，所以轮胎要能够承受负荷。 胎圈上全部胎体帘线的结果总力，必需等于并相反于通过车辆施加在轮辆上的垂直力、周向力和侧向的总力。 垂直力和侧向力导致胎体断面在子午平面内变更，始终延长到印痕面积内。 制动和加速的纵向力引起的圆周应力，被依靠于胎体和胎侧胶料动态模量的胎侧结构的剪切刚度所抵消。增加材料的刚性的作用，在确定轮胎圆周抗扭曲刚性方面，不是很有意义的。 带束层在接触地面变为平坦时，由于几乎不延长，所以接地印痕的带束层部分的长度趋于保持稳定；随着整个胎侧结

24、构的剪切变形，这样就引起在导向和拖动的接地印痕的边缘的胎体帘线，从子午面内偏离；这就是胎体部件和胎侧胶料能量损失的重要缘由。轮胎带束层带束层功能 没有带束层的子午线轮胎，有一个完全圆胎冠轮廓（X=常数）；而带束层外延刚度使它几乎成平坦的。 此外，带束层还有一个作用，就是供应印痕面积平面内全部须要的剪切刚度。假如这个刚度不足，轮胎的转弯刚度也是不足的。 带束层部件还具有某些弯曲刚度的特性，在轮胎的急转弯试验中证明，应力水平和UHP高性能轿车轮胎胎面胶生热的负作用的影响。因为接地印痕的长和面积相反作用，所说的弯曲刚度应当是尽可能的小。带束层的外延负荷 获得外延刚度环形结构部件的最好的方式，依靠0带

25、束层铺设的单根缠绕。 假如我们假定，所说的部件是足够宽大，以致可以忽视边部的作用，这样，它的子午方向曲率为0,我们可以写成：f=r（P+Pc）=r（P+m2rQ此处：/是单位长度的拉力（Nm）P是充气压力（Pa）PC对应于离心力的平衡气压（Pa）机是胎冠单位带束层面积的特定质量（kg11?）G是车轮角速度（rads）rc是胎冠单位部件的离心半径（m）带束层外延负荷矩形断面环带的近似离心半径为:此处，i和。是环带内部和外部半径，假如比率。接近1,则上面的数值接近算术平均值（o+i）2O假如T是作用在单根缠绕线绳上的负荷，并且n是单位宽度的线绳数目（表示为mD,它的数值如下:T=fn带束层(4)外

26、延负荷假如一个轿车轮胎的外直径0.7m,带束层半径接近0.684m,胎冠离心力半径假设近似等于0.690m,由于在内壳层，胎冠单元质量稍大，我们可以假设进位到1.5gcm2或15.0kgn假如速度为300km/h,假设轮胎滚动周长为0.73.02m=2.114m0车轮转动频率为(300/3.6)/2.114=38.42Hz,并且它的角速度为38.42211=247.68rad/So与离心力的平衡压力为：PC=15.0247.6820.690/2Pa=317462Pa=0.317462MPa=3.175Bar假如充气压力为2.5Bar(250000Pa),每单位宽度带束层负荷为：/=(0.684

27、/2)X(250000+317462)MN/m=194072N/m=19407.2N/dm假如带束层是100根/dm单根缠绕，则单根帘线负荷T=194.072N离心力担当总负荷的56%。带束层(5)在交叉带束层上的负荷 假如缠绕o带束层代之以两层角度-，和J角，则单根帘线的负荷为：T=2cos(0) 此处，n是两层中每一层的宽度，假如。等于0,要考虑两层0。是结构部分的事实，从而计算每根帘线的负荷。 必需指出，这是带束层帘线负荷的粗略计算，因为计算时未考虑边部作用，带束层边部的胎体拉力和带束层的子午线的曲率。只有精确的FEA有限元分析，才能够供应带束层增加帘线的拉力和带束层附加胶料的剪切力的可

28、信评估。明显，带束层拉力在最大外圆周处是最大值，在带束层边缘处为Oo另一方面，胶料的剪切力在最大圆周区域为0,在接近带束层边缘达到最大值；假如右半带束层为正值，则左半带束层为负值。为什么不运用0。带束层 0带束层不能够供应车辆转弯刚度须要的足够的剪切刚度，这是对摩托车轮胎的标准答案。在此，它转弯时的侧向力由倾角，而不是由侧偏角供应的。 必需还有其他结构部件来供应。 假如这个元件是两个交叉带束层，可以选择的角度是+45。和45。 轿车子午线轮胎，通常由18。30。范围的+夕和J角铺设的钢丝帘线组成。 通常结构，事实上选择的角度为45。和0。之间。 运用单纯的0。缠绕的想法，是为了承受外延的负荷。

29、另外增加一个抗剪切环形部件，这是结构上的说法，而实际在商用轿车轮胎还没有运用。 上述原则的第一个商业应用，应当是米西林超级单胎卡车胎。带束层（7）米西林Xone超级单胎米西林XOne 米西林的XOne是一种超级单胎，即载重卡车驱动轴安装配置的双胎，由一个轮胎代替。 它的结构从根本上区分与卡车胎标准带束层，这些卡车胎带束层有一个稳定层、二个承载负荷的交叉层、一个爱护层，平行于最终的工作层。 米西林XOne特点是一个稳定层，以90铺设（绿色），第一工作层，明”，疝殳45（紫色），负荷几乎全部由缠绕的0担当（灰色），在米西林称为无限圈绕，其次个I作展45（橙色）和平行与最终工作层的标准爱护层（兰色）

30、，组成完整的带束层。 无限圈绕由包括有肯定数目的钢丝帘线的窄条缠绕而成；445/50R22.5规格，帘线结构为3X0.32+6X3X0.28。在中心的3个0.32mm单丝的股绳，大于包围它的股绳，这是为了改善橡胶对内部帘线的渗透。 米西林的小册子资料，要求改善了的印痕（更长），并且削减轮胎胀大，这是因为充气压力和离心力的缘由。/为事实上不伸张的00层和柔韧的450交叉的结构特点,期望一个优异的剪切刚度。子午线轮胎增加部件:1带束层2过渡层卡车胎带束层的标准结构依靠于第一个大角度(50-60)的稳定层和两个小角度(20-30)交叉担当负荷层。明显，交叉的两层的第一层和稳定层的方向相反。上述讲过的

31、结构,加上一层爱护层,它平行于最末的工作曾并且正常用高伸长钢丝帘线。其结果它具有了除了爱护功能以外的其他功能。这种结构性爱护带束层的功能，防止由于夹在胎面花纹沟内的石头引起的意外损伤。 米西林总是应用具有稳定层(Ia和Ib)的斯普利特专利技术的结构。倍耐力的00卡车轮胎倍耐力介绍一种特殊的结构，两条交叉担当负荷层；在交叉带束层边上，铺设两层25mm宽的HE高伸长钢丝帘线的结构（两周搭头60-8Omm）,一层爱护层加在两个肩部缠绕层中间。他的优点如下： 降低重量和成本 更好地限制接地印痕的形态削减了高速和离心力下的肩部胀大 改善了低高宽比轮胎的匀称磨耗结构上的主要问题是0搭接产生的问题，搭接在带

32、束层部件上不连续的，并且本身引起了不匀称磨耗；另外，搭接处增加了厚度（搭接处为3层），在再刻和翻胎上也有问题。最好的解决方法，是用单根缠绕帘线代替25mm宽的带，或可能的话，2根或3根帘线的窄带缠绕。最新的倍耐力0。带束层卡车胎新的13R22.5规格，为马路、码头、工地而设计，在各种条件先运用，保证了极完善和很高的翻新性。13R22.5规格轮胎在马路/非马路和非马路运用，有着更好的胎面耐磨性、耐撕裂和耐裂口。111Fa11尺寸流行的结构的完善尺寸流行的蜂巢结构胎圈简洁安装的高曲挠性倍耐力技术发展保证13R22.5获得的性能包括：可翻新性帘线尺寸/帘线胶料推动结构完善倍耐力0。带束层卡车胎优越性

33、 0带束层结构有着特别好的运用效果,特殊是低高宽比轮胎,如超单胎。传统结构（1层过渡卧2层工作层+1层爱护层）在带束层边缘保持充气压力,有比较差的效果。 在交叉带束层里,担当最临界负荷的部件,是两层交叉增加部件之间的橡胶层。传统的结构须要一种具有优异的抗疲惫性能的,相当刚性的附加胶料,更精确的说,具有特别低的裂口增长率的胶料。 这就是常说的众所周知的米西林的帘线附胶。带有钻松香烯烧的高硫磺含量配方,带有粘合力增加剂,交联密度增加剂,须要密炼机的高投入价格,和全部工艺的很高水平限制。0带束层结构使得钢丝帘线的张力,能够更好的利用,并且减轻附胶胶料的应力。可能运用更便宜的胶料而且这种胶料的工艺也更

34、简洁。由于用三层带束层带替代四层带束层,所以成本更便宜,重量更轻。倍耐力0。带束层卡车轮胎的不足老式的0带束层结构的缺点,事实上没有介绍0增加结构部件的担当负荷的概念。另一方面,它们提到了上述部件的结构方法是带有搭头的缠绕两层复胶条。这种工艺不受欢迎的根源是: 0部件搭头处的厚度增加，引起了轮胎翻新时产生问题，胎面打磨时，常常遇到搭头处的帘线。 搭头点增加了刚度的不平坦点。这对新轮胎的匀称性不利。这也引起了轮胎肩部的花纹磨耗不匀称。 制作肩部增加材料运用带子，也意味着平式成型鼓上的沉积，这也伴随着带束层部件在子午弧半径，以及印痕上压力分布的不连续。这也不利于匀称磨耗。 即使在0。带束层运用HE

35、高伸长帘线减轻了上述因素，上述的作用仍旧应引起关注。倍耐力0。卡车轮胎带束层（老式）在子午弧半径上的不连续如上图: 第一承受负荷层：红 其次承受负荷层：兰 0带束层条：绿 爱护带束层：粉 实际的不连续并不真的如图示那样糟糕，因为在硫化轮胎里，高伸长HE帘线在0。带束层条内部边缘有些伸张。尽管这样，还是不能忽视的。倍耐力卡车轮胎0。带束层（老式）在0。带束层的搭接处如左侧肩部,由于增加了厚度,翻胎时就有了问题。 第一承受负荷层：红 其次承受负荷层：兰 0带束层：绿 爱护带束层：粉右边和左边肩部的搭接，不在胎冠的同位置，这是为了削减径向力变更的不利影响。倍耐力卡车轮胎0。带束层（帘线缠绕）绿色条是

36、由单独复胶帘线或两根帘线复胶条缠绕而成。缠绕操作可以在螺旋管状表面的成型鼓上轻易完成。子午弧半径没有任何的不连续。 第一承受负荷层：红 其次承受负荷层：兰 oo带束层：绿 爱护带束层：粉 帘线结构的选择，并不限于HE高伸长形式。 无搭接保证了简洁翻新。Oo带束层卡车轮胎带束层（帘线缠绕）绿色条是由单独复胶帘线或两根复胶帘线条缠绕而成。缠绕操作可以在螺旋管状表面的成型鼓上轻易完成。子午弧半径没有任何的不连续性。单层缠绕的采纳,降低了来自带束层的平面刚度。 第一承受负荷层：红 其次承受负荷层：兰 0带束层：绿 爱护带束层：粉帘线结构的选择,并不限于HE高伸长帘线。 无搭接保证了简洁翻新，削减缠绕的

37、0。带束层厚度较老式的更好。倍耐力卡车轮胎0。带束层（帘线缠绕）绿色条是由单根复胶帘线或两根复胶帘线条缠绕而成。缠绕操作可以在螺旋管状表面的成型鼓上轻易完成。子午弧半径没有任何的不连续。上层可延长爱护层和缠绕0。的运用,进一步提高轮胎翻新性。第一负荷层:其次负荷层: 0带束层: 爱护带束层: 帘线结构的选择，并不限于高伸长帘线。结构设计和增加 轮胎各部件初步设计的基本公式，在前面的叙述中已给出。 允许设计者对充气压力和在最高速度下的角速度，作一个粗略的计算。 确定某种材料是否适应于给定的，我们必需确定的合理的平安系数。 胎圈钢丝总是比较薄弱的轮胎结构部件。由于它是由大直径钢丝制造的，以及轮辆的

38、特殊爱护作用，即使它虽受意外冲击，运用具有延长性的回火钢丝，这样，具有4倍的平安倍数是足够的。 胎体更多的承受意外损伤：因此对轿车和摩托车轮胎，通常有大于10倍的平安倍数；胎体的外延刚性对改善操纵试验是有好处的。至于钢丝胎体载重卡车胎，通常认为5倍左右是足够的。 轿车轮胎的带束层一般设计为比较高的平安倍数，这是为了给合理的驾驶性能供应足够刚性的材料。通常要保证高于10倍的平安系数。然而，对于低断面UHP超高性能轿车轮胎不是这样；即使运用比较薄弱的钢丝帘线，特别宽的带束层剪切刚度也是足够大的。止匕外，轮胎的最大变形必定被轮的尺寸限定。这样以来，低于或等于5倍的平安倍数被认为是可以接受的。UHP高

39、性能摩托车轮胎，考虑到有意义的离心力张力，被认为平安倍数不高于5倍。同样的系数对于卡车胎，也是相宜的，因为工作层带束层还被爱护层爱护。 静态负荷和伸长变形由胎侧长度严格限定。 动态变形的最大点在B点,相应于轮胎的最大弦。,胎体的最猛烈的疲惫,绝大多数发生在接近B。 多数胎圈区域的疲惫发生在胶料层,更精确的说,发生在不同胶料间的界面,例如胎圈填充胶和胎体反包;胎圈疲惫寿命通过避开压出表面的氧化而获得很大的改善,所以要要求低的挤出强度,半制品胶料防紫外线。 另外的疲惫发生在反包和钢丝包布端点处,胎圈断面尺寸的细心设计是改善轮胎疲惫寿命的途径。 胎圈钢丝圈的形式也对确定胎圈疲惫寿命是特别重要的。 卡

40、车胎胎体帘线是完全同向捻,在相互磨擦方面,单丝之间线接触远远优于点接触Q标准的高质量的胎体帘线,过去是7X4X0.1751.1.o为了获得高曲挠性能帘线和避开胎胚反包端点开裂,小直径帘线是必需的。工艺质量改进,更好的胶料粘合性能,更少的胎胚存放时间,运用大直径单丝020和Q22帘线成为可能。恒久不要将胎胚置于硫化区的热环境中。然而,值得记住的是低直径帘线的疲惫性能是更好的C增加材料的变更：钢丝帘线市场趋势卡车轮胎胎体: 前景趋势是乘用“紧密型帘线”0.20+18X0.175或0.22+18X0.20,这一点指出来是有益的。1+18这个方案,是用新的生产机械制造的,在几何尺寸和机械性能方面,与1

