輪胎設計

❶ 輪胎的製造過程

關於輪胎製作工藝流程
工序一：密煉工序
輪胎的原材料
密煉工序就是把碳黑、天然/合成橡膠、油、添加劑、促進劑等原材料混合到一起，在密煉機里進行加工，生產出「膠料」的過程。所有的原材料在進入密煉機以前，必須進行測試，被放行以後方可使用。密煉機每鍋料的重量大約為250公斤。
輪胎里每一種膠部件所使用的膠料都是特定性能的。膠料的成分取決於輪胎使用性能的要求。同時，膠料成分的變化還取決於配套廠家以及市場的需求，這些需求主要來自於牽引力、駕駛性能、路面情況以及輪胎自身的要求。所有的膠料在進入下一工序—膠部件准備工序之前，都要進行測試，被放行以後方可進入下一工序。
工序二：膠部件准備工序
膠部件准備工序包括6個主要工段。在這個工序里，將准備好組成輪胎的所有半成品膠部件，其中有的膠部件是經過初步組裝的。這6個工段分別為：
工段1：擠出
膠料喂進擠出機頭，從而擠出不同的半成品膠部件：胎面、胎側/子口和三角膠條。
工段2：壓延
原材料簾線穿過壓延機並且簾線的兩面都掛上一層較薄的膠料，最後的成品稱為「簾布」。原材料簾線主要為尼龍和聚酯兩種。
工段3：胎圈成型
胎圈是由許多根鋼絲掛膠以後纏繞而成的。用於胎圈的這種膠料是有特殊性能的，當硫化完以後，膠料和鋼絲能夠緊密的貼合到一起。
工段4：簾布裁斷
在這個工序里，簾布將被裁斷成適用的寬度並接好接頭。簾布的寬度和角度的變化主要取決於輪胎的規格以及輪胎結構設計的要求。
工段5：貼三角膠條
在這個工序里，擠出機擠出的三角膠條將被手工貼合到胎圈上。三角膠條在輪胎的操作性能方面起著重要的作用。
工段6：帶束層成型
這個工序是生產帶束層的。在錠子間里，許多根鋼絲通過穿線板出來，再和膠料同時穿過口型板使鋼絲兩面掛膠。掛膠後帶束層被裁斷成規定的角度和寬度。寬度和角度大小取決於輪胎規格以及結構設計的要求。
所有的膠部件都將被運送到「輪胎成型」工序，備輪胎成型使用。
工序三：輪胎成型工序
輪胎成型工序是把所有的半成品在成型機上組裝成生胎，這里的生胎是指沒經過硫化。生胎經過檢查後，運送到硫化工序。
工序四：硫化工序
生胎被裝到硫化機上，在模具里經過適當的時間以及適宜的條件，從而硫化成成品輪胎。硫化完的輪胎即具備了成品輪胎的外觀—圖案/字體以及胎面花紋。現在，輪胎將被送到最終檢驗區域了。
工序五：最終檢驗工序
在這個區域里，輪胎首先要經過目視外觀檢查，然後是均勻性檢測，均勻性檢測是通過「均勻性實驗機」來完成的。均勻性實驗機主要測量徑向力，側向力，錐力以及波動情況的。均勻性檢測完之後要做動平衡測試，動平衡測試是在「動平衡實驗機」上完成的。最後輪胎要經過X-光檢測，然後運送到成品庫以備發貨
工序六：輪胎測試
在設計新的輪胎規格過程中，大量的輪胎測試就是必須的，這樣才能確保輪胎性能達到政府以及配套廠的要求。
當輪胎被正式投入生產之後，我們仍將繼續做輪胎測試來監控輪胎的質量，這些測試與放行新胎時所做的測試是相同的。用於測試輪胎的機器是「里程實驗」，通常做的實驗有高速實驗和耐久實驗。

❷ 輪胎設計時花紋是如何設計的

在抓地性、排水性、降噪等方面尋求最優的設計。
光面胎觸地面積大，可惜無法排回水，在有答積水的路上就會打滑。所以平時使用的是有花紋的輪胎。但輪胎花紋的間隙會減少觸地面積，間隙中的空氣流動和輪胎四周空氣擾動會形成空氣噪音，就是惱人的胎噪。

胎塊組合其實是利用聲學原理精心設計的。胎面花塊引起的噪音頻率范圍從600到4000赫茲都有，而一般人耳能聽到的聲音頻率范圍是500到1500赫茲。也就是說，如果聲音頻率在1500到4000赫茲之間。

