Lốp Xe được Chế Tạo Như Thế Nào?

Lốp xe là phần duy nhất của xe tiếp xúc với đường. Lốp phải có sự cân bằng giữa độ bám đường, sự thoải mái, độ bền, hiệu suất sử dụng nhiên liệu và tổng chi phí vận hành. Chính vì những nhu cầu mang tính cạnh tranh này, lốp xe có thiết kế và kết cấu phức tạp hơn bạn nghĩ.

Lấy ví dụ, một chiếc điện thoại thông minh. Nó có vẻ phức tạp hơn một chiếc lốp. Nhưng trên thực tế, trong quá trình phát triển, chiếc lốp cần có một số lượng lớn các nghiên cứu và công nghệ tương đương.

Các bước của quá trình chế tạo lốp

1- Tìm hiểu về quá trình nghiên cứu

Chúng tôi nghiên cứu việc sử dụng lốp xe và thói quen lái xe của mọi người để đảm bảo rằng lốp xe đáp ứng nhu cầu của tất cả mọi người.

2- Phát triển và kết hợp các vật liệu

Có hơn 200 thành phần khác nhau trong một chiếc lốp. Các thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc giữ an toàn, tiết kiệm nhiên liệu, đảm bảo hiệu suất hoạt động và thân thiện với môi trường.

Các thành phần này được chia thành năm nhóm:

• Cao su tự nhiên:Là thành phần chính của các lớp mặt gai lốp
• Cao su tổng hợp:Là thành phần cấu tạo mặt gai của lốp xe du lịch, xe chuyên chở cỡ nhỏ và xe 4×4
• Carbon đen và silica:Được sử dụng như một chất gia cố để cải thiện độ bền của lốp
• Dây cáp lốp được gia cố bằng sợi vải và sợi kim loại:Là “khung xương” của lốp xe, định hình và cung cấp độ cứng cho lốp
• Nhiều loại tác nhân hóa học:Mang lại các tính năng độc đáo như lực cản lăn bánh thấp hoặc độ bám đường cực cao

3- Thiết kế

Chúng tôi tạo ra nhiều mẫu thiết kế và sử dụng các mô phỏng để thử nghiệm và lựa chọn mẫu lốp tốt nhất để phát triển.

4- Sản xuất

Chúng tôi chế tạo từng chiếc lốp một cách chuyên nghiệp thông qua quá trình gia công thủ công và bằng cả dây chuyền sản xuất. Khi cần thiết, chúng tôi phát minh ra máy móc của riêng chúng tôi để đạt được mục tiêu của mình.

5- Kiểm soát chất lượng

Kiểm soát chất lượng không phải là bước cuối cùng. Chúng tôi đo lường chất lượng trong suốt quá trình sản xuất.

Chúng tôi thử nghiệm lốp xe hơn 1 tỷ dặm mỗi năm – tương đương với việc lái xe vòng quanh trái đất 40 lần.

Thiết kế của lốp xe ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động như thế nào?

Thiết kế gai lốp – các rãnh và gai bằng cao su trên bề mặt của lốp – là rất quan trọng đối với hiệu suất của lốp xe. Thiết kế gai lốp đóng một vai trò quan trọng đối với độ bám đường của các loại lốp khác nhau, trong những điều kiện lái xe khác nhau và có thể ảnh hưởng đến sự an toàn cũng như niềm vui lái xe của bạn.

An toàn – Độ bám trên đường ướt là một ví dụ

Để hiểu được vai trò của gai lốp trên đường ướt, bạn hãy nghĩ đến chiếc máy bơm nước như là một ví dụ hữu ích. Càng nhiều rãnh trong gai lốp, nước càng thoát tốt hơn phần giữa lốp xe và mặt đường. Nước có thể thoát đi một cách rõ rệt chỉ trong một vài mili giây. Ví dụ, một lốp 195/65 R15 có thể thoát 15 lít nước mỗi giây.

Các yếu tố thiết kế ảnh hưởng đến độ bám đường ướt:

• Tỷ lệ rãnh:Rãnh của lốp xe càng nhiều/càng lớn, lốp thoát nước càng tốt.
• Hình dạng gai và bố trí:Hình dạng của các gai lốp (đối xứng, hướng tâm, bất đối xứng) góp phần vào cách thức thoát nước nhanh chóng.
• Rãnh phụ:Đây là những khe mỏng ở bề mặt cao su của gai lốp. Chúng cải thiện độ bám đường trong điều kiện đường ướt hoặc đóng băng. Hoạt động như cần gạt nước, rãnh phụ giúp các mép và rãnh của lốp xe thoát nước.

