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如何製作輪胎?

輪胎是車輛與地面接觸的唯一地方。 輪胎必須在抓地力、舒適度、耐久性、省能與整體花費上取得平衡。 由於這些相互抵觸的需求緣故,輪胎的設計與製作比您想得還要複雜

讓我們舉智慧型手機為例。 手機似乎比輪胎來得複雜多了。 但事實上,整個製造過程中,輪胎所需的研究與科技量與手機幾乎相同。

製胎過程步驟

1- 透過研究來理解

我們研究人們的輪胎使用與駕駛習慣,以確定我們的輪胎符合所有人的需求。

2- 開發與混合材料

製造輪胎使用的原料超過 200 種。這些原料在安全性、節能、性能與環保上皆扮演舉足輕重的角色。

這些原料分為五大類:

  • 天然橡膠: 胎紋層的主要原料
  • 合成橡膠: 轎車、廂型車與 4X4(四輪驅動)車專用輪胎胎紋的部分原料
  • 碳黑與二氧化矽: 用作強化劑以提昇耐用度
  • 金屬與紡織增強纜: 為輪胎的「骨幹」,構成幾何形狀且提供剛性
  • 不可勝數的化學藥劑: 形成特殊屬性,如降低滾動阻力或將抓地力提升至最高等

3- 設計

我們創造許許多多不同的設計,並以模擬測試來選擇將開發的最佳輪胎概念。

4- 製造

我們透過手工製作與機械製作兩種過程,專業地打造輪胎。 我們也在有需要時,發明專用機器以達目的。

5- 品質管控

品質管控不只是最終的步驟。 我們在整個過程中皆評估品質。

每年進行等於超過 10 億英里長度的輪胎測試 - 相當於繞地球 40 圈。

輪胎的設計如何影響其性能?

輪胎的胎紋設計,即輪胎表面橡膠上的溝槽與花紋,為其性能的重要關鍵。
胎紋設計在您的輪胎於不同類型駕駛條件的輪胎抓地力上扮演重要角色,而且可影響您的安全性與駕駛樂趣。

安全性 - 以濕路抓地力為例

若要理解胎紋在濕滑路面上的作用,可以試著想像一個水泵。胎紋的渠道愈多,愈能快速排出輪胎與路面之間的水分。驚人的是,胎紋可以在僅僅數毫秒間便排除水分。例如一條 195/65 R 15 輪胎每秒可以排除將近 15 公升的水分。

影響濕滑地面抓地力的設計要素:

  • 溝槽比例:溝槽愈多愈大,輪胎的排水性就越優異。
  • 形狀與佈局:胎紋樣式的形狀(對稱、方向性、非對稱)會影響排水的速度。
  • 刀槽花紋:即胎紋橡膠表面的細長溝紋。這些溝紋會影響濕滑地面或結冰狀況下的摩擦力。作用如同擋風玻璃雨刷一樣,刀槽花紋能幫助輪胎邊緣與溝槽排除水分。

駕駛樂趣 - 以乾路抓地力為例

精準轉向控制與反應的其中一個主要因素即為胎紋設計的硬度。

影響乾地抓地力的設計元素:

  • 輪胎的輪廓(形狀):扁平輪廓加上方形胎肩的設計,可在轉向時提供良好支撐。
  • 溝槽數量:胎紋樣式上溝槽所佔比率愈低,則輪胎在與地面接觸時,便有愈多橡膠直接接觸地面,因此抓地力也愈好。
  • 胎紋砌塊:設計中有愈大個別花紋橡膠區塊,抓地力愈好。但是這也會產生更大的路面噪音。
  • 溝槽自鎖科技:刀槽花紋過多的胎紋砌塊,會降低胎紋樣式的剛性。為了彌補此效果,我們引介了複雜的 3D 刀槽花紋,可以在載重狀況下互鎖增加排水性及接地面積。

輪胎的結構為何?

典型的輻射層輪胎包含九個主要部分。

氣密層:

一層不透氣的合成橡膠(此為內胎的新型替代品)。

胎體層:

內襯膠之上的一層,以薄的紡織紗線(或纜線)嵌入橡膠構成。這些纜線將對於輪胎強度有決定性的影響並有助於輪胎承受壓力。標準輪胎包含約 1,400 條纜線,每條纜線可以承受 15 公斤的力量。

下胎唇區:

此為橡膠輪胎與金屬輪圈連接的地方。來自引擎與煞車的力量,將透過輪胎的輪圈傳輸到與道路表面接觸的區域。

胎唇:

胎唇緊緊鉗住輪胎的輪圈以確保氣密性,並讓輪胎在輪圈上維持正確位置。每條鋼絲皆可承受最高 1,800 公斤的重量而不斷裂。您的車輛上有八條 - 每個輪胎兩條。總共有高達 14,400 公斤的阻力強度。而每輛車的平均重量約為 1,500 公斤。

胎邊:

保護輪胎不受路緣與道路衝擊的影響。關於輪胎的重要詳細資訊,諸如輪胎寬度與速度級數記載於胎壁。

胎體層:

此層對於輪胎的強度具有決定性的影響。由嵌入橡膠中纖細的高強度鋼絲橡膠所構成。這表示輪胎可以承受轉彎帶來的扭轉,且不會因為輪胎旋轉而延伸。並具有足夠的彈性,可以吸收由路上顛簸、坑洞與其他障礙物導致的變形。

簾子布覆蓋層(或稱零度環繞科技):

這是相當重要的安全性層,可以降低摩擦熱,並在高速行駛時幫助維持輪胎形狀。為避免離心方向拉扯輪胎,強化尼龍基的纜線已嵌入了橡膠層中,且環繞著輪胎圓周。

胎冠層(或鋼絲環帶層):

為胎紋提供堅固的基底。

胎紋:

提供了輪胎的一般抓地力與轉彎抓地力,具備抗磨損、耐磨且耐熱的設計。