那種看上去很整齊的輪胎花紋，恰恰使得引起的振動趨於一致，並且集中在人耳敏感的頻率范圍內，所以會感覺噪音特別明顯。而這種，胎塊大小不一，間隙也大小不一，就可以使聲音能平均地散向周圍廣闊的頻率范圍，避免聚集在人耳易察覺的范圍內。那麼能聽到的聲音就少了一大部分，直觀的感受就是胎噪大大降低了。

❸ 輪胎可以自己設計嗎

輪胎不可能自己設計。
輪胎設計是一門綜合學科，涉及配方、結構內、設備及工藝。用一個輪胎容界前輩的話說，設計輪胎並不比設計一架飛機簡單；
輪胎中使用多種材料：橡膠、炭黑、助劑、骨架材料。配方優化及與結構結合，需要多輪試驗確定；
輪胎需要綜合性能，單單提高一種性能好辦，綜合性能提高則很困難。

❹ 輪胎設計的過程

先根據車型需求，確定下輪胎規格和性能要求，然後選定合適的花紋，首先配合汽車廠回進行性能選項試驗。答輪胎規格：承載，速度，尺寸包絡應滿足要求，然後再評估性能，包括雜訊，滾動阻力，舒適性，操控性，制動性，電阻，氣密性，低溫性能等等。每輪測試評價後，根據汽車廠的要求進行改善，通過配方，結構，材料，花紋模具等調整來達到汽車廠的要求。
最主要的：由車型輪胎的性能作為輸入，您的設計方向是為了達到性能要求，最終的設計來滿足性能作為輸出。

❺ 車輪的設計要求

先根據車型需求，確定下輪胎規格和性能要求，然後選定合適的花紋，首先配合汽車專廠進行性能選項屬試驗。輪胎規格：承載，速度，尺寸包絡應滿足要求，然後再評估性能，包括雜訊，滾動阻力，舒適性，操控性，制動性，電阻，氣密性，低溫性能等等。每輪測試評價後，根據汽車廠的要求進行改善，通過配方，結構，材料，花紋模具等調整來達到汽車廠的要求。
最主要的：由車型輪胎的性能作為輸入，您的設計方向是為了達到性能要求，最終的設計來滿足性能作為輸出。

❻ 汽車輪胎設計

第一是為了美觀，復還有制看自己喜歡什麼樣的，你應該知道一模一樣的車輪胎的轂數量都不一樣，第二是為了安全，你可以仔細觀察最少4根，多者很多，你可以注意看看，只要是4根的都非常寬，為什麼，就是為了安全問題！！！

❼ 運動型輪胎設計原理

運動型輪胎的特點是重量較輕，扁平率(aspect ratio)很低，胎壁較硬，有較大膠塊和較少排水紋的胎紋，版這些特別權設計提升了轉向時的准確度和靈敏度，並可加強剎車系統的效能，令車子在行駛時有更好的路感。個中的原理很簡單，運動型輪胎在製造時採用了如Kevlar等特殊材料，令胎殼較硬並減低了胎重，先進的胎紋設計使較少的排水紋有和原廠輪胎一樣的排水量，而減少排水紋的好處是增加胎面面積和可在排水紋之間形成較大型的膠塊，效果是貼路面積加大並減少在轉向時胎面的變形現象，加上輕而硬的胎殼和低矮的扁平率，這些都使得駕駛者得到更直接和迅速的路面訊息，在操控車子時更得心應手。

❽ 輪胎是否可以自己設計

輪胎不可以自己設計。
輪胎通常由外胎、內胎、墊帶3部分回組成。也有不需要答內胎的，其胎體內層有氣密性好的橡膠層，且需配專用的輪輞。世界各國輪胎的結構，都向無內胎、子午線結構、扁平（輪胎斷面高與寬的比值小）和輕量化的方向發展。
外胎是由胎體、緩沖層（或稱帶束層）、胎面、胎側和胎圈組成。 外胎斷面可分成幾個單獨的區域：胎冠區、胎肩區(胎面斜坡)、屈撓區(胎側區)、加強區和胎圈區。

