輪胎基本知識
 在各種車輛或機械上裝配的接地滾動的圓環(huán)形彈性橡膠制品。
　　通常安裝在金屬輪輞上，能支承車身，緩沖外界沖擊，實現(xiàn)與路面的接觸并保證車輛的行駛性能。輪胎常在復雜和苛刻的條件下使用，它在行駛時承受著各種變形、負荷、力以及高低溫作用，因此必須具有較高的承載性能、牽引性能、緩沖性能。同時，還要求具備高耐磨性和耐屈撓性，以及低的滾動阻力與生熱性。世界耗用橡膠量的一半用于輪胎生產(chǎn)。
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【輪胎的簡史】
　　最早的輪胎是由木頭制造的，這從我國古代的戰(zhàn)車上和國外的紳士馬車上都能看出。后來，當探險家哥倫布在1493-1496年第二次探索新大陸到達西印度群島中的海地島時，發(fā)現(xiàn)了當?shù)匦『⑺�玩的橡膠硬塊，這使他大吃一驚。后來他把這個奇妙的東西帶回了祖國，若干年以后，橡膠得到了廣泛的應用，車輪也逐漸由木制變成了硬橡膠制造。但這時的橡膠輪胎卻還是實心的，走起來還很不舒服，而且噪聲也很大。直到1845年，出生于蘇格蘭的土木技師R·w·湯姆生發(fā)明了世界上第二條充氣輪胎，并以《馬車和其他車輛的車輪改良》為題，獲得了英國政府的專利。同年12月10日第一條充氣輪胎誕生。第一個買充氣輪胎的人叫羅列，是個貴族，四個輪胎的價錢合計為四十四磅二先令。1847年《科學·美國》雜志介紹了湯姆生的充氣輪胎，稱其為劃時代的改良。但是，當時的英國，過于注重傳統(tǒng)的紳士化，為了保護馬車，限制蒸汽車的發(fā)展，汽車的速度在市區(qū)被限定為時速2mile(約3．2km)，郊區(qū)為4mile(約6．4km)。這樣，湯姆生的發(fā)明便沒有了市場，因此，慢慢地也就被人們遺忘了。也就是說，湯姆生的第一次輪胎革命，并未給人類帶來太陽一樣的光明，因為人類所應經(jīng)受的黑暗似乎還沒有到頭。但是太陽總是要出來的，因為人類以及萬物都需要它，40多年以后的1888年，在愛爾蘭當獸醫(yī)的醫(yī)格蘭人J·B·鄧祿普先生取得了充氣輪胎的專利。當時，J·B·鄧祿普先生10歲的兒子強尼買了一輛三輪自行車，但是因為當時的輪胎還都是用硬橡膠做的實心輪胎，因此，在滿是石頭的路上行走時很不舒服，兒子的抱怨激發(fā)了鄧祿普先生的靈感，因此，被遺忘了四十多年的充氣輪胎再次問世。隨著時代的進步，鄧祿普先生發(fā)明的充氣輪胎很快在自行車上得到了應用，并迅速邁向了汽車領(lǐng)域，為世界汽車工業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻。
　　初期的充氣輪胎，使用的是用涂有橡膠的帆布當胎體，因為帆布的縱線和橫線互相交叉，行走時由于輪胎的變形，導致線的互相摩擦，這樣，線就很容易被磨斷，這時的輪胎只能跑200-300km。1903年，J·F·帕瑪先生發(fā)明了斜紋紡織品，這種斜紋紡織品的發(fā)明促成了交叉層輪胎的發(fā)展，使輪胎的壽命向前跨了一大步。因為斜叉的胎體不會再因輪胎的行走而引起摩擦，簾線不容易被磨斷，所以壽命大大加長。1930年米其林制造了第一個無內(nèi)胎輪胎；1946年又發(fā)明了舉世聞名的子午線輪胎。因此，輪胎的發(fā)展是經(jīng)歷了一個漫長的歷程，在這漫漫長夜里，不知有多少代人為之付出了艱辛的勞動和高超的智慧。
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【輪胎的組成】
