Page 109 - 《橡塑技术与装备》2024年3期

测试与分析 赵淑霞 等·芳纶帘线在半钢子午线轮胎中的应用及室外场地实验

能超过了人造丝的十倍，在抗疲劳方面也更胜一筹。 高模量、不易变形，其应用范围越来越广泛，既可以
然而，其最大问题在于具有较大的热收缩率，较弱的 减轻轮胎的重量，又可减小滚动摩擦阻力，同时还可
热稳定性及尺寸稳定性。 改善轮胎的抗撕裂、抗磨损等性能。如表 1，不同的
（4）近几年，由于芳纶帘线具备良好的耐热、坚固、 骨架材料具有不同的特点。

表 1 轮胎常用骨架材料的性能对比
项目 对位芳纶 钢丝 人造丝 锦纶 66 聚醋
.
-3
密度 /(Mg m ) 1.44 7.85 1.53 1.14 1.38
分解温度 ( 氮气 )/℃ 500 1 600 200 255 260
抗张强度 /MPa 2830 2550 780 960 1150
-1
比强度 /(mN·tex ) 1970 330 510 840 830
初始模量 /GPa 80 160 18 6 14
-1
比模量 /(N.tex ) 55 20 12 5 10
6
热膨胀系数 ×10 /K -1 -2.2 3.7 - - -
断裂伸长率 /% 3.6 1.9 13.0 20.0 13.5
200 ℃ ×48 h 后强力保持率 /% 90 100 20 45 55
空气干热收缩率（160 ℃ ×4 min)/% <0.1 0 1.0 3.8 5.0
根据表 1 的数据，芳纶帘线材料在 -200~200 ℃ 取措施，如扩大胎面的触地面积，减小胶的硬度，以
之间依旧维持良好，即使在抗张强度不变的情况下， 及其他措施。
也能够显著降低橡胶制品的重量，从而满足极端环境 （3）通过噪声检测轮胎性能
的需求。芳纶帘线有着较好的抗蠕变、耐疲劳、热收 为了有效地减少轮胎的噪声，设计者应该对其表
缩低以及抗化学腐蚀特性，它不仅能够大幅提升橡胶 面花纹及其组成部分进行改进。其中，可以使用变节
的尺寸稳定性，还能够大大增加其使用时间，所以， 距的技术，以减少轮胎滚行时产生的固有频率，并应
芳纶帘线无疑十分合适作为轮胎的支撑材料。 用计算机模拟计算对节距进行优化，更好的抑制噪声。
在经过严格检验的场景中，经验丰富的驾驶员可以清
3 芳纶帘线骨半半纲子午轮胎室外场地 晰地观察到来自外界的各种噪音，包括轮胎发出的噪
实验 音。这些噪音能在胎体、车轮以及骨架中传播，也会
随着芳纶帘线的优异特性，已被广泛应用于轮胎 和汽车的其他零件一起发生振动，增加噪音量。汽车
制造中，为检验其在半钢子午线轮胎中的使用效果， 驾驶员可以从轮胎的反馈信息中获得有关轮胎性能的
进行了一系列的室外实车实验，以期获得更好的结果： 信息进而检测轮胎的等级。例如在低速行驶中的嗡嗡
3.1 客观性能测试 声、在平坦道路表面的刺耳鸣叫。由于各种噪声，轮
客观性能试验是运用相关技术指标衡量车轮特 胎的设计变得更为复杂。通过提高轮胎面胶的厚度，
性，包括噪声、干湿制动等，可以对轮胎骨架性能进 同时尽可能减小三角胶的硬度，可以获得在粗糙道路
行客观评价。 表面噪音的消减，但这样做也轮胎的滚动阻力也会增
（1）湿地制动功能 加，从而损害汽车行驶的平稳与可操控性能。
为提高湿地行驶的安全性，须对轮胎进行特殊处 3.1.1 试验要求
理。其中，最重要的是改善胎面花纹及配方设计。轮 （1）在进行测试时，道路应该是光滑的。此外，
胎的花纹最重要的作用是用来排水，一般来说，V 字 在进行车外噪音检测和湿地制动时，道路也应该符合
形单导向花纹或者带有较深周边沟槽的直线型花纹能 ISO 标准。
快速清除轮胎表面的积水，恢复行驶时轮胎表面和道 （2）在没有雨水和雾气的情况下，将实验的环境
路的接触。 温度控制在 5~40 ℃之间的范围，路面的温度控在在
（2）干地制动特性 5~50 ℃之间的范围，其中路面温度基本稳定变化要小
汽车行驶的路面最常见的是干地，在干旱的道路 手 10 ℃以下，同时，风速要小于 5 m/s。
条件下提高干地性能，确保汽车行驶安全，显得尤为 3.1.2 干地 / 湿地制动测试
重要。通过干地制动测试，我们可以更好地了解轮胎 （1）测试仪器和要求 ：①使用的 VBOX 数据采集
的干地性能。为了提高轮胎的干地制动性能，可以采 器必须具备以下功能 ：可以准确地检测出实际汽车的

年
2024 第 50 卷 ·55·