❾ 綠色輪胎的設計方法

從理論上講，降低汽車油耗的途徑有輕量化、減小輪胎滾動阻力及採用稀混合氣發動機等。實際上，只有減小輪胎滾動阻力才是最切實可行的綠色輪胎設計途徑，研究結果表明，輪胎的模具、花紋設計和輪胎結構和材料均對輪胎滾動阻力有影響。克服輪胎滾動阻力消耗的燃油占汽車總油耗的14.4%，而僅由胎面產生的滾動阻力就占輪胎滾動阻力的49%，其他部件的影響比例分別為：胎側14%、胎體11%、胎圈11%、帶束層8%、其餘部件7%。由胎面直接造成的油耗約佔7.1%。降低胎面的滾動阻力並保證抗濕滑性能良好將是綠色輪胎最基本的要求。
綠色輪胎技術主要從選擇合適的膠種和配合劑，改進胎面膠料配方入手，再輔以減薄胎體、優化輪胎輪廓等結構設計手段，來達到降低輪胎滾動阻力的目的。可以預料，計算機輔助設計技術的介入和聚合物分子定向設計成果的推出，無疑將加速綠色輪胎開發進程。 子午化、無內胎化和扁平化是輪胎結構設計發展的方向, 也是綠色輪胎的首選。
綠色輪胎胎面一般由胎面膠和胎面基部膠兩部分組成, 胎面膠的動態模量大於胎面基部膠, 胎面基部膠厚度與胎面膠厚度之比為0. 25~ 0. 70。通過用有限元法分析輪胎的水滑現象, 可以設計出能夠明顯改善水滑現象的胎面花紋, 如固特異公司的A quat red、米其林公司的Catamaran、普利司通公司的F170C 和倍耐力公司的P5000Dr ag o 等輪胎。 輪胎結構 大體可分為兩種，即子午線結構和斜交結構。子午線結構與斜交結構的根本區別在於胎體。胎體是輪胎的基礎，它是由簾線組成的層狀結構。胎體層上部有簾線為周向排列的帶束層，這種結構使簾線強度能夠得到充分利用，故子午胎的簾布層數比斜交輪胎少40%-50%。
從設計上講，斜交輪胎有很多局限性，由於斜交輪胎交叉排列的簾線強烈摩擦，使胎體容易生熱，而且加速胎面花紋磨耗，其簾線布局也不能很好地提供優良的操縱性能和乘坐舒適性；而子午線輪胎的鋼絲帶束層則有較好的柔韌性以適應路面的不規則沖擊，且經久耐用。它的簾布層結構還意味著在行駛中有小得多的摩擦，從而獲得較長的胎面壽命和較好的燃油經濟性。
子午線輪胎本身的優點使輪胎無內胎化成為可能。無內胎輪胎有一個公認優點，當輪胎被扎破後，不是像有內胎的輪胎(普通的斜交胎是有內胎的)那樣爆裂，而是在一段時間內保持氣壓，從而提高了安全性。
由於子午線輪胎胎體的特殊結構，使得在行駛中輪胎的路面抓力大、效果好，裝有子午線輪胎的汽車與裝有斜交輪胎的汽車相比，其耐磨性可提高50%-100%，滾動阻力降低20%-30%，可以節約油耗約6%-8%。也正因為這樣，同樣車型選用子午線輪胎比選用斜交輪胎操縱性好，有較好的駕駛舒適性。
輪胎斷面寬度增大時，滾動阻力呈下降趨勢。這是因為輪胎斷面寬增加而使胎側部剛性減小，而對滾動阻力影響較小的側部的變形增加，對滾動阻力影響較大的胎面部的變形減小所致。另外，隨著輪胎斷面寬度的加寬，胎面、帶束層等主要部位的能量損失減小。因此加大輪胎斷面寬度對降低滾動阻力有利。
如果胎圈部的填充膠條高度增高，則滾動阻力亦增加。因為隨著填充膠條高度增高，產生滯後損失的物質體積增加，胎側下部的能量損失亦增加。另外，填充膠條高度增加會因胎側的剛性增加而使胎側部變形減小，而對滾動阻力影響較大的胎面部的變形相對增大，這會導致滾動阻力增加。目前，胎體結構設計是向低斷面方向發展。 胎面半徑增大時，可降低輪胎的滾動阻力。這是因為胎面半徑增大時輪胎產生平面接地屈撓變形，使因輪胎斷面方向的屈撓變形所產生的應變能變小的緣故。也就是說，滾動阻力隨著胎面半徑的增大而減小，這主要得益於胎冠部和帶束層能量損失減小。今後綠色輪胎胎面結構應朝如下方向發展：
(1)雙層胎面
雙層胎面輪胎具有高速、穩定、耐磨及生熱低等優點，一般是由胎面和胎面基部兩部分構成，其胎面與胎面基部膠具有不同的動態模量和tanδ。有關文獻指出，胎面動態模量大於胎面基部動態模量(≥8.5 MPa)，tanδ大於0.12，胎面基部厚度與胎面厚度之比為0.25-0.70。
(2)發泡胎面
發泡胎面是由發泡橡膠製成的，除胎面膠的一般組分外，還含有結晶型間同立構1，2-聚丁二烯(粉末狀，平均粒徑為60 nm)，再配合發泡劑、抗氧劑等其他助劑。試驗表明，使用發泡胎面制備的輪胎在干、濕路面上特別是在冰面上具有良好的制動和牽引性能，即使在炎熱的夏季也完全能夠保持駕駛穩定性、耐久性和低油耗，因此是綠色輪胎胎面膠的發展方向。
在進行輪胎結構設計時必須能夠在不降低與滾動阻力相互矛盾的其他特性(濕滑性、安全性、振動性等)的前提下降低滾動阻力。作為具體的降低滾動阻力方案，必須綜合考慮輪胎形狀和橡膠配置，特別是要考慮對由復合材料構成的帶束層、胎體簾布層滾動阻力的影響。作為輪胎結構研究，不能僅憑過去的直覺和經驗，還要用模擬技術來加速低滾動阻力輪胎的開發。
有限元法採用橡膠材料的能量結構方程式已有數十年的歷史，已從線性彈性方程式過渡到Mooney-Rivlin方程式，最近還在大變形領域引入了非線性結構方程式。作為以輪胎為代表的許多工業橡膠材料使用的填充橡膠，在0-100%的應變領域中的儲能模量、損耗模量、tan8這些黏彈特性使應變具有非線性，一般被理解為佩因效應(弗萊徹-金特效應)。考慮這一點的非線性結構方程式近幾年也被提出來了。在正常車輪轉動狀態下，應變在輪胎變形中也佔大部分，控制該應變領域的黏彈性對控制輪胎滾動阻力也尤為重要。實際上，通過將表示填充橡膠在0-100%的應變領域的儲能模量、損耗模量、tanδ這些黏彈特性的非線性黏彈性結構方程式應用於FEA（有限元分析），可使輪胎滾動阻力的預測精度較傳統預測有大幅度的提高。這樣一來，降低輪胎滾動阻力的輪胎結構設計、新材料開發和配方設計的精度和效率就相應地得到提高。目前已經開發出通過用有限元法模擬輪胎滾動阻力，進而進行綠色輪胎設計的方法。 通常，降低輪胎滾動阻力有如下兩種基本方法：
（1）減小輪胎質量
減小輪胎質量是降低輪胎滾動阻力最快速、最有效的方法。為了保證輪胎質量小，在確保輪胎使用性能的前提下，必須採用最小的部件厚度。輪胎生產廠必須嚴格控制工藝，以保證部件達到最小厚度，絕不允許工廠採取擅自加大部件厚度的辦法來解決生產問題。採用輕質材料製造各輪胎部件也是減小輪胎質量的一種有效方法，採用芳綸帶束層替代鋼絲帶束層就是一個明顯的例子。
（2）減小材料能效
降低輪胎滾動阻力的第二種方法是減小輪胎材料的能量損失(滯後損失)。聚酯簾線的滯後損失較大，但經過合適的改良後，有可能推出較小滯後損失的品種。

