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子午线轮胎——帘线钢专辑(1)

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子午线轮胎(radial tire)子午线轮胎是轮胎的一种结构形式,区别于斜交轮胎,拱形轮胎,调压轮胎等。子午线轮胎的国际代号是“R”,俗称为“钢丝轮胎”。


子午线轮胎的结构设计中,胎体层(carcass)和带束层(belts)是子午线轮胎的两个主要受力部件,子午线轮胎的胎体由各帘布层(ply)组成,各帘布层相互平行呈径向排列,与胎冠(Tread)中心线形成90°夹角。


第一个取得子午线轮胎设计专利的是轮胎制造商Arthur W. Savage(1915-1919),该专利由加利福尼亚州圣地亚哥市授权。Savage的专利于1949年到期。1946年,法国米其林轮胎公司试制生产了全世界第一条子午线轮胎。



 图1 子午线轮胎结构示意图,胎体层(Carcass)、带束层(Belt)和胎圈钢丝(Bead Wire)是钢的主要应用部位



图2 子午线轮胎剖面图


第一款用于汽车的米其林X子午线轮胎,由米其林研究员Marius Mignol于1946年开发成功。由于米其林公司拥有汽车制造商雪铁龙公司的股份,因此很快就能将新款子午线轮胎应用到1948款雪铁龙2CV车型。1952年,米其林又开发了一款卡车用子午线轮胎。


由于子午线轮胎在耐用性和燃油经济性方面的显著优势,该技术在20世纪50年代和60年代得以在欧洲和亚洲范围内迅速推广。


图3 第一辆采用子午线轮胎标准设计的车型:1948,Citroën2CV


1968年,美国颇具影响力的杂志“消费者报告”承认了子午线轮胎设计的优越性,确认子午线轮胎胎面寿命更长,转向特性更好,滚动阻力更小,从而增加了汽油的里程数。


1970年,福特汽车公司生产出第一辆采用子午线轮胎作为标准装备的美国制造车辆,米其林轮胎被安装在Continental Mark III上。


1974年,固特异(Goodyear)的CEO,Charles J. Pilliod, Jr.先生,作出一个为子午线轮胎生产装备翻新的重大投资决定。尽管当时饱受各方的严厉批评,但Pilliod先生力排众议,决定在专门生产子午线轮胎的新工厂和新装备方面投入大量资金。


这个决策影响深远,正如1996年到2003年期间担任Goodyear公司CEO的Sam Gibara先生所言,如果没有当初Pilliod决策下的投资,就不会在今天的Goodyear公司的存在。时至今日,只有Goodyear,Cooper,Titan和Specialty Tyres依然能在美国轮胎制造商保持独立运作,如今,美国市场上子午线轮胎的市场份额已为100%。


图4 第一辆装有子午线标准轮胎的美国汽车:1970年,Continental Mark III


1974年,Leopoldo Pirelli应Lancia拉力赛车队请求,在意大利发明了宽子午线轮胎。当时车队提出的要求是,这种轮胎需要足够强大以承受New Lancia Stratos赛车的强大动力。


当时的赛车轮胎,要么是采用交叉帘布技术制造的光滑轮胎(胎侧高度减小的非常宽的轮胎),要么是使用当时的子午线轮胎,但这些轮胎太窄而无法承受Stratos的动力且无法提供足够的抓地力。这两种轮胎都无法直接用于Lancia Stratos赛车,普通子午线轮胎的寿命不超过10公里,而斜交光头轮胎则太硬。


在Lancia Stratos赛车队被迫向Pirelli(倍耐力)寻求解决方案一年之后,Pirelli(倍耐力)公司发明了一种宽子午线轮胎,轮胎的侧壁高度减少,外形如同光头胎,但具有子午线轮胎的结构。


现在,子午线轮胎技术已成为所有乘用车轮胎的标准设计。考虑到拖车对承重能力和牵引时抗摇摆性能的要求,斜交轮胎仍然用在拖车上。


对于航空器而言,斜交胎到子午线轮胎的这种转变发生得比较慢,最主要的原因,是因为航空器的轮胎与航空器机身是捆绑在一起认证的。子午线轮胎的侧壁材料较少,因此重量较轻,运行温度较低,使用寿命较长,具有广阔的推广前景。对于较小的飞机,斜交轮胎可在较高速度下提供更高的稳定性,并具有更强的侧壁,所以仍有一定的市场需求。


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