Lốp xe là bộ phận cơ bản của bánh xe. Là những chi tiết sẽ tiếp xúc trực tiếp với mặt đường, giúp nâng đõ toàn bộ khối lượng của xe và ma sát với mặt đường để giúp bánh xe chuyển động. Ở bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về đặc điểm hình dáng hình học của lốp xe hiện nay.
Cấu tạo của lốp xe
Trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu về phần cấu tạo của lốp xe
Cấu tạo chung của một chiếc lốp xe thông thường sẽ bao gồm: Lớp hoa lốp 1, lớp xương mành 2, lớp đai bảo vệ 3, lớp trong 4, lớp mặt bên 5, vành lốp 6 và tanh lốp 7. Tất cả các chi tiết này sẽ được liên kết với nhau bằng các lớp cao su và tạo thành một chiếc lốp xe.
- Lớp hoa lốp: Là lớp cao su được bọc bên ngoài, có hoa văn và nằm trên bề mặt lăn của bánh xe. Tuỳ vào từng loại lốp và mục đích sử dụng khác nhau, lớp hoa lốp có rất nhiều hình dạng khác nhau. Nhưng mục đích chung của chúng vẫn là để bảm đảm khả năng bám chắc của bánh xe trên đường.
- Lớp xương mành chịu tải: Đây là chi tiết được chế tạo từ các lớp sợi nhỏ mỏng được đan chéo nhau lớp xương mành này có khả năng chịu được lực kéo tốt.
- Lớp đai bảo vệ: Là lớp nằm ở giữa lớp xương mành và lớp hoa lốp, được làm từ sợi bông nhân tạo hoặc sợi thép. Lới đai bảo vệ có vai trò đảm bảo kích thước bao ngoài của lốp, bảo vệ bảo vệ bề mặt lăn của bánh xe trước những va đạp và tải trọng của xe khi vận hành. Số lượng lớp đai bảo vệ có thể có từ 2 đến 30 lớp tuỳ vào từng loại lốp khác nhau.
- Lớp lót trong: Là lớp cao su được phủ bên trong lốp xe. Có vai trò bao kín các lớp sợ mành và phủ kín không gian bên trong của lốp xe.
- Lớp mặt bên: Là lớp cao su mỏng, có khả năng đàn hồi cao bao ngoài lớp xương mành nằm bên trên bề mặt của lốp..Lớp mặt bên cùng với lớp xương mành sẽ tạo hình dáng hình học (profin) của lốp xe. Ngoài ra lớp mặt bên còn là nơi để in các kí hiệu và thông số của lốp xe.
- Vành lốp: Vành lốp là phần tiếp xúc giữa lốp xe với mâm xe. Khi bánh xe được bơm hơi vào, vành lốp sẽ ôm sát vào mâm và giữ cho lốp xe bám chắc vào mâm xe.
- Tanh lốp: Là những sợi kim loại có vai trò giữ kích thước hình học lắp ráp với vành bánh xe, bảo đảm khả năng chịu tải của lốp kể cả khi áp suất lốp bị thay đổi trong khi bánh xe vận hành.
Đặc điểm của các loại lốp xe
Lốp Radial và lốp Diagonal
1. Lốp Radial (lốp sợ mành hướng kính)
Lốp Radial (lốp sợ mành hướng kính) là loại lốp xe có các lớp mành đan chéo nhau gần vuông góc, góc ngiêng α1 của lớp mành hướng tâm với mặt phẳng dọc của bánh xe nằm trong khoảng từ 10 đến 30 độ. Còn lớp mành hướng kính có góc α2 bằng 90 độ.
Loại lốp xe này có đặc điểm là độ mài mòn bề mặt lốp nhỏ, lực cản lăn nhỏ, nhạy cảm với sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Có khả năng đàn hồi tốt, độ giản nở thể tích nhỏ. Khi xe di chuyển với vận tốc dưới 80 km/h thì hầu như không bị thay đổi hình dáng hình học (profin). Khối lượng lốp nhỏ, khả năng truyền lực dọc và lực bên đồng đều.
Lốp sợi mành hướng kính có kí hiệu là R hay Radial.