❿ 輪胎為什麼設計成圓形

輪胎設計成圓形主要有兩個原因，省力和平穩。車輪的使用，是人類文明史的一個重大進步。
車輪可以省力，因為圓形可以減少摩擦阻力，加快速度。

提高效率，就是車輪的重大優點：以滾動來代替人類和畜力的體力負重。物體在運動中，重心保持不變，不會因為重心的起伏消耗動力（人力或畜力）。

圓心到圓周上任意一點的距離都是相等的，這個相等的距離，叫做半徑。也就是說：「在同一圓中，所有的半徑都是相等的。」因此，人們把車輪做成圓形的，並使車軸通過圓心，當車輪在地面上滾動時，車軸離開地面的距離就總是等於車輪半徑那麼長。這樣行駛起來才會平穩。

(10)輪胎設計擴展閱讀：

最早的輪胎是由木頭或鐵製造的，這從中國古代的戰車上和國外的紳士馬車上都能看出。後來，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，發現了當地小孩所玩的橡膠硬塊，這使他大吃一驚。

若干年以後，橡膠得到了廣泛的應用，車輪也逐漸由木製變成了硬橡膠製造。但這時的橡膠輪胎卻還是實心的，走起來還很不舒服，而且雜訊也很大。

限制蒸汽車的發展，汽車的速度在市區被限定為時速2mile(約3.2km)，郊區為4mile(約6.4km)。這樣，湯姆生的發明便沒有了市場，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，並未給人類帶來太陽一樣的光明，因為人類所應經受的黑暗似乎還沒有到頭。