　　輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶3部分組成。也有不需要內(nèi)胎的，其胎體內(nèi)層有氣密性好的橡膠層，且需配專用的輪輞。世界各國輪胎的結(jié)構(gòu)，都向無內(nèi)胎、子午線結(jié)構(gòu)、扁平（輪胎斷面高與寬的比值�。┖洼p量化的方向發(fā)展。外胎由胎面、胎側(cè)、緩沖層（或帶束層）、簾布層及胎圈組成。用于承受各種作用力。胎側(cè)是輪胎側(cè)部簾布層外層的膠層，用于保護胎體。簾布層是胎體中由并列掛膠簾子線組成的布層，是輪胎的受力骨架層，用以保證輪胎具有必要的強度及尺寸穩(wěn)定性。緩沖層（或帶束層）為斜交輪胎胎面與胎體之間的膠布層或膠層，用于緩沖外部沖擊力，保護胎體，增進胎面與簾布層之間的粘合。胎圈是輪胎安裝在輪輞上的部分，由胎圈芯和胎圈包布組成，起固定輪胎作用。輪胎的規(guī)格以外胎外徑D、胎圈內(nèi)徑或輪輞直徑d、斷面寬B及扁平比（輪胎斷面高H／輪胎斷面寬B）等尺寸加以表示，單位一般為英寸（in）（1in＝2.54cm）。汽車輪胎是橡膠與纖維材料及金屬材料的復合制品，制造工藝是機械加工和化學反應的綜合過程。橡膠與配合劑混煉后經(jīng)壓出制成胎面；簾布經(jīng)壓延、裁斷、貼合制成簾布筒或簾布卷；鋼絲經(jīng)合股、包膠后成型為胎圈；然后將所有半成品在成型機上組合成胎坯，在硫化機的金屬模型中，經(jīng)硫化而制成輪胎成品。
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【輪胎的分類】
　　輪胎常見的分類方式是按照結(jié)構(gòu)劃分為斜交線輪胎、子午線輪胎。子午線胎與斜交線胎的根本區(qū)別在于胎體。斜交線胎的胎體是斜線交叉的簾布層；而子午線胎的胎體是聚合物多層交叉材質(zhì)，其頂層是數(shù)層由鋼絲編成的鋼帶簾布，可減少輪胎被異物刺破的幾率。
　　從設計上講，斜交線輪胎有很多局限性，如由于交叉的簾線強烈摩擦，使胎體易生熱，因此加速了胎紋的磨損，且其簾線布局也不能很好地提供優(yōu)良的操控性和舒適性；而子午線輪胎中的鋼絲帶則具有較好的柔韌性以適應路面的不規(guī)則沖擊，又經(jīng)久耐用，它的簾布結(jié)構(gòu)還意味著在汽車行駛中有比斜交線小得多的摩擦，從而獲得了較長的胎紋使用壽命和較好的燃油經(jīng)濟性。同時子午線輪胎本身具有的特點使輪胎無內(nèi)胎成為可能。無內(nèi)胎輪胎有一個公認優(yōu)點，即當輪胎被扎破后，不像有內(nèi)胎的斜交線輪胎那樣爆裂（這是非常危險的），而是使輪胎能在一段時間內(nèi)保持氣壓，提高了汽車的行駛安全性。另外，和斜交線輪胎比，子午線輪胎還有更好的抓地性。
　　下面我們所談的輪胎僅指目前轎車所普遍使用的子午線胎，俗稱真空胎或原子胎。
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【如何識別輪胎標記】
　　輪胎是汽車的重要部件，在汽車輪胎上的標記有10余種，正確識別這些標記對輪胎的選配、使用、保養(yǎng)十分重要，對于保障行車安全和延長輪胎使用壽命具有重要意義。
　　輪胎規(guī)格：規(guī)格是輪胎幾何參數(shù)與物理性能的標志數(shù)據(jù)。輪胎規(guī)格常用一組數(shù)字表示，前一個數(shù)字表示輪胎斷面寬度，后一個數(shù)字表示輪輞直徑，均以英寸為單位。中間的字母或符號有特殊含義：“x”表示高壓胎；“R”、“Z”表示子午胎；“一”表示低壓胎。
　　層級：層級是指輪胎橡膠層內(nèi)簾布的公稱層數(shù)，與實際簾布層數(shù)不完全一致，是輪胎強度的重要指標。層級用中文標志，如12層級；用英文標志，如″14P．R″即14層極。
　　簾線材料：有的輪胎單獨標示，如“尼龍”（NYLON），一般標在層級之后；世有的輪胎廠家標注在規(guī)格之后，用漢語拼音的第一個字母表示，如9.00－20N、7.50－20G等，N表示尼龍、G表示鋼絲、M表示棉線、R表示人造絲。
　　負荷及氣壓：一般標示最大負荷及相應氣壓，負荷以“公斤”為單位，氣壓即輪胎胎壓，單位為“千帕”。
　　輪輞規(guī)格：表示與輪胎相配用的輪輞規(guī)格。便于實際使用，如“標準輪輞5.00F”。
　　平衡標志：用彩色橡膠制成標記形狀，印在胎側(cè)，表示輪胎此處最輕，組裝時應正對氣門嘴，以保證整個輪胎的平衡性。
　　滾動方向：輪胎上的花紋對行駛中的排水防滑特別關(guān)鍵，所以花紋不對稱的越野車輪胎常用箭頭標志裝配滾動方向，以保證設計的附著力、防滑等性能。如果裝錯，則適得其反。
　　磨損極限標志：輪胎一側(cè)用橡膠條、塊標示輪胎的磨損極限，一旦輪胎磨損達到這一標志位置應及時更換，否則會因強度不夠中途爆胎。
　　生產(chǎn)批號：用一組數(shù)字及字母標志，表示輪胎的制造年月及數(shù)量。如“98N08B5820”表示1998年8月B組生產(chǎn)的第5820只輪胎。生產(chǎn)批號用于識別輪胎的新舊程度及存放時間。
　　商標：商標是輪胎生產(chǎn)廠家的標志，包括商標文字及圖案，一般比較突出和醒目，易于識別。大多與生產(chǎn)企業(yè)廠名相連標示。
　　其它標記：如產(chǎn)品等級、生產(chǎn)許可證號及其它附屬標志�？勺鳛檫x用時參考資料和信息。
　　輪胎標記一般都標志得比較規(guī)范，識別清楚后就可放心選購和使用了。
　　以下是一個常見的輪胎規(guī)格表示方法：
　　例：185／70R1486H
　　185：胎面寬（毫米）
　　70：扁平比（胎高÷胎寬）
　　R：子午線結(jié)構(gòu)
　　14：鋼圈直徑（寸）
　　86：載重指數(shù)（表示對應的最大載荷為530公斤）
　　H：速度代號（表示最高安全極速是210公里／小時）
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【如何選購輪胎】
　　了解了輪胎的基本知識，還只是第一步，下一步就是考慮如何買適合自己轎車的輪胎了，在選擇時，除了要了解自己轎車需要的輪胎規(guī)格外，還要注意下面幾個方面。
　　首先優(yōu)先考慮原廠輪胎，原廠輪胎是最能配合汽車速度及汽車的最大載重的，因此從理論上說，在更換輪胎時應優(yōu)先考慮。
　　其次留意輪胎花紋，汽車輪胎上的花紋，除了起到美觀的效果之外，對輪胎的性能也有極大的影響。經(jīng)常在深圳行駛的汽車，應該選擇那些排水性比較好的花紋輪胎，比如有規(guī)則的小塊狀的花紋；而需要越野和跑長途的汽車，則可以選擇大塊狀的花紋。
　　最后如果你對車輛原來的操控性不滿意，可以考慮更換扁平比更低的輪胎，對很多車型來說，改善車輛外觀及操縱性能的最有效方法之一便是更換低扁平比的輪胎。每一種款式的輪胎都有它們特定的功能，因此在選擇輪胎時，應該問清楚什么款式的輪胎適合怎么樣的駕駛習慣，這樣車子行駛時才更安全，花在輪胎上的錢也更為值得。
　　在購買輪胎的時候，不要只看價格，應該向?qū)�業(yè)人士請教，他們會幫你準確地配好適當?shù)妮喬ァ?
　　在選擇輪胎的時候，還要注意，千萬不要把不同類型的輪胎混合使用，比如說把比較適合越野車使用的輪胎，和一般汽車的輪胎放在一起，或者把定向的跑車輪胎和一般的胎輪混合使用。
　　當然在選購中還要盡量避免翻新胎，目前深圳特別是一些街邊小店經(jīng)常會將一些翻新胎以次充好銷售，消費者在選購中一定要留意。鑒別翻新胎的方法很簡單：最常見的就是觀察輪胎的色彩和光澤，翻新后的輪胎顏色和光澤都比較黯淡，因此碰上這樣的輪胎千萬不要盲目購買。
　　專業(yè)的師傅則是通過輪胎上的那些標志來鑒別輪胎，汽車輪胎上都有一些突起的標志，標明輪胎的型號和性能，這些就是鑒別翻新輪胎的突破點。翻新過的輪胎的標志都是翻新后重新貼上去的，而嶄新輪胎的這些標志則是和輪胎一體的，鑒別方法就是用手指甲抓撓這些標志，一般翻新胎的這些標志貼得都不是很緊，能抓掉的必是翻新胎無疑。
　　近幾年來，國外轎車輪胎的發(fā)展潮流是越來越多地使用大寬度、大內(nèi)徑和低扁平比的輪胎。而目前國產(chǎn)轎車采用較多的還是小寬度、小內(nèi)徑和高扁平比的輪胎。高扁平比的輪胎由于胎壁長，緩沖能力強，相對來說舒適性較高，但對路面的感覺較差，轉(zhuǎn)彎時的側(cè)向抵抗力弱。反之，低扁平比、大內(nèi)徑的輪胎，因胎壁較短，胎面寬闊。因此接地面積大，輪胎可承受的壓力亦大，對路面反應非常靈敏，轉(zhuǎn)彎時的側(cè)向抵抗能力強，使車輛的操控性大大加強。目前國內(nèi)批量生產(chǎn)的轎車中使用的扁平比最大的輪胎是225／55R16,而許多進口的豪華轎車或運動型轎跑車的輪胎則達到了225／45R17,甚至有的達到245／40R18。車輛裝配大寬度、大內(nèi)徑、低扁平比的輪胎后，除了操縱性強，外觀視覺效果也給人很威猛的感覺。一般說來，車輛出廠時所配備的輪胎都是廠家經(jīng)過反復測試后選擇的最佳規(guī)格。如果有車主想要更換輪胎尺寸，必須在專業(yè)人員的指導下進行，不能隨意而為，因為這涉及到很多問題，稍有疏忽就可能對行車安全造成危害。另外，低扁平比輪胎會顯得更“嬌貴”一些，在使用過程中應更注意和愛護。
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【汽車輪胎花紋的學問】
　　汽車依靠輪胎支承在路面上，而直接與路面接觸的卻是輪胎花紋。輪胎不僅承載、滾動，而且通過其花紋塊與路面產(chǎn)生的磨擦力，成為汽車驅(qū)動、制動和轉(zhuǎn)向的動力之源。
　　下面就輪胎花紋的作用以及影響花紋作用的因素等做一分析。
　　一、輪胎花紋的作用.
　　簡言之，輪胎花紋的主要作用就是增加胎面與路面間的磨擦力，以防止車輪打滑，這與鞋底花紋的作用如出一轍。輪胎花紋提高了胎面接地彈性，在胎面和路面間切向力(如驅(qū)動力、制動力和橫向力)的作用下，花紋塊能產(chǎn)生較大的切向彈性變形。切向力增加，切向變形隨之增大，接觸面的“磨擦作用”也就隨之增強，進而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢。這在很大程度上消除了無花紋(光胎面)輪胎易打滑的弊病，使得與輪胎和路面間磨擦性能有關(guān)的汽車性能——動力性、制動性、轉(zhuǎn)向操縱性和行駛安全性的正常發(fā)揮有了可靠的保障。有研究表明，產(chǎn)生胎面和路面間磨擦力的因素還包括有這兩面間的粘著作用，分子引力作用以及路面小尺雨微凸體對胎面貌一新微切削作用等，但是，起主要作用的仍是花紋塊的彈性變形。
　　二、影響花紋作用的因素影響花紋作用的因素較多，但起主要作用并與汽車使用有關(guān)的因素是花紋型式和花紋深度。
　　1.花紋型式的影響.
　　輪胎花紋型式多種多樣，但歸納起來，主要有3種：普通花紋、越野花紋和混合花紋。
　　(1)普通花紋.
　　普通花紋適合于在硬路面上使用。它分為縱向花紋、橫向花紋和縱橫兼有花紋。
　　a)縱向花紋.
　　縱向花紋的共同特點是胎面縱向連續(xù)，橫向斷開(圖1a)，因而胎面縱向剛度大，而橫向剛度小，輪胎抗滑能力葉現(xiàn)出橫強而縱弱。這種花紋輪胎的滾動阻力較小，散熱性能好，但花紋溝槽易嵌入碎石子兒。綜合起來看，這種型式花紋適合在比較清潔、良好的硬路面上行駛。例如，轎車、輕型和微型貨車等多選擇這種花紋。
　　b)橫向花紋橫向花紋共同特點是胎面橫向連續(xù)，縱向斷開(圖1b)，因而胎面橫向剛度大，而縱向剛度小。故輪胎抗滑能力呈現(xiàn)出縱強而橫弱，汽車以較高速度轉(zhuǎn)向時，容易側(cè)滑；輪胎滾動阻力也比較大，胎面磨損比較嚴重。這種型式花紋適合于在一般硬路面上、牽引力比較大的中型或重型貨車使用。
　　c)縱橫兼有花紋.
　　這種花紋介于縱向花紋和橫向花紋之間(圖1c)。在胎面中部一般具有曲折形的縱向花紋，而在接近胎肩的兩邊則制有橫向花紋。這樣一來，臺面的縱橫抗滑能力比較好。因此這種型式花紋的輪胎適應能力強，應用范圍廣泛，它既適用于不同的硬路面，也適宜和于轎車和貨車。
　　(2)越野花紋.
　　越野花紋的共同特點是花紋溝槽寬而深，花紋塊接地面積比較小(約40%~60%)。在松軟路面上行駛時，一部分土壤將嵌入花紋溝槽之中，必須將嵌入花紋溝槽的這一部分土壤剪切之后，輪胎才有可能出現(xiàn)打滑，因此，越進駐花紋的抓著力大。根測試，在泥濘路上，同一車型的車輛使用越野花紋輪腫的牽引力可達普通花紋的1.5倍。
　　越野花紋分為無向和有向花紋兩種(如圖2)。有向花紋使用時具有方向性。越野花紋輪胎適合于在崎嶇不平的道路、松軟土路和無路地區(qū)使用。由于花紋塊的接觸壓力大，滾動阻力大，故不適合在良好硬路面上長時間行駛。否則，將加重輪胎磨損，增加燃油消耗，汽車行駛振動也比較厲害。
　　(3)混合花紋.
　　混合花紋是普通花紋和越野花紋之間的一種過渡性花紋。其特點是胎面中部具有方向各異或以縱向為主的窄花紋溝槽，而在兩側(cè)則以方向各異或以橫向為主的寬花紋溝槽。這樣的花紋搭配使混合花紋的綜合性能好，適應能力強。它既適應于良好的硬路面，也適應于碎石路面、雪泥路面和松軟路面，附著性能優(yōu)于普通花紋，但耐磨性能稍遜。目前，一些貨車和四輪驅(qū)動的乘用車多使用這種型式的花紋輪胎。
　　2.花紋深度的影響.
　　花紋愈深，則花紋塊接地彈性變形量愈大，由輪胎彈性遲滯損失形成的滾動阻力也將隨之增加。較深的花紋不利于輪胎散熱，使胎溫上升加快，花紋根部因受力嚴懲而易撕裂、脫落等。花紋過淺不僅影響其貯水、排水能力，容易產(chǎn)生有害的“滑水現(xiàn)象”，而且使光胎面輪胎易打滑的弊端凸現(xiàn)出來，從而使前面提及的汽車性能變壞。
　　因此，花紋過深過淺都不好。面客觀規(guī)律是使用中花紋將越變越小。為了確保花紋作用的有效性，世界各國都對輪胎花紋磨損極限制定了明確的法規(guī)。并在輪胎胎肩沿圓周的若干等份處�？梯喬ツズ臉O限警報標記“”或(和)“TWI”英文標記。當花紋塊凸面磨損距離到花紋溝槽底部約1.6mm(1/16英寸)時，標記處的花紋已被磨平，故顯露出窄橫條狀的光胎面，借此警示駕駛員，該輪胎已到了必須更換的時候了。
　　三、輪胎花紋使用注意事項.
　　1.應根據(jù)車輛用途經(jīng)常使用的路況和車速來選擇比較合適的花紋輪胎。對于在一般硬路面上中速行駛的車輛，貨車和客車等宜選用橫向花紋或縱橫兼有花紋輪胎；對于經(jīng)常在高速公路及良好的硬路面上行駛的車輛宜選用散熱性好、橫向穩(wěn)定懷強的縱向花紋和縱橫兼有花紋輪胎。
　　2.隨著車速的提高，胎面與路面間積水來不及排除便會在兩面間形成水膜，將輪胎慢慢托起，在一定條件下甚至完全離開路面，使汽車完全喪失操縱性。這種現(xiàn)象被稱之為輪胎“滑水現(xiàn)象”。影響滑水臨界速度的因素較多，但其中輪胎花紋型式和深信芭為主要因素之一。經(jīng)常在高速公路上行駛的轎車，在有條件的情況下，應盡量選擇抗滑水輪胎(如圖5)。這種花紋的主要特點是，在胎面中部設計出寬大的排水溝(主溝)，在輪胎與路面之間形成較大的排水空間。在主溝兩則有通往胎側(cè)的側(cè)溝，故排水距離短，排水效率高，從而最大限度地養(yǎng)活了輪胎在濕路面高速行駛可能產(chǎn)生的“滑水現(xiàn)象”，提高了行車的安全性。
　　值得注意的是這種花紋具有方向性，安裝時切忌大意.
　　3.有向花紋輪胎的旋轉(zhuǎn)方向通常用模壓在胎側(cè)的＂箭頭＂，標記表示.如果按照箭頭方向旋轉(zhuǎn)，即＂人字形＂花紋尖端先著地，則稱順方向放置反之，則稱反方向旋轉(zhuǎn).
　　抗滑水輪胎一律按順方向放置提高排水效率，而反向放置則排水效率比非滑水輪胎的還要差。
　　越野有向花紋輪胎，若安裝在驅(qū)動橋上，則應順方向旋轉(zhuǎn)，“人字形”花紋尖端像鏈子嵌入雪泥地，抓著能力強，而且嵌入花紋溝槽中的雪泥可從兩側(cè)被擠壓出來，花紋具有自潔性；若安裝在從動橋上的越野有向花紋輪胎，由于不輸出牽引力，為減少滾動阻力和磨損起見，故應反方向旋轉(zhuǎn)。
　　綜上所知，輪胎花紋是提高汽車性能，確保行駛安全的重要一環(huán)。因此，如何正確選購、安裝和使用輪胎花紋就顯得非常重要。