第四节 轮胎结构

一、轮胎的功能及性能

轮胎是汽车上唯一与地面接触的系统，它具备以下功能：

1）承载重量。轮胎承载着整个汽车的重量。

2）传递驱动力。轮胎将发动机或驱动电机的输出力传递到地面，使得汽车运动，实现汽车的操控性。

3）传递制动力。轮胎将制动力传递到地面，使得汽车减速。

4）抗冲击和隔振。轮胎是一个弹性系统，内部是弹性胎体，外部是弹性橡胶，因此，轮胎能衰减路面的冲击和振动。

轮胎与地面摩擦，在各种路面和环境下工作，因此，它必须满足以下性能要求：

1）安全性。汽车在各种路面上和各种复杂环境下使用，确保轮胎不破损并且不影响汽车操控能力就是轮胎的安全性能。有些驾驶场景和环境会引发安全性问题，比如在雪地和湿地上，轮胎抓地能力下降导致打滑；在高温下，轮胎可能爆胎，这些会导致安全事故。

2）可靠性。轮胎在各种恶劣天气、各种路面上、各种驾驶工况下工作，承受着复杂的载荷和变形，与地面长时间摩擦，胎面容易受损和生热，而且使用里程数非常高，因此它必须具备良好的可靠性、耐磨性和冲击强度。

3）经济性。轮胎与路面摩擦，产生滚动阻力和热量，因此它消耗了一部分汽车的动能。为了提升汽车的燃油经济性，轮胎必须与路面摩擦小，即滚动阻力小。

4）操控性。驾驶员的操纵指令需要传递给轮胎来实现他所需要的操控动作，轮胎作为指令的“接收者”，对汽车的操控性能影响非常大。今天，汽车的起动、制动、加速、超车、变道和转弯等操作动作非常迅速，因此，轮胎的抓地性能、与汽车一体的跟随感显得更加重要。

5）低噪声性能。胎面花纹块与花纹沟的设计影响空气声路噪，而轮胎结构的减振性能影响结构声路噪。

6）乘坐舒适性。轮胎胎面和胎侧等都是弹性橡胶材料，胎体内部的帘布层和带束层等也是弹性结构，因此轮胎能衰减来自路面的冲击和振动，起到隔振作用。轮胎隔振效果对乘坐舒适性非常重要。

7）制动性能。轮胎接收“制动”指令后，它与地面摩擦，产生的摩擦力阻止汽车运动。制动性能用制动距离来评价，距离越短，制动效果越好，这就要求轮胎有良好的干地和湿地纵向附着能力。