子午线轮胎结构设计
一、子午线轮胎和斜交轮胎的结构特点
二、全钢载重子午胎的基本结构
三、子午线轮胎结构的优越性
四、子午线轮胎和斜交轮胎结构的力学特性
五、子午线轮胎带束层的基本力学性能
六、子午线轮胎结构设计的五个基本原则
七、子午线轮胎的结构设计方法
一、子午线轮胎和斜交轮胎的结构特点
1、轮胎的结构分类：
轮胎按结构分为斜交轮胎和子午线轮胎，这种分类方法，是依照轮胎的胎体骨架材料在轮胎中排列的方式和角度所形象定义的。
斜交结构轮胎的胎体是由多层帘布组成，布层中的帘线按照一定的角度从一个胎圈到另一个胎圈排列，相邻布层的帘线是交叉排列的，在胎体帘布层和胎面之间为缓冲层；
子午线轮胎胎体帘线不是互相交叉排列的，而是各层间的帘线相互平行，从一个胎圈向另一个胎圈与轮胎的周向呈90度辐射排列，如同地球的子午线的走向，故形象的称作子午线轮胎。在轮胎胎面和胎体之间是带束层，它是由多层钢丝帘布组成，帘布中的帘线与轮胎周向的夹角较小。
子午胎与斜交胎的根本区别：
（1）胎体帘线按子午线方向排列，与胎冠中心线呈９０°；
（2）有帘线排列几乎接近圆周方向的带束层箍紧胎体。
子午线轮胎在国外和台湾等地称之为“辐射轮胎（RADIAL TYRE）”，意思是胎体帘布像轮辋的辐条一样向四周辐射，这一名称更贴近子午线轮胎的内在结构。
根据轮胎骨架材料的材质不同，子午线轮胎又分为三种类型，即全钢丝、半钢丝和全纤维。它们具有不同的使用性能：全钢丝子午线轮胎主要用在载重货车、大型公共汽车、工程机械车上；半钢丝子午线轮胎主要用在轿车、轻卡车上，也有用在载重车上的；全纤维子午线轮胎只用在时速较低、负荷不大的轿车或拖拉机上。
2、轮胎的构成
轮胎是由不同纤维和不同性能的胶料组成的复合体。如图2－1所示，轮胎一般由七个部分组成：
（1）胎冠胶是轮胎与地面接触的部位，这种胶料必须耐磨性好，有一定的弹性，耐氧光和热老化，与地面有很好的抓着力。
（2）胎侧胶的胶料要求耐曲挠性能和耐氧、光老化性能好，能很好
地保护轮胎胎体。
（3胎体的主要作用是承受一定的内压从而使其具有一定的负荷能力，并使轮胎具有一定的外缘尺寸和一定的几何形状。对于斜交胎来说，80－90％的负荷需要胎体来承受，因此要求胎体具有较高的强度。对于子午线轮胎来说，主要的负荷是由带束层承受，因此对胎体的强度要求相对较低。
（4）胎圈是由包胶的钢丝圈、钢丝圈包布和胎圈三角胶芯组成。它的作用是使轮胎能固定在轮辋上，因此钢丝必须有一定强力来承受轮胎行驶中的气压和离心力，在设计上须有一定的安全系数。斜交胎每一侧通常是由一个到三个钢丝圈所组成，而对于子午胎而言，则只有一个钢丝圈。
（5）缓冲层（带束层）位于胎冠胶和胎体帘布层之间。对于斜交胎来说，它的主要作用是用以吸收外部传来的冲击和震动，保证胎冠胶和帘布层之间具有良好的粘合。缓冲层通常由两层帘线密度较小的帘布层构成。而带束层在子午胎中所起的作用与斜交胎中的缓冲层截然不同，它要承受60％－75％的轮胎负荷。因此它成为轮胎的主要承载部件。通常子午胎的带束层是由2－4层的钢丝帘布组成。其所用的钢丝帘线的刚性也较高。
（6）油皮胶或气密层胶，有内胎轮胎在内层加贴油皮胶主要是减少轮胎胎体帘线受到内胎的摩擦。全钢子午胎需有一层耐透气性好的胶料组成的气密层，其作用一是保护胎体钢丝帘线，避免胎体帘线受到水的侵蚀和氧化。二是避免夹坏内胎。对无内胎轮胎是为了更好地保证轮胎的内压。
（7）胎圈钢丝包布，它裁成一定角和一定宽度，作用是提高胎圈的强度和刚性，保护胎圈的帘线不受轮辋的摩擦。
二、全钢载重子午胎的基本结构
1、全钢子午线载重轮胎的定义：
轮胎两胎圈间的钢丝帘线与胎面中心线成90º排列，胎体上由一条相邻的小角度高强力的钢丝帘布相互交叉，基本上不能伸张的环状带束层箍紧的空气轮胎，并装配在载重车使用的轮胎。.
全钢子午线胎分有内胎和无内胎两种形式。有内胎全钢子午线胎除外胎以外，还需配有内胎和垫带，而无内胎轮胎不需要配装内胎和垫带而直接和轮辋装配。两者外胎除子口区域和内衬层结构有所不同外，其他区域基本相同。
2、全钢子午线轮胎断面及各部位名称
（1）有内胎全钢子午线轮胎
（2）无内胎全钢子午线轮胎
目前国内大多数全钢载重子午胎采用意大利倍耐力公司的专利技术，在两个胎肩部位各加两层与胎体帘布呈90°的钢丝带，称之为0°带束层。其作用就是不使轮胎在高速行驶时在肩部形成较大的离心力而导致轮胎肩部变形，从而起到保护轮胎、降低生热的作用。
0°带束层结构的特性：0°带束层结构最大的特点是该带束层在各种速度下都使轮胎保持其最佳轮廓。
为了对0°带束层结构的形式以及功能有一较好的了解，首先应与子午胎中所使用的标准结构（见图3）做一比较。
大家知道，当轮胎在运动时，由于各种原因（其中之一就是由于扁压力和离心力而造成的侧向压力与交替变形），其带束层边缘上出现的应力就达到很高的程度。这些力势必导致带束层变形（见图4）从而使橡胶胶料受到连续的交替应力。这些应力吸收动能，又把动能转化成热能，然后这种热能又向外散发。
应力与热的组合作用，不仅意味着燃料消耗的浪费，而且还加速了橡胶-钢丝粘合材料的损坏，这种损坏达到严重程度时（气压不足而加剧）导致部件间的分离，继而损坏胎面与胎体的结合，最终导致轮胎爆破。
另外，这些应力在接触区域内产生滑动，从而导致燃料耗费的进一步增加而且轮胎寿命降低，对于轮胎的抓着力也有副作用。0°带束层与普通结构的子午胎截然不同之处在于它有两条特殊的高伸长钢丝帘布，帘布中帘线按轮胎的滚动方向排列，即0°（见图5）。
0°带束层中两条钢丝帘布带阻止了轮胎行驶时带束层由于离心力、负荷及充气压力造成的变形。
这些变形由构成0°带束层的特殊高伸长钢丝帘布带所承受。橡胶材料就不会再像一般的带束层那样受到交替发生的压力的影响（图6）。
这样，轮胎的原轮廓基本保持恒定不变。因此0°带束层结构轮胎较