2. Lốp Diagoal (lốp sợi mành đan chéo)
- Lốp Diagonal (lốp sợi mành đan chéo) là loại lốp xe có các lớp mành được đan nghiêng (gần đối xứng) với mặt phẳng dọc của bánh xe và hợp với mặt phẳng đối xứng một góc β (30o<β<40o).
- Lốp Diagonal có khả năng đàn hồi dọc lớn, chịu lực bên cao, thích hợp với việc di chuyển ở vận tốc trung bình hay nhỏ (dưới 150km/h). Với việc đan chéo các sợ mành, thể tích của lốp xe sẽ tăng lên kể khi lốp bị mòn hay áp suất bên trong lốp lớn, dẫn đến tăng cường kính lăn của bánh xe. Loiaj lốp xe này thường được dùng cho xe vận hành ở vùng đồi núi hoặc những địa hình xấu.
- Lốp sợ mành đan chéo có kí hiệu là D hoặc “-“.
- Các dòng ô tô con của Châu Âu phổ biến sử dụng loại lốp R. Đối với xe tải thì dùng cả 2 loại R và D.
Lốp săm và lốp không săm
- Lốp có săm: Đây là loại lốp truyền thống, trên bề mặt của lốp có ghi chữ: “TUBE TYBE”. Lốp có săm có độ tin cậy khi làm việc cao. Tuy nhiên, trọng lượng của lốp xe lớn, tuổi thọ thấp, nhiệt trong lốp khi vận hành và độ cứng của lốp lớn.
- Lốp không săm: Trên bề mặt của lốp không săm thường có kí hiệu “TUBE LESS”. Lốp không săm có nhiều ưu điểm: nhẹ hơn, mỏng hơn, có khả năng đàn hồi tốt, ít phát sinh nhiệt giữa các lớp cao su. Khi lốp bị thủng nhỏ thì áp suất giảm chậm. Dễ lắp ráp và có tuổi thọ cao hơn.
- Lốp không săm có yêu cầu rất cao về mối lắp ghép giữa vành và lốp xe. Độ kín khít của mối ghép này được quyết định bởi hình dáng hình học của vành, lốp xe và độ bóng bề mặt.
Lốp có sợi mành kim loại
Lốp có sợi mành kim loại là loại lốp xe được dùng cho cả ô tô và máy bay. Lớp manhf kim loại được chế tạo từ thép hợp kim. Số lượng lớp mành kim loại trên ô tô thường có từ 1 đến 6 lớp.
Trên bề mặt của loại lốp này có ghi
4 PLIES (2 PLIES RAYON + 2 PLIES STEEL) SIDEWALL : 2 PLIES RAYON
kí hiệu trên được hiểu là lốp có 2 lớp sợ mành nhân tạo, 2 lớp sợi mành kim loại, bề mặt bên của lốp có hai lớp sợi mành nhân tạo.
Ngoài ra còn một cách kí hiệu khác:
2 STEEL TREAD PLISE, 1 RAYON BODY PLY
Kí hiệu trên có thể hiểu là lốp có 3 sợi mành, trong đó có 2 lớp kim loại và 1 lớp sợi nhân tạo.
Những nguyên nhân hư hỏng của loại lốp xe này chủ yếu đến từ việc bị mài mòn lớp bề mặt do ma sát trong khi vận hàng. Các ma sát phát sinh ở đây là ma sát giữa các lớp cao su với nhau, các lớp đệm, các lớp mành khi bánh xe làm việc. Sự ma sát này nhằm tạo ra nhiệt, gây lão hoá co su, sợi nilon, bong tróc các lớp. Lốp xe càng dày thì khả năng phát sinh nhiệt càng lớn.
Việc sử dụng các lớp mành kim loại sẽ mang lại những ưu điểm sau:
- Tránh những hiện tượng đốt nóng cục bộ trong lốp, tạo điều kiện toà nhiệt nhanh ra môi trường khi phải làm việc liên tục, tăng tuổi thọ làm việc của lốp.
- Giảm đáng kể số lượng mành thực tế, giảm trọng lượng của lốp xