輪胎設(shè)計與工藝學橡膠工程教研室高分子科學與工程學院課程的內(nèi)容及課時分配：第一章概論第二章輪胎使用力學基礎(chǔ)及設(shè)計理論第三章輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計2學時8學時16學時第四章輪胎設(shè)計的CAD/FEM技術(shù)選用教材及參考書：教材:《現(xiàn)代輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計》辛振祥，鄧濤將出版）參考書:《橡膠工業(yè)手冊》--第四分冊6學時共32學時化工出版社(即《子午線輪胎設(shè)計與制造技術(shù)》余淇等化工出版社高分子科學與工程學院第一章概論學習目的與要求通過學習掌握:1.輪胎的組成2.輪胎的幾種分類方法、輪胎的結(jié)構(gòu)特點3.輪胎的規(guī)格表示方法了解：1.輪輞、輪胎的基本性能2.輪胎的歷史及發(fā)展趨勢高分子科學與工程學院§1-1輪胎的功能及使用性能一、輪胎的基本功能（1）承受汽車負荷。（2）和汽車懸架共同緩沖來自路面的沖擊，保證汽車有良好的行使平順性、舒適性。（3）為傳動驅(qū)動力和制動力，提供足夠的附著力。（4）為改變或保持行使方向提供足夠的操縱與方向的穩(wěn)定性。二、輪胎的使用性能（1）承載負荷性（2）操縱穩(wěn)定性（3）行使安全性（4）附著與牽引性（5）節(jié)能與經(jīng)濟性（6）高速性（7）乘坐舒適性（8）耐久性（9）低噪聲高分子科學與工程學院Wet,SnowPerformancewetgripWearRollingResistance高分子科學與工程學院Economics-Mileage-RollingResistanceHandling-TireCharacteristicsComfort-MechanicalComfort(flatspot)-AcousticComfortSafety-Max.drivingsafetyundervariousconditions(dry,wet,winter,etc.)高分子科學與工程學院§1-2輪胎的組成及分類一、輪胎(Tyre)的組成1.輪胎一般由外胎（cover）、內(nèi)胎(tube)、墊帶(flap)三部分組成。2.外胎由胎面膠、胎體層和胎圈三個大部件組成。胎面(Tread)包括胎冠膠(treadcap)和胎側(cè)膠(sidewall)胎體(Carcass)包括簾布層(cordply)和緩沖層(breaker)胎圈(Bead)包括三角膠(fillerstrip)、包布(beadwrap)和鋼絲圈(beadwire)高分子科學與工程學院輪胎組成高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院二、輪胎(Tyre)的結(jié)構(gòu)與分類充氣輪胎從不同角度可進行不同的分類，接下來我們按照常用的較為重要的角度進行分類。1.按輪胎的骨架結(jié)構(gòu)分類隨著輪胎工業(yè)的發(fā)展，輪胎的骨架層材料排布發(fā)生較大的變化。由棉簾線到尼龍（錦綸）簾線再到聚酯（滌綸）簾線，鋼絲簾線、特種場合用到芳綸簾線等。（1）胎冠角(crownangle)輪胎胎體簾線與胎冠中心線的垂線的夾角---βk(斜交輪胎）輪胎胎體簾線與胎冠中心線的夾角---αk（子午線輪胎）高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院（2）按結(jié)構(gòu)分：斜交胎(biastyre)、帶束斜交胎（biasbeltedtyre）、子午胎(radialtyre)①斜交結(jié)構(gòu)輪胎（biastyre)簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉，且與胎冠中心呈小于90°角排列的充氣輪胎。結(jié)構(gòu)特點：A胎體簾布層簾線按一定角度相互交叉排列B胎冠角βk一般在48～54度范圍內(nèi)C胎體層數(shù)均為偶數(shù)，各層簾布密度由內(nèi)向外依次變稀D緩沖層簾布密度最稀，并角度大于或等于胎體層βk，結(jié)構(gòu)視輪胎規(guī)格而定高分子科學與工程學院斜交輪胎骨架結(jié)構(gòu)及各部位名稱高分子科學與工程學院特點：優(yōu)點：胎體堅固，負荷下變形小，胎側(cè)不易損傷，轉(zhuǎn)向與制動等性能良好。此外生產(chǎn)歷史長、技術(shù)好掌握、生產(chǎn)效率高、加工費用低。缺點：結(jié)構(gòu)不合理，原材料消耗多，磨損大，抓著性差，滾動阻力大，行駛溫度高，進一步改進的潛力已較小，不能滿足日益提高的要求。目前除路面條件優(yōu)良的西歐和美國外，在世界上仍占有相當大的比例。高分子科學與工程學院②子午線輪胎（radialtyre):胎體簾布層簾線與胎冠中心呈90°或接近90°角排列，并以帶束層箍緊胎體的充氣輪胎，國際代號為R。αk=90°結(jié)構(gòu)特點：A胎體簾線排列象地球的子午線的形式，胎冠角在αk=90°（βk=0～15o）范圍內(nèi)。而帶束層簾線接近于周向排列，胎冠角為αk=15o--24o（βk=66o～75o），它象剛性環(huán)帶一樣，緊緊箍在呈子午線排列的胎體上B胎體簾線平行排列C胎體簾布層數(shù)奇數(shù)、偶數(shù)均可D帶束層簾線交叉排列，接近圓周方向，簾布密度由內(nèi)向外漸稀高分子科學與工程學院半鋼子午線輪胎骨架結(jié)構(gòu)幾個部位名稱高分子科學與工程學院全鋼子午線輪胎骨架結(jié)構(gòu)幾個部位名稱高分子科學與工程學院使用特點：A減振性較好子午線輪胎胎體簾線呈子午排列，和輪胎變形方向一致，有效地利用了簾線的強度，故可以減少簾布層數(shù)和橡膠用量。和普通結(jié)構(gòu)輪胎相比，簾布層數(shù)減少40～50%，橡膠用量可減少20%，輪胎重量可減輕5～8%，胎體薄，柔軟，行駛平穩(wěn)，乘坐舒適并可減少機械磨損，減少維修費用。B耐磨性較好周向排列的帶束層，加固了胎冠，使輪胎周向不能伸張，極大的減少了輪胎滾動過程中胎面沿路面的滑移摩擦，顯著提高了胎面的耐磨性和抗機械損傷性能。和普通輪胎比耐磨提高了30～70%。高分子科學與工程學院C抓著性較好子午線輪胎胎體柔軟，下沉量大，胎面與路面接觸面積大，接觸壓力分布均勻。同時，胎冠剛性大，胎面周向滑移小。所以胎面與路面抓著性好，比普通胎提高10～50%,同時牽引性能和越野性能好，行駛安全，通過向好，爬坡性能好。D行駛溫度低胎體簾線子午排列，消除了普通結(jié)構(gòu)輪胎交叉排列層間剪切移動。因此，消耗能量少，生熱低。另外，由于胎體簾布層數(shù)少，胎測較薄，也便于散熱。所以行駛溫度比普通輪胎低30～70%。高分子科學與工程學院E使用壽命長綜合壽命比普通輪胎提高50～100%，一般路面10萬公里，好路面14萬公里，壞路面7萬公里左右。不足：側(cè)向穩(wěn)定性較差，胎側(cè)易裂口，工藝復雜，造價較高，投資大。③帶束斜交胎上世紀50年代投產(chǎn)，結(jié)構(gòu)特點為：胎體簾線排列和普通結(jié)構(gòu)輪胎相似，緩沖層類似于子午胎的帶束層，屬過渡產(chǎn)品。其性能介于子午胎和斜交胎之間，只用于乘用輪胎和輕卡輪胎，林業(yè)輪胎、軍用輪胎等特種輪胎，載重胎沒用。高分子科學與工程學院2.按用途分類：轎車輪胎、載重輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎、工程輪胎、航空輪胎、摩托輪胎、自行車胎。高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院轎車輪胎高分子科學與工程學院載重輪胎高分子科學與工程學院輕型卡車輪胎高分子科學與工程學院農(nóng)業(yè)輪胎高分子科學與工程學院工程輪胎高分子科學與工程學院3.輪胎按車種分類大概可分為8種。即：PC——轎車輪胎；LT——輕型載貨汽車輪胎；TB——載貨汽車及大客車胎；AG——農(nóng)用車輪胎；OTR——工程車輪胎;ID——工業(yè)用車輪胎；AC——飛機輪胎；MC——摩托車輪胎。4.其它結(jié)構(gòu)輪胎分類（1）活胎面輪胎于1959年投產(chǎn)，由胎體和可更換的胎面組成。胎面依靠胎體充氣后產(chǎn)生的徑向張應力固著于胎體上。胎體：為使胎體充氣后能產(chǎn)生的足夠徑向張應力，保證胎面牢固的箍在胎體上，胎體多采用子午線結(jié)構(gòu)。胎面：又叫胎條，分為單胎條（整胎條）、多胎條、履帶式胎條三種。高分子科學與工程學院1－鋼絲纖維2－活胎面3－凸緣4－胎體活胎面輪胎高分子科學與工程學院使用特點：1）使用方便。胎面磨光或損壞后，換用新的胎面，減少翻修的麻煩。2）花紋適應性強?？筛鶕?jù)路面、季節(jié)，隨時換用不同花紋的胎面。3）制造簡便。比子午胎制造簡便。4）具有子午胎同樣的缺點。發(fā)展緩慢。高分子科學與工程學院（2）低斷面輪胎汽車速度的提高，必須提高其穩(wěn)定性，減小輪輞和輪胎的直徑，降低汽車的重心，增加輪輞寬度合輪胎的斷面寬，提高輪胎側(cè)向剛性，都可提高汽車的穩(wěn)定性。一般常用輪胎斷面高寬比為：乘用輪胎扁平率最小0.25左右，一般在0.5-0.8，載重輪胎0.85-1.25均有。特點：低斷面輪胎斷面高小，斷面寬大，斷面呈扁平狀，穩(wěn)定性好，舒適安全，適合快速行駛；伴隨斷面呈現(xiàn)扁平，胎面外緣曲線變得較為平坦，胎面與路而接觸面積增大，接觸壓力分布均勻，牽引性與制動性好；斷而高小，胎側(cè)曲撓程度輕，生熱低，輪胎壽命長。此外尚可減輕輪胎重量和降低耗油量。高分子科學與工程學院輪胎扁平化的發(fā)展高分子科學與工程學院轎車輪胎扁平率的不同高分子科學與工程學院（3）寬斷面輪胎結(jié)構(gòu)持點：這種輪胎于1955年投產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)持點是：斷面寬比一般常用輪胎寬0.5～1倍，斷面高寬比為0.6～0.75，胎側(cè)與一般常用輪胎胎側(cè)一樣。分類：寬斷面輪胎按其行駛面外緣曲線形狀不同，分為(如圖下所示)。寬斷面輪胎，負荷能力大，用以代替并裝雙胎。優(yōu)點：①行駛性能好。②經(jīng)濟意義大。③改善車輛使用性能。寬斷面輪胎斷面高寬比小，車輛重心低。此外單胎代替雙胎，輪軸彈簧可以外移，輪胎間距增大。缺點:攜帶備用胎不方便。此外由于僅后輪使用寬斷面輪胎，前后輪胎不能互換位用。寬斷面輪胎最初只用于越野汽車上，后來使用范圍日益擴大?，F(xiàn)在這種輪胎除裝配于越野汽車外，在普通載重汽車、公共汽車、拖施機和工程車輛上的應用越來越多，已成為國際輪胎的發(fā)展趨勢之一。高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院（4）拱型輪胎結(jié)構(gòu)特點：拱型輪胎是一種斷面比上述寬斷面輪胎還寬的輪胎。斷面寬較一般常用輪胎大1.5～2.5倍，斷面高寬比為0.45～0.5，胎肩呈圓弧型，如圖所示。適于在0.7～2公斤/平方厘米內(nèi)壓力下使用。高分子科學與工程學院普通輪胎拱形輪胎橢圓形輪胎高分子科學與工程學院使用性能：拱型輪胎寬度大，內(nèi)壓低，因而與路面接觸面積大，接觸壓力低．而且分布均勻，松軟地面上具有較大浮力和牽引力，通過性能好。適于在泥擰、沼澤、海灘、鹽田、沙漠和雪地等特殊條件下使用，但不宜在硬路面上使用。（5）反弧型輪胎反弧型輪胎：成品胎冠中心部位相對其兩側(cè)部位凹陷下去的輪胎。1934年開始研制。60年代末朋應用到乘用輪胎，70年代初期應用到航空輪胎，目前仍在繼續(xù)研究。高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院優(yōu)點：充氣后胎面很平坦，輪胎受的負荷能在接地面全寬范圍內(nèi)均勻分布，接觸壓力低、分布均勻。從而大大地提高了輪胎穩(wěn)定性、牽引性、耐磨性及乘坐舒適性，并可以降低生熱。耐磨性比一般常用輪胎高10～30%。缺點：對內(nèi)壓要求較嚴。（6）無內(nèi)胎輪胎結(jié)構(gòu)特點：不用內(nèi)胎、墊帶，壓縮空氣直接充入外胎中。1）胎里有氣密層，用以增加氣密性；2）胎圈外側(cè)有環(huán)形溝紋或其它形狀密封膠3）著合直徑小，將輪胎嚴密地固著在輪輞上。優(yōu)點：使用方便，安全性好。行駛溫度低．可減輕胎頂磨耗和改善胎體老化，延長輪胎使用壽命。輪胎重量可減輕10～15%，節(jié)省原材料，降低耗油量，并可簡化生產(chǎn)工序。缺點：對輪輞要求較高，胎圈與輪輞密合困難，損壞不易修補。高分子科學與工程學院載重子午胎無內(nèi)胎輪胎的結(jié)構(gòu)1一密封層；2－胎體；3－胎面；4一胎圈密封條；5一輪輞；6－氣門嘴；7一密封膠圈Ⅰ-裝于斜底15度的深式密封輪輞Ⅱ-裝于斜底5度和有密封膠圈的平式密封活輪輞。高分子科學與工程學院乘用子午胎（7）安全輪胎輪胎因刺扎等意外原因造或漏氣后，仍能繼續(xù)安全使用一段距離的輪胎，稱為安全輪胎。曾研究過很多辦法：如采用波紋壁內(nèi)胎，雙腔輪胎、填充海綿輪胎，內(nèi)襯輪胎等。高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院總的來說，當前隨著汽車制造和交通運輸部門對輪胎要求日益苛刻，安全舒適和耐用等問題。為此輪胎結(jié)構(gòu)趨勢是三化一體。三化是子午線化、無內(nèi)胎化、低斷面化。一體是三化共同實施于一條輪胎上。高分子科學與工程學院§1-3輪胎的命名與規(guī)格表示一、傳統(tǒng)命名法1.通常用“-”把兩組數(shù)連接的方式來表示輪胎規(guī)格,名義斷面寬-名義輪輞直徑。若是子午線結(jié)構(gòu)輪胎“-”改為“R”。例如：9.00-20名義斷面寬為9英寸，輪輞直徑為20英寸。注：9.00-20是表示輪胎的規(guī)格，此規(guī)格又有12PR、14PR、16PR、18PR等品種。16PR是十六層級的意思，表示負荷大約2600kg。高分子科學與工程學院2.充氣輪胎尺寸目前一般用英制為單位，但歐洲國家則常用公制。高壓胎一般用D×B來表示，其中D表示輪胎直徑的英寸數(shù)，B表示輪胎斷面寬度的英寸數(shù)。例如，34×7即表示輪胎外徑D為34英寸，斷面寬度B為7英寸。3.歐洲國家的低壓胎用B×d表示，尺寸單位用毫米，例如，185×400輪胎，表示其斷面寬度B為185毫米，輪輞直徑d為400毫米。這種規(guī)格的輪胎相當于7.50--16輪胎。二、ISO國際標準表示法名義斷面寬（mm），扁平率（%），結(jié)構(gòu)特點，名義輪輞直徑，負荷指數(shù)，速度級別。扁平率=H/B高分子科學與工程學院比如195／60R1485H的輪胎，意義如下：（1）195表示輪胎名義斷面寬度為195毫米。（2）60表示為扁平率的百分數(shù)，即輪胎斷面的高度比寬度為60％。（3）R表示子午線輪胎（另外還有D，B分別表示普通斜交輪胎和帶束斜交輪胎）。（4）14表示使用輪輞直徑為14英寸。（5）85是載荷指數(shù)。（6）H是速度標記號。例如：235/80R22.5137/140M意義如下：名義斷面寬為235mm，扁平率為80%，R表示子午胎，名義輪輞直徑為22.5英寸，負荷指數(shù)為137/140（指雙胎使用時負荷指數(shù)137，相應使用負荷為22.6KN;單胎使用時負荷指數(shù)為140，相應使用負荷為24.5KN），速度級別為M。高分子科學與工程學院A、9.00－20輪輞名義直徑(20in)輪胎結(jié)構(gòu)代號(斜交胎)輪胎名義斷面寬(9.00in)B、11.00R20輪輞名義直徑(20in)輪胎結(jié)構(gòu)代號(子午線輪胎)輪胎名義斷面寬(11.00in)C、5.00－12ULT輪胎類型標志（微型汽車輪胎）輪輞名義直徑（12in）輪胎結(jié)構(gòu)代號（斜交輪胎）輪胎名義斷面寬（5.00in）高分子科學與工程學院D、8.25－16LT輪胎類型（輕型載重輪胎）輪輞名義直徑（16in）連字符輪胎名義斷面寬（8.25in）E、255/70R22.5140/137J速度標志（100km/h）負荷指數(shù)（雙胎：22.5KN）負荷指數(shù)（單胎：24.5KN）輪輞名義直徑（無內(nèi)胎輪輞22.5in）輪胎結(jié)構(gòu)標志（子午線輪胎）輪胎扁平率（70％）輪胎名義斷面寬（255mm)高分子科學與工程學院表1-1輪胎速度標志符號速度標志ABCD實際速度（km/h）40506065速度標志NPOR實際速度（km/h）140150160170EFGJ708090100STUH180190200210KL110120VZ230240以上M130高分子科學與工程學院美國《TRA輪胎輪輞年鑒》規(guī)定：輕型載重輪胎中型載重輪胎重型載重輪胎輕型載重輪胎中型載重輪胎90～105km/h80～100km/h60～85km/h120～140km/h100～110km/h歐洲《ETRTO輪胎輪輞年鑒》規(guī)定重型載重輪胎80～90km/h高分子科學與工程學院表1-2輪胎負荷指數(shù)及其負荷能力對應表負荷指數(shù)LI負荷能力TLCCKN(kgf)負荷指數(shù)LI負荷能力TLCCKN(kgf)3031323334……2702712722732741.041.071.101.131.16……1039.501068.921098.341127.701157.18(106)(109)(112)(115)(118)……(106000)(109000)(112000)(115000)(118000)3536373839……2752762772782791.191.231.261.301.33……1186.601225.831260.151294.481333.70(121)(125)(128)(132)(136)……(121000)(125000)(128000)(132000)(136000)高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院§1-4輪胎工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀一、輪胎的發(fā)展簡史1、輪胎的發(fā)展歷程1833年應用橡膠的高彈性對馬車減震1845年硫化實心輪胎1888年鄧路普發(fā)明充氣輪胎1889年巴爾特取得楔形輪胎專利1948年米其林生產(chǎn)子午線輪胎1937-1947年高強度骨架應用1923年出現(xiàn)低壓輪胎1910年簾布取代帆布應用于輪胎LIM公司澆注輪胎安全輪胎世界上第一只充氣式輪胎十分簡單先進的高速轎車子午線輪胎高分子科學與工程學院二、輪胎工業(yè)發(fā)展趨勢1.世界輪胎工業(yè)發(fā)展趨勢目前世界上的環(huán)保型輪胎，基本上可以概況為三方面：一是減少燃料、降低廢氣排量，以節(jié)省能源和防止大氣污染為目的的“綠色”輪胎；二是以具有良好的高速性、制動性、安全性和舒適性同時又能防止振動和減少噪聲為目的的高性能輪胎；三是取代鑲釘或掛鏈輪胎，以防止輪胎破壞路面和避免造成揚塵、噪聲為目的的非鑲釘或全天候輪胎。高分子科學與工程學院1.1國外輪胎的子午化、扁平化、無內(nèi)胎化已趨于成熟子午線輪胎發(fā)展迅速，目前已占世界輪胎總產(chǎn)量11億條的90%以上，西歐已基本實現(xiàn)100%為子午線輪胎，美國和日本90%以上為子午線輪胎。由此可見，發(fā)達國家子午線輪胎已基本取代了斜交輪胎。發(fā)展較晚的國家如韓國，輪胎子午化率也達到90%。這些國家子午線輪胎的發(fā)展為其帶來了非常顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，尤其是大大促進了這些國家的汽車工業(yè)和交通運輸以及整個國民經(jīng)濟的發(fā)展，對節(jié)約能源、改善環(huán)境起了重要作用。隨著汽車和道路的發(fā)展，車速越來越高，對輪胎的安全性、操縱性和剎車性能等要求更高。為適應這些要求，輪胎斷面結(jié)構(gòu)的高寬比越來越小，即輪胎斷面趨于扁平化。高分子科學與工程學院扁平化首先從轎車子午線輪胎開始，由“80”系列（即高寬比為80%）普遍發(fā)展到“70”系列，繼而發(fā)展到“65”，“60”系列和“55”，“50”系列，現(xiàn)已出現(xiàn)“35”“30”系列產(chǎn)品，汽車輪輞直徑也相應增大，其代號一般由13″和14″發(fā)展到15″和16″，甚至到17″和18″。總之，轎車子午線輪胎的“80”，“70”系列呈下降趨勢，而低斷面的“65”，“60”等系列呈上升趨勢。目前轎車輪胎基本都是無內(nèi)胎子午線輪胎；載重輪胎也向無內(nèi)胎發(fā)展，西歐無內(nèi)胎載重子午線輪胎已接近100%，美國90%以上，日本55%以上。綜上所述，輪胎子午化、扁平化、無內(nèi)胎化是當今輪胎技術(shù)發(fā)展的大趨勢，在發(fā)達國家已基本完成，且具備了成熟的、系統(tǒng)的、配套的生產(chǎn)技術(shù)。高分子科學與工程學院1.21.2.1新一代子午線輪胎發(fā)展迅速節(jié)能輪胎、綠色輪胎、環(huán)保型輪胎進入90年代最具代表性、劃時代的新一代子午線輪胎，就是節(jié)能輪胎、綠色輪胎、環(huán)保型輪胎的出現(xiàn)。發(fā)明子午線輪胎的米其林公司率先于1992年將綠色輪胎投放市場。按其標準，綠色輪胎要比普通子午線輪胎降低滾動阻力22%~24%。對轎車綠色輪胎節(jié)省燃料3%~5%，對載重車節(jié)省燃料6%~8%，其意義是非常深遠的。高分子科學與工程學院1.2.2防水滑安全輪胎為了提高輪胎在濕路面的高速行駛安全性，國外許多輪胎公司先后開發(fā)了外形像“雙胎冠”輪胎的花紋。胎冠中心有一條縱向的寬而深的花紋溝槽，兩邊呈扇形花溝連接，起到了迅速排水作用。如美國固特異公司的Aquatread(水上胎面)輪胎，1991年投放市場，并獲美國愛迪生獎，德國大陸公司的Aquacontact（水上接觸）輪胎，法國米其林公司的Catanarn（雙船體）輪胎，均于1993年投放市場，日本普利司通公司的FT70C輪胎也是一種新型防水滑全天候輪胎，于1997年推出與其他公司抗衡。1.2.3跑氣保用輪胎這種輪胎不僅在輪胎泄氣情況下仍能以80km/h速度行駛200km，而且涉及到傳統(tǒng)的輪胎/輪輞系統(tǒng)的變革帶來許多好處。米其林的PAX系統(tǒng)已被廣泛認可為先進的跑氣保用系統(tǒng)。世界都在討論這是否成為未來輪胎的發(fā)展趨勢，對傳統(tǒng)的輪胎一輪輞總成提出了挑戰(zhàn)。其他新技術(shù)輪胎還有智能輪胎、超輕量輪胎、超高里程輪胎、彩色輪胎、仿生輪胎等等。高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院2.輪胎全自動生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展（1）法國米其林公司的C3M生產(chǎn)技術(shù)。Ｃ３Ｍ全稱為Command+Control+Communication＆Manufacture，建議譯為“指揮＋控制＋通訊與制造一體化系統(tǒng)”。（2）美國固特異公司的IMPACT生產(chǎn)技術(shù)（1998年已有2家工廠投產(chǎn)，據(jù)稱是世界生產(chǎn)成本最低的）IMPACT全稱為IntegratedManufacturingPrecisionAssemblyCellularTechnoligy，建議譯為集成加工精密成型單元技術(shù)。。（3）德國大陸公司的MMP生產(chǎn)技術(shù)（1999年在德國投產(chǎn)）ModularManufacturingProcess，建議譯為積木式成型法。（4）意大利倍耐力公司的MIRS生產(chǎn)技術(shù)（計劃在5年內(nèi)建5家廠）ModularIntegratedRobotizedSystem，建議譯為積木式集成自動化系統(tǒng)。早期輪胎的成型工藝現(xiàn)代輪胎的成型工藝高分子科學與工程學院3.中國輪胎工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國系輪胎生產(chǎn)和消費大國，產(chǎn)量和需求量均居世界第三位（美國遙遙領(lǐng)先，中國緊跟日本之后），約占世界輪胎總產(chǎn)量和總需求量的10%和8%。就產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而言，子午胎比例僅占2/3，而世界平均接近90%；轎車輪胎與載重輪胎之比約為30/70，而世界平均為70/30（這對天然橡膠、合成橡膠、骨架材料、炭黑等的消耗結(jié)構(gòu)有較大影響。）農(nóng)業(yè)輪胎（含農(nóng)業(yè)汽車胎）所占比例較大，約占總產(chǎn)量的1/3，而其子午化基本系空白。企業(yè)結(jié)構(gòu)：規(guī)模大的不多，企業(yè)分散，全國約有360多家，僅山東省就占一半左右，品牌五花八門，但知名商標廖廖可數(shù)。企業(yè)機制：外企、國企、民企的“三足鼎立”，形成“四大方陣”角逐的新格局。第一方陣為世界輪胎三強（米其林、固特異、普利斯通）；第二方陣為韓國錦湖、韓國輪胎、印尼佳通、臺灣正新、泰豐、諾曼地等；第三方陣為國內(nèi)重點輪胎企業(yè)，第四方陣為國內(nèi)民營中小輪胎企業(yè)。高分子科學與工程學院參考文獻：中國橡膠工業(yè)起始于1915年，中國的第一條輪胎于1931年在上海著手試制。1949年全國解放時，輪胎產(chǎn)量僅為2.6萬條。新中國成立后，1952年輪胎產(chǎn)量已達到42萬條，年均遞增幅度達152.78%。之后，經(jīng)過第一個五年計劃到八個五年計劃時期，取得了長足的發(fā)展，到改革開放初期的1979年，輪胎產(chǎn)量達到1169萬條。近年來，中國輪胎工業(yè)以其迅猛的發(fā)展速度而舉世矚目。2006年中國輪胎產(chǎn)量和出口量均位居世界第一，成為世界輪胎工業(yè)的一支重要力量，出口已成為拉動我國輪胎工業(yè)發(fā)展的重要因素。近6年中國汽車輪胎產(chǎn)量（萬條)年份汽車輪胎總產(chǎn)量子午胎產(chǎn)量全鋼子午胎子午化率/%2001200220032004200520061400123001650021000250002800004250417355400667397600109601485017860111746185052283059385064高分子科學與工程學院2006年，中國輪胎產(chǎn)量大約2.8億條，位居世界第一。其中子午胎1.78億條，同比增長48%，子午化率達到64%。子午胎中，轎車和輕卡子午胎子午胎1.4億條;全鋼子午胎3850萬條，增幅高達36%。從2006年輪胎生產(chǎn)分析，轎車和輕卡子午胎生產(chǎn)以外資企業(yè)為主，占總產(chǎn)量的75%，內(nèi)資企業(yè)的市場占有率正在逐步擴大；全鋼子午胎處于快速發(fā)展階段，內(nèi)資企業(yè)的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的70%；大中型全鋼工程子午胎技術(shù)提升明顯，并且規(guī)模逐步擴大；斜交胎總體下降了3%～5%。高分子科學與工程學院子午胎年均增長率超過20%。目前，國內(nèi)已經(jīng)有300多家輪胎企業(yè)通過了國家“CCC”強制認證，能夠生產(chǎn)轎車輪胎、載重輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎、工業(yè)輪胎和工程機械輪胎5大系列輪胎，品種規(guī)格近2000多個。全鋼子午胎生產(chǎn)企業(yè)共有32家，轎車和輕卡子午胎生產(chǎn)企業(yè)有33家。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)字，全國已投資的子午胎項目已達到70多個，投資額400多億美元，加上正在擴建的項目，總投資近500億美元。一旦所有在建項目全部達產(chǎn)，中國的全鋼子午胎產(chǎn)能將達到7000萬條，轎車和輕卡子午胎子午胎產(chǎn)能將超過3.3億條，并且還有9000多萬條斜交胎產(chǎn)能。高分子科學與工程學院以上海輪胎、杭州中策、三角集團、風神輪胎、青島雙星、華南輪胎為代表的大型國有輪胎企業(yè)經(jīng)歷了市場經(jīng)濟的考驗，這些企業(yè)在積極擴大子午胎產(chǎn)能的同時，也把目光盯在了出口市場，以求在激烈的市場競爭中占領(lǐng)更多的市場份額。2006年，杭州中策、三角集團以及山東玲瓏的產(chǎn)量分別突破1000萬條，上輪全鋼子午胎產(chǎn)量達到340萬條。高分子科學與工程學院國外輪胎紛紛投資中國隨著世界輪胎巨頭的生產(chǎn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，中國已成為國際輪胎公司重要的生產(chǎn)基地。目前，外商投資的輪胎公司（包括合資中外商控股和外商獨資）共有17家，建立了36家工廠，其中已投資的有26家，累計投資達30多億美元。世界十大輪胎公司紛紛在上海設(shè)立亞太地區(qū)或中國投資總部，全面部署在中國的投資計劃。除德國大陸公司外，其它9家均已在中國設(shè)立輪胎廠，有的已經(jīng)達到了相當大的規(guī)模，如韓國輪胎公司在中國江蘇淮安和浙江嘉興兩家輪胎廠在2006年的總產(chǎn)量超過2400萬條，其中韓泰嘉興工廠以年產(chǎn)1400萬條半鋼子午胎的產(chǎn)量列中國單體半鋼子午胎工廠產(chǎn)量第一。除此之外，有些跨國輪胎集團已逐步在中國形成輪胎產(chǎn)業(yè)鏈供應，如日本普利司通，在輪胎廠之外，還建有合成橡膠廠和鋼簾線廠。高分子科學與工程學院排名世界輪胎第13位的新加坡佳通輪胎公司，在過去的10多年里，先后在中國購并了5家輪胎廠，這些企業(yè)分布在中國版圖上的東西南北中。通過對這些購并企業(yè)的增資擴產(chǎn)，佳通輪胎壯大了生產(chǎn)規(guī)模，近幾年輪胎銷售總額始終排在中國第一。2006年輪胎總產(chǎn)量2977萬條，占全國總產(chǎn)量的1/10以上；輪胎銷售總額達到111億元。我國臺灣地區(qū)的輪胎企業(yè)也同樣看好中國市場。進入世界輪胎75強的正新/瑪吉斯橡膠公司、建大橡膠有限公司、南港輪胎股份有限公司、華豐橡膠工業(yè)有限公司以及聯(lián)邦橡膠股份有限公司均已在中國大陸設(shè)立工廠。外資及臺資輪胎企業(yè)見表2。高分子科學與工程學院表2、2006年度外資及臺資輪胎企業(yè)世界排名1235678910111213253440444965公司名稱日本普利司通法國米其林美國固特異意大利倍耐力日本住友日本橫濱韓國輪胎美國固珀韓國錦湖日本東洋臺灣正新新加坡佳通韓國下世紀臺灣建大臺灣南港臺灣華豐臺灣聯(lián)邦(泰豐）馬來西亞銀石在中國的廠址天津、升陽、惠州、無錫沈陽、上海大連路通蘇州、常熟蘇州、杭州淮安、嘉興成山、昆山南京(2家)、天津、長春與正新合資廈門、昆山安徽、福建、樺林、重慶、銀川青島昆山、深圳張家港常熟江西南昌山東瀘河數(shù)量421122224225121211本土企業(yè)發(fā)展勢頭迅猛以山東東營地區(qū)興源、盛泰、萬達、金宇、永泰、銀寶、恒豐、永盛為代表的新型民營輪胎企業(yè)是中國輪胎工業(yè)的后起之秀，在競爭中形成了規(guī)?；a(chǎn)，作為中國輪胎工業(yè)的一支新生力量，活躍在國內(nèi)外市場上。中國輪胎的出口勢頭也同樣迅猛。根據(jù)國家的統(tǒng)計數(shù)字，2005年我國輪胎出口超過9000萬條，同比增長57%，占輪胎生產(chǎn)總量的1/3。其中子午胎出口5000萬條，占輪胎出口總量的56%，輪胎出口總數(shù)居世界前列。2006年子午胎出口達到1.2億條，同比增長32%，占輪胎生產(chǎn)總量的42%，輪胎出口已經(jīng)成為中國輪胎的重要銷售渠道。近6年中國輪胎出口情況見表3。高分子科學與工程學院表3、近6年中國輪胎出口情況（萬條)2001年出口量同比增長/%2002年2003年2004年2005年2006年2635.33523.24500.06875.29100.01200033.6927.7252.7832.3631.9高分子科學與工程學院今后幾年，隨著汽車和公路的發(fā)展，國內(nèi)子午線輪胎消費還將繼續(xù)增加。斜交胎將逐步減少，工程子午胎也將逐步代替斜交工程胎。在發(fā)展中，同樣面臨著新的挑戰(zhàn)。天然橡膠資源的緊缺，2/3的消費量依靠進口，供需不平衡造成原材料成本增加；國家從2007年7月1日起縮減了輪胎出口退稅的比例，國際上一些國家對中國輪胎的反傾銷，以及美國等國家提高了輪胎進口的準入證，人民幣的對美元的升值，這些因素都會影響輪胎出口；產(chǎn)能增長過快的同時，缺少個性化產(chǎn)品和國際知名品牌；自主創(chuàng)新和研發(fā)水平與世界知名公司有一定差距。在市場經(jīng)濟的浪潮中，中國的輪胎工業(yè)會在探索中逐步找到適宜的道路，最終邁向世界輪胎強國的目標。高分子科學與工程學院子午線輪胎近年來迅速發(fā)展起來并將逐步取代斜交輪胎的生產(chǎn)，標志著輪胎工業(yè)的新水平。擴大無內(nèi)胎輪胎的應用也是子午線輪胎的一個發(fā)展趨勢，有的國家無內(nèi)胎與子午線輪胎同步發(fā)展，轎車輪胎己基本無內(nèi)胎化，載重無內(nèi)胎輪胎也達60-80%。今后中國輪胎工業(yè)要抓住機遇，向高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、低能耗、多品種方向發(fā)展，子午線輪胎要提高生產(chǎn)技術(shù)水平，使子午線輪胎能夠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，早日進入世界先進行列。高分子科學與工程學院輪胎的發(fā)展趨勢輪胎工業(yè)的發(fā)展趨勢是三化一體，即朝著子午化、無內(nèi)胎化、扁平化發(fā)展。這是為了適應目前汽車工業(yè)向高速度、高功率、高載荷方向的發(fā)展趨勢。子午線結(jié)構(gòu)輪胎的優(yōu)越性大大超越斜交輪胎，已形成世界輪胎發(fā)展的主流。載重斜交輪胎的行駛里程為80000-100000km，轎車斜交輪胎為40000km，子午線輪胎的行駛里程一般可提高50%，甚至高達1倍以上。如米西林全鋼絲子午線輪胎平均行駛里程為120000-150000km，甚至有高達300000km以上的。無內(nèi)胎化可以使輪胎輕量化、使用方便、且節(jié)省材料。扁平化能提高輪胎的行駛安全性從而能提高汽車的速度。高分子科學與工程學院§1-5輪輞種類與型號高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院一、輪輞的發(fā)展演變汽車輪胎是從自行車胎演變過來的。最早使用的輪輞直徑很大。而且輪輞邊緣是凹陷的，因此至1925年以前都是采用楔形輪胎，它帶有凸緣的胎圈，相應固定在凹緣的輪輞上。楔形輪胎的缺點是胎圈部位很容易損壞，安裝輪胎非常困難。后來演變?yōu)槠矫嫘洼嗇y，輪胎也從楔形胎圈演變?yōu)橹苯切翁ト?，直至今日廣泛使用。輪輞直徑的變化早期是從大到小，如最早使用的輪輞直徑為24寸，而現(xiàn)在發(fā)展到9寸。輪輞的寬度變化是由窄變寬。輪輞寬度的增大則可提高輪胎的負荷能力、側(cè)向穩(wěn)定性和輪胎的行駛里程壽命，不足之處則會降低輪胎的緩沖性能。高分子科學與工程學院隨著子午線輪胎的出現(xiàn)，由于子午胎存在一個致命弱點即胎側(cè)過于柔軟，為了解決這個問題，子午胎開始了扁平化，隨著扁平化越來越厲害，速度越來越高，使用輪輞的直徑又不斷增加如在35系列的轎車胎用到了18寸輪輞速度級別達到了Z級。當然輪輞外徑的過大會導致車輛的重心過高影響車輛的行駛性能。輪輞的直徑變小可適應輪胎的高速性，輪輞變寬則可增大輪胎的負荷能力和側(cè)向穩(wěn)定性和行駛里程，唯一不足則是降低輪胎的緩沖性能。高分子科學與工程學院輪輞是車輪的一個組成都分，用以連接車輪和輪胎構(gòu)成一體的重要部件，起傳遞汽車牽引力的作用。所以，輪胎設(shè)計必須依據(jù)輪輞規(guī)格尺寸彼此要求準確配合。近年來，汽車向高速度、高載荷方向發(fā)展，促使輪輞朝著增加寬度方向演變，一般同規(guī)格載重輪胎的寬輪輞寬度比原輪輞寬度約增大25～50mm。轎車輪胎不但輪輞寬度增寬，輪輞直徑也相應向縮小方向變化,以保證車輛行駛的穩(wěn)定及安全性，降低車輛在高速行駛時轉(zhuǎn)彎的離心力，有利于提高輪胎的耐磨性能,延長輪胎的使用壽命，但輪輞直輕亦不宜過小，必須在保證輪胎的操縱性能的前提下縮小.高分子科學與工程學院一般載重車輪輞直徑有508mm和457mm兩種，輕型載重車輪輞直徑有406mm、380mm、355mm、330mm4種。轎車輪輞直徑為38Omm、355mm和330mm3種。微型轎車輪胎的輪輞直輕縮小至305mm和254mm。二、輪輞結(jié)構(gòu)類型汽車及農(nóng)業(yè)機械用的輪輞屬于輻板式車輪輪輞,可分為3種不同類型的結(jié)構(gòu)。(1)整體式(非拆開一件式)一般用于轎車及國產(chǎn)拖垃機等車輛上。高分子科學與工程學院高分子科學與工程學院(2)對開式(兩件式)，輪輞由兩個對開部件組成,一般用于拖拉機和小型工業(yè)車輛上。高分子科學與工程學院(3)多件式(由輪輞本件、圓環(huán)式擋圈(輪緣)和斷開式鎖圈組成)輪輞是可拆開式的二件式、三件式和四件式幾種構(gòu)造形式，采用三件式較廣泛，用于載重汽車及其它各類車輛上。高分子科學與工程學院3.輪輞斷面形狀根據(jù)輪輞截斷面輪廓不同一般分為深槽輪輞、深槽寬輪輞、半深槽輪輞、平底式及其寬輪輞、全斜底輪輞和對開夾緊式輪輞等七種。高分子科學與工程學院(1)深槽式輪輞(又稱深式輪輞)代號為DC(DropCenterRim)。這種輪輞為整體式結(jié)構(gòu)，中央有較深的凹槽，槽底寬度大于胎圈寬度，便于裝卸輪胎和提高輪輞徑向剛性,一般凹槽深度與輪緣高度略接近。但由于輪胎斷面輪廓趨向扁平化，輪輞寬度相應降低，目前國際上已普遍使用輪緣低的J型和JJ型輪輞,以提高輪胎的徑向彈性,JJ型輪輞輪緣高度為18mm,逐步向J型輪輞發(fā)展，J型輪輞輪緣高度為17mm。高分子科學與工程學院深槽式輪輞胎圈座帶有5°傾斜角，以保證輪胎胎圈與之緊密著和輪輞斷面輪廓及各部件名稱見圖1-4所示。高分子科學與工程學院一般農(nóng)機輪胎所用的2.50C,3.00D、4.00D、5.50F、6.00F和輕型載重輪胎、轎車胎用的3.50D、4.50E和5.00E等均為深槽式輪輞。目前國內(nèi)外輕型載重汽車及轎車已逐步采用深槽式寬輪輞取代深槽式輪輞，二者基本特征相同，只是其凹槽比深槽式輪輞略淺且寬，底槽兩側(cè)不對稱，輪緣高度、形狀及尺寸均不相同。深槽式寬輪輞代號為WDC(WideDropCentRim)。如J、K、JJ、JB、L等型號，常用的4J，4J、5J、5JJ、6JJ、6JJ、7JJ、5K、6L等規(guī)格輪輞均為深槽式寬輪輞。高分子科學與工程學院(2)半深槽式輪輞代號為SDC(SemiDropCenterRim)。這種輪輞是由輪輞本體和斷開式擋圈組成二件式結(jié)構(gòu)。輪輞的擋圈既是輪緣又是胎圈座，其凹槽較淺，便于安裝拆，適用于內(nèi)直徑較小的輕型載重輪胎，如5.50F、6.00G、6.50H等。高分子科學與工程學院(3)平底式輪輞(又稱平式輪輞)代號為FB(FlatBaseRim)。這種輪輞為可拆開的多件式結(jié)構(gòu),輪輞中央部沒有凹槽，與胎圈接觸的圈座基本上是平直的，由于胎圈與圈座平面接觸,難以緊密結(jié)合。輪胎的緊固力完全集中在輪輞輪緣的一側(cè)，容易造成輪胎滑移或竄動，使用性能不佳，已逐步將被平底式寬輪輞所取代。高分子科學與工程學院平底式寬輪輞代號為WFB(WideFlatBaseRim)，是在平底式輪輞的基礎(chǔ)上發(fā)展的，不同之處只是輪輞寬度加寬，圈座有5°傾斜角度，改善胎圈與輪輞圈座之間的緊固力。輪輞寬度加寬，輪胎內(nèi)腔空氣容量增大，可提高負荷能力,提高輪胎的耐磨性能和汽車轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性能，尤其適用于載荷量大、動負荷高的載重汽車。由于中國目前生產(chǎn)的中、重型載重汽車、越野汽車和自卸汽車大多數(shù)仍屬多件式平底輪輞，因此在一定時期內(nèi)汽車輪輞規(guī)格系列中還應保留平底式輪輞標準。高分子科學與工程學院平底式輪輞規(guī)格有：5.00S、5.50S、6.0OT、8.0OV、8.37V、l0.OOW等,平底寬輪輞規(guī)格品種較多，有5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、10.0、12.0等。平底式輪輞見圖1-5所示。高分子科學與工程學院4.其它種類(1)對開式輪輞(又稱夾式輪輞)代號為DT(DividedTypeRim)。這種輪輞由內(nèi)輪輞及其焊接在一起的輪盤用螺柱與外輪輞聯(lián)接,因是兩個對開部件組合,輪輞上應配置金屬墊帶,以便固定兩邊胎圈,防止在低壓行駛時胎圈與輪輞圈座相對轉(zhuǎn)動。越野輪胎如調(diào)壓輪胎等配用對開式輪輞，中國的小型工業(yè)輪胎及農(nóng)用輪胎亦廣泛使用此類輪輞，如2.10、2.50C、3.00D、3.50D等規(guī)格。對開式輪輞構(gòu)造簡單,便于裝卸,胎圈亦不易受損,只是由于兩半輪輞相結(jié)合時,用螺柱螺母難以對準中心,目前國外此種類型輪輞已逐步被非對開式新結(jié)構(gòu)型輪輞所取代。(2)全斜底式輪輞代號為TB(fullTaperedBeadSeatRim)。這種輪輞胎圈座帶有5°傾斜角度,并有5個部件的多件結(jié)構(gòu)。輪胎斷面寬度在430mm以上,輪輞直徑在650mm以上的大型工程機械輪胎均使用此類輪輞,便于拆裝操作。此種全斜底式工程機械輪輞,用于有內(nèi)胎輪胎上的多件式結(jié)構(gòu)中,可分為有密封膠圈和無密封膠圈兩種形式,圈底沒有防止漏氣的O形密封膠圈溝槽,對增強輪輞與輪胎的著合及滑動更有利。用于無內(nèi)胎輪胎上的輪輞則采用較少部件的結(jié)構(gòu),以保證其良好的氣密性。其他中小型工程機械輪胎與載重汽車輪胎相同,一般采用平底式和平底寬輪輞.高分子科學與工程學院5．輪輞規(guī)格及代號（1）汽車輪輞規(guī)格表示方法一般輪輞規(guī)格用輪輞名義寬度和輪輞名義直徑以及輪緣高度代號來表示的。輪緣類型用英文字母為代號,包括輪緣高度,輪緣寬度和輪緣各部位弧度半徑,如5.00S,6.00T,8.00V,4J,6JJ等輪輞規(guī)格,數(shù)字表示輪輞寬度,即輪輞輪緣之間的寬度,單位為英制,應為字母表示輪緣型號。不同型號的輪緣,各部位尺寸不相同,見圖1-6和表1-1所示,表示轎車所用深式寬輪輞基本參數(shù)。高分子科學與工程學院輪輞規(guī)格用輪輞名義寬度代號\輪緣高度代號\輪輞結(jié)構(gòu)形式代號\輪輞名義直徑代號和輪輞輪廓類型代號來共同表示。輪輞名義寬度和名義直徑代號的數(shù)值是以in(英寸)表示(當新設(shè)計輪胎以mm表示直徑時，輪輞直徑用mm表示)。輪輞名義直徑是輪輞與輪胎相配合的公稱直徑D4輪輞的名義直徑，對于深槽輪輞，半深槽式輪輞，深槽寬輪輞的名義直徑不在圖紙上直接反映，對于平底式輪輞和全斜底輪輞的名義直徑則可在圖紙上直接查出。高分子科學與工程學院直徑數(shù)字前面的符號表示輪輞結(jié)構(gòu)形式代號－，符號“×”表示該輪輞為一件式輪輞，符號“－”表示該輪輞為兩件或兩件以上的多件式輪輞。在輪輞名義寬度代號之后的拉丁字母表示輪緣的輪廓(E、F、J、JJ、KB、L、V等)。有些類型的輪輞(如平底寬輪輞)，其名義寬度代號也代表了輪緣輪廓，不再用字母表示。最后面的代號表示了輪輞輪廓類型代號。高