Niềm vui lái xe – Độ bám đường khô là một ví dụ

Một trong những yếu tố chính góp phần kiểm soát lái xe và có được phản ứng chính xác chính là độ cứng của thiết kế gai lốp.

Các yếu tố thiết kế ảnh hưởng đến độ bám đường khô:

• Khung lốp (hình dạng lốp):Khung phẳng với vai lốp vuông giúp hỗ trợ tốt cho việc rẽ.
• Số lượng rãnh:Tỷ lệ phần trăm của rãnh trong gai lốp càng nhỏ thì càng có nhiều cao su tiếp xúc trực tiếp với mặt đất, nhờ vậy độ bám đường càng tốt.
• Khối gai lốp:Mỗi khối cao su gai lốp trong thiết kế mặt gai càng lớn, độ bám đường càng tốt. Nhưng điều này cũng có thể tạo ra nhiều tiếng ồn hơn khi chạy trên đường.
• Rãnh phụ tự khóa:Khối gai lốp có nhiều rãnh phụ sẽ làm giảm độ cứng của gai lốp. Để chống lại hiệu ứng này, chúng tôi đã phát minh ra rãnh phụ có 3 chiều phức hợp, tự khóa lại với nhau khi chịu tải.

Kết cấu của lốp xe là gì?

Lốp xe có bố hướng tâm điển hình bao gồm chín phần chính.

Lớp lót bên trong:

Là lớp cao su tổng hợp kín khí (đây là mẫu cao su hiện đại cũng được sử dụng để sản xuất săm lốp).

Lớp khung:

Là một lớp nằm phía trên lớp lót bên trong, bao gồm các sợi (hoặc cáp) bằng vải mỏng được gắn vào cao su. Các sợi cáp này quyết định phần lớn sức mạnh của lốp xe và giúp nó duy trì áp suất. Loại lốp tiêu chuẩn chứa khoảng 1.400 sợi vải, mỗi một sợi trong số đó có thể chịu được một lực 15 kg.

Phần phía dưới tanh lốp:

Đây là nơi cao su ôm vào vành kim loại của lốp. Sức mạnh từ động cơ xe và lực phanh sẽ được truyền từ vành lốp này đến phần tiếp xúc giữa lốp với mặt đường.

Tanh lốp:

Tanh lốp là phần kẹp chặt vào vành lốp để đảm bảo kín khí và giữ cho lốp nằm chính xác trên vành lốp. Mỗi sợi cáp tanh lốp có thể chịu tải trọng lên đến 1.800 kg mà không bị đứt. Có tám sợi cáp tanh lốp trên xe bạn – mỗi lốp có hai sợi. Đó là sức chống đỡ vô cùng lớn lên đến 14.400 kg. Một chiếc xe trung bình nặng khoảng 1.500 kg.

Hông lốp:

Hông lốp bảo vệ mặt bên cạnh của lốp chống lại tác động của lề đường và mặt đường. Các thông tin chi tiết quan trọng về lốp xe được ghi trên lốp, như chiều rộng lốp và chỉ số tốc độ.

Lớp bố:

Lớp bố quyết định phần lớn sức mạnh của lốp. Lớp bố được tạo thành từ các sợi thép có khả năng chống đỡ rất tốt và được gắn vào cao su. Điều này có nghĩa là lốp xe có thể chống lại sức căng khi rẽ và không bị giãn rộng khi lốp xoay. Nó cũng đủ linh hoạt để hấp thụ các biến dạng do sự va đập, ổ gà và các chướng ngại vật khác trên đường.

Lớp bố đỉnh (hoặc đai “không độ”):

Lớp này mang lại sự an toàn và rất quan trong trong việc làm giảm nhiệt do ma sát và giúp duy trì hình dạng của lốp khi xe chạy nhanh. Để tránh lực kéo ly tâm của lốp, sợi nylon dùng để gia cố được đặt trong một lớp cao su và được đan vào nhau xung quanh chu vi của lốp.

Lớp bảo vệ (hoặc đai lốp):

Đai lốp giúp cho bề mặt gai lốp được chắc chắn.

Gai lốp:

Gai lốp giúp tạo độ ôm đường và bám đường cho lốp khi rẽ và được thiết kế để chống lại việc mòn lốp, trầy xước lốp và nhiệt.