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子午線輪胎(radial tire)子午線輪胎是輪胎的一種結(jié)構(gòu)形式,區(qū)別于斜交輪胎,拱形輪胎,調(diào)壓輪胎等。子午線輪胎的國(guó)際代號(hào)是“R”,俗稱為“鋼絲輪胎”。 子午線輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,胎體層(carcass)和帶束層(belts)是子午線輪胎的兩個(gè)主要受力部件,子午線輪胎的胎體由各簾布層(ply)組成,各簾布層相互平行呈徑向排列,與胎冠(Tread)中心線形成90°夾角。 第一個(gè)取得子午線輪胎設(shè)計(jì)專利的是輪胎制造商Arthur W. Savage(1915-1919),該專利由加利福尼亞州圣地亞哥市授權(quán)。Savage的專利于1949年到期。1946年,法國(guó)米其林輪胎公司試制生產(chǎn)了全世界第一條子午線輪胎。
圖1 子午線輪胎結(jié)構(gòu)示意圖,胎體層(Carcass)、帶束層(Belt)和胎圈鋼絲(Bead Wire)是鋼的主要應(yīng)用部位
圖2 子午線輪胎剖面圖
第一款用于汽車的米其林X子午線輪胎,由米其林研究員Marius Mignol于1946年開(kāi)發(fā)成功。由于米其林公司擁有汽車制造商雪鐵龍公司的股份,因此很快就能將新款子午線輪胎應(yīng)用到1948款雪鐵龍2CV車型。1952年,米其林又開(kāi)發(fā)了一款卡車用子午線輪胎。 由于子午線輪胎在耐用性和燃油經(jīng)濟(jì)性方面的顯著優(yōu)勢(shì),該技術(shù)在20世紀(jì)50年代和60年代得以在歐洲和亞洲范圍內(nèi)迅速推廣。
圖3 第一輛采用子午線輪胎標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的車型:1948,Citro?n2CV
1968年,美國(guó)頗具影響力的雜志“消費(fèi)者報(bào)告”承認(rèn)了子午線輪胎設(shè)計(jì)的優(yōu)越性,確認(rèn)子午線輪胎胎面壽命更長(zhǎng),轉(zhuǎn)向特性更好,滾動(dòng)阻力更小,從而增加了汽油的里程數(shù)。 1970年,福特汽車公司生產(chǎn)出第一輛采用子午線輪胎作為標(biāo)準(zhǔn)裝備的美國(guó)制造車輛,米其林輪胎被安裝在Continental Mark III上。 1974年,固特異(Goodyear)的CEO,Charles J. Pilliod, Jr.先生,作出一個(gè)為子午線輪胎生產(chǎn)裝備翻新的重大投資決定。盡管當(dāng)時(shí)飽受各方的嚴(yán)厲批評(píng),但Pilliod先生力排眾議,決定在專門生產(chǎn)子午線輪胎的新工廠和新裝備方面投入大量資金。 這個(gè)決策影響深遠(yuǎn),正如1996年到2003年期間擔(dān)任Goodyear公司CEO的Sam Gibara先生所言,如果沒(méi)有當(dāng)初Pilliod決策下的投資,就不會(huì)在今天的Goodyear公司的存在。時(shí)至今日,只有Goodyear,Cooper,Titan和Specialty Tyres依然能在美國(guó)輪胎制造商保持獨(dú)立運(yùn)作,如今,美國(guó)市場(chǎng)上子午線輪胎的市場(chǎng)份額已為100%。
圖4 第一輛裝有子午線標(biāo)準(zhǔn)輪胎的美國(guó)汽車:1970年,Continental Mark III
1974年,Leopoldo Pirelli應(yīng)Lancia拉力賽車隊(duì)請(qǐng)求,在意大利發(fā)明了寬子午線輪胎。當(dāng)時(shí)車隊(duì)提出的要求是,這種輪胎需要足夠強(qiáng)大以承受New Lancia Stratos賽車的強(qiáng)大動(dòng)力。 當(dāng)時(shí)的賽車輪胎,要么是采用交叉簾布技術(shù)制造的光滑輪胎(胎側(cè)高度減小的非常寬的輪胎),要么是使用當(dāng)時(shí)的子午線輪胎,但這些輪胎太窄而無(wú)法承受Stratos的動(dòng)力且無(wú)法提供足夠的抓地力。這兩種輪胎都無(wú)法直接用于Lancia Stratos賽車,普通子午線輪胎的壽命不超過(guò)10公里,而斜交光頭輪胎則太硬。 在Lancia Stratos賽車隊(duì)被迫向Pirelli(倍耐力)尋求解決方案一年之后,Pirelli(倍耐力)公司發(fā)明了一種寬子午線輪胎,輪胎的側(cè)壁高度減少,外形如同光頭胎,但具有子午線輪胎的結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)在,子午線輪胎技術(shù)已成為所有乘用車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)??紤]到拖車對(duì)承重能力和牽引時(shí)抗搖擺性能的要求,斜交輪胎仍然用在拖車上。 對(duì)于航空器而言,斜交胎到子午線輪胎的這種轉(zhuǎn)變發(fā)生得比較慢,最主要的原因,是因?yàn)楹娇掌鞯妮喬ヅc航空器機(jī)身是捆綁在一起認(rèn)證的。子午線輪胎的側(cè)壁材料較少,因此重量較輕,運(yùn)行溫度較低,使用壽命較長(zhǎng),具有廣闊的推廣前景。對(duì)于較小的飛機(jī),斜交輪胎可在較高速度下提供更高的穩(wěn)定性,并具有更強(qiáng)的側(cè)壁,所以仍有一定的市場(chǎng)需求。