41、+6+12等同的。不过,工业加工成本显著的降低。紧密型帘线事实上有其薄弱性:中心单丝不是螺旋形成型;并且比四周单丝有更大的应力,它常常形成第一个疲惫点。 米西林仍旧常常把紧密型帘线用于225英寸胎体时,而接着依靠于3+9+15X0.22W用于20寸有内胎轮胎。 米西林制造商买入大量的3+9XO.175,特别高的密度，用于19.5和17.5英寸的产品,用于大型运输车。钢丝帘线: 确定钢丝帘线最大和最小密度的固定间距的重要原则，是固定间距的构成是否在0.4mm和1.5mm之间。 另外一个可接受的原则是，固定间距必需在30%和60%之间，这个标准与前面的规定绝大部分相符。假如帘线直径为Imm,固定间

42、距0.4mm,相应比例为28.5714%,固定间距1.5mm,相应比例为60.00%。 最大帘线密度不能超过上述规定，避开帘线之间没有足够固定间距。成型时，胎体要有足够的胶料，有效地填充帘线之间间隙。假如这个要求不能实现，则保证不了帘线有匀称密度，胎体产生裂开。高质量的自然胶的附胶，可以帮助避开这个问题。假如密度高，通常采纳规定加厚帘布的方法。 最小密度要求，是轮胎在硫化时，必须要避开胶片或内衬层渗入到帘线之间。假如胎体拉伸明显，这个规定就更重要。 带束层帘线的要求,通常稍低于胎体帘线的要求。 因此,低成本是一个明显的要求。耐腐蚀性、良好的胶料渗透,对改善轮胎翻新有明显的作用。 即使好的帘线好

43、像更有利于操纵驾驶和匀称磨耗,而低成本大单丝直径的运用并不明显降低产品性能。 倍耐力0。带束层肩部增加部件,运用比较高价格的原材料,如3X7X0.2OHE帘线,是必要的。这是因为0带束层条在平式传动协助成型鼓上铺设的,因为在硫化过程,任何带束层伸张须要胎胚中的帘线的额外的听从。新技术是单根帘线在螺旋管状成型鼓上成型,允许运用标准结构帘线。米西林0。产品依靠于无限圈绕层的标准帘线,在螺旋管状成型鼓上成型,这是生产这种结构产品的唯一方式。 斜交角度的带束层条,依靠于大量的设计参数,如6。角,胎冠子午曲率,0。增加部件。米西林X-One结构,依靠于主要的45。斜交角度的带束层条,是由于在无限圈绕圆周

44、方向排列的帘线,担当着额外的负荷,同时,适当优化了平面内的剪切刚度C 在四层带束层结构里稳定层的角度最高为900这样的角度除了差的疲惫性能外,将带来优异的操纵稳定性。60是好的选择方案。 老的工程师感到,爱护层的最好帘线是高伸长帘线,因为它对带束层刚度不做贡献。现在的趋势是承受负荷层的同样帘线要运用成本低的。高耐冲击帘线也是特别好的结构,值得留意探讨和发展的项目。市场趋势卡车轮胎带束层: 绝大部分制造厂的趋势是转向最经济的结构和大直径,很多厂家运用3X0.22+6X0.38。 米西林从东欧生产商买了大量的(2+7)X0.28f这种帘线用于卡车胎稳定层和轻卡轮胎担当负荷层。 找寻低成本的趋势仍旧

45、在米西林,他们在很多方面运用(38)XO.35 一个特殊的运用在热带国家(南非)被发觉，1XQ12+(38)0.35.除了降低中心空气含量,很难理解高成本特别细的单丝的功能。细的单丝是高成本的,并有潜在的危急(帘线移动)。现在米西林毫无征候增加这个新结构。 米西林接着在很多方面大量运用(315)X0.22Wo 普利斯通现在运用波浪形中心单丝(1+6)0.34Wf以改善橡胶的渗透,并且仍在依靠于(315)0.22W普利斯通专利的某些新品种结构2X0.175+(611)X0.26W具有O捻度的中心双股。 胎圈包布的主要功能是改进胎圈区域的结构剪切力,防止交变的剪切应变力引起的胎体反包处应变。 其次个功能是保证高刚度的胎圈区域和高变形的胎侧区域之间的渐渐过渡。 封闭反包常用于轿车轮胎