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如何製造輪胎?

操控 – 乾燥路面抓地力範例

要有精準的轉向控制力和反應力,其中一個要素就是胎面設計的硬度。

如何製造輪胎?

輪胎是車輛與路面之間唯一的接觸點。 輪胎必須在抓地力、舒適、耐用、節能和整體花費成本之間取得平衡。 由於有這些競爭性需求,因此輪胎的設計與製造過程會比想像中要來得複雜許多。

以智能手機為例。 智能手機似乎要比輪胎來得複雜。 但實際上,在開發期間,輪胎所需的研究和技術與智慧手機的開發不相上下。

 

1- 通過研究加以瞭解

我們會研究人們的輪胎使用方式和駕駛習慣,確保我們的輪胎能滿足每個人的需求。

2- 開發及混合材質

一個輪胎的製作使用了超過 200 種原料。 這些原料在安全性、油耗、性能和環保方面都扮演了相當重要的角色。

這些部件可分類為五種類型:

  • 天然橡膠: 胎面的主要部件
  • 合成橡膠: 轎車、廂型車和四輪傳動車的輪胎部分原料
  • 炭黑和二氧化矽:強化用途,提高耐用度
  • 金屬和紡織強化線纜:輪胎的"主要結構",構成幾何形狀並提供硬度。
  • 多種化學製劑:提供獨特的屬性,例如低滾動阻力或超高抓地力

3- 設計

我們製作出許多不同的設計,並同時使用這些設計來進行測試,然後選出最好的輪胎製作概念並加以開發。

4- 製造

我們會以專業的技術,通過手作和機械程式製造每個輪胎。 必要時我們會發明自己專用的器械來達成我們要的目標。

5- 品管

品管不只是最後一步。 我們會通過相關程式來評估品質。

我們每年都會進行超過 10 億英哩的輪胎測試,這個距離相當於駕車環繞地球 40 次。

輪胎的設計對於性能會有什麼影響?

輪胎的胎面設計,也就是輪胎橡膠表層的坑紋及花紋,對於輪胎的性能有很大的影響。 胎紋設計對於輪胎在不同駕車環境中的抓地力而言非常重要,而且可能影響安全性和操控。

安全 – 濕滑路面抓地力範例

為了瞭解輪胎胎面對於在濕滑路面駕駛的影響,我們可以先從水泵的原理來做思考。 輪胎胎面有越多管道,在輪胎和路面之間唧水的效果就會越好。 值得注意的是,這些管道只要幾毫秒的時間就可以排水。 舉例來說,195/65 R 15 規格的輪胎每秒可以排掉將近 15 公升的水。

影響濕滑路面抓地力的設計要素:

  • 坑紋比例:輪胎的坑紋越多/越大,輪胎唧水的效果越好。
  • 形狀和配置: 胎紋的形狀(對稱、方向性、不對稱)都會對排水的速度造成影響。
  • 溝槽花紋: 這些是胎面橡膠的細縫。 這種細縫可以提高濕滑或有冰環境中的抓地力。 就像雨刷一樣,溝槽花紋可協助輪胎邊緣和坑紋排水。
  • 操控 – 乾燥路面抓地力範例

要有精準的轉向控制力和反應力,其中一個要素就是胎面設計的硬度。

影響乾燥路面抓地力的設計要素:

  • 輪胎的形狀: 扁平輪廓配搭方形肩部可輪流提供良好的承托效果。
  • 坑紋數: 胎面坑紋數量比例越低,直接與地面接觸的橡膠量比例就越高,因此抓地力也就會越好。
  • 胎面花紋塊:設計中胎面橡膠的個別花紋塊面積越大,抓地力越好。 不過這也可能會產生更大的路面噪音。
  • 自鎖式溝槽花紋 有許多溝槽花紋的胎面花紋塊會降低胎紋的硬度。 為了加以制衡,我們引進了複雜的 3D 溝槽花紋設計,這種花紋可以在載重時互相鎖定。

輪胎的結構是什麼?

一般的放射紋層輪胎共以九個主要部位組成。

內襯層:

氣密性合成橡膠層(這個部位就相當於過去的內胎)。.

胎體簾布層:

覆蓋在內襯層之上,以薄纖維繩芯(或線纜)與橡膠結合製成。 這種線纜就是輪胎的強度,讓輪胎可以負荷載重。 標準輪胎包含約 1,400 條繩芯,每條繩芯可承受 15 公斤的重量。.

低胎圈區:

這是橡膠輪胎附著金屬輪框的部位。 引擎和煞車的功力會轉移到輪框上,然後再通過輪胎轉移至路面。

胎圈:

這個部位會緊密貼著輪框,確保達到氣密效果並讓輪胎可以安裝在輪框上。 每條線纜可承受 1,800 公斤的重量而且不會斷裂。 您的車輛上總共有八條這種線纜,每個輪胎兩條。 也就是說,總強度高達 14,400 公斤。 一輛汽車平均重量是 1,500 公斤。

側壁:

這個部位可以保護輪胎側邊,避免輪胎與路緣和道路碰撞衝擊。 有關輪胎的重要細節都會寫在側壁上,例如輪胎寬度和速度級別。

外殼層:

這個部位決定輪胎的強度。 外殼層會以非常機密、抗力高的鋼絲繩芯融合橡膠製成。 也就是說,輪胎可以承受轉彎的扭力,而且不會因為輪胎旋轉和擴張。 這個部位也會有足夠的彈性,可以吸收路面凸起、坑窪和其他障礙物碰撞造成的變形力道。

胎冠襯層(或"零度"帶):

這層對於安全性來說非常重要,因為這可以降低摩擦生熱,並可令輪胎在高速駕駛時保持不變形。 位避免輪胎出現離心式拉伸現象,橡膠層中會嵌入強化尼龍繩芯,並沿著輪胎週長放置。

胎冠層(或稱帶):

這個部位可為胎面提供基礎硬度。

胎面:

提供輪胎的抓地力和轉向抓力,而且以抗水、吸震和排熱為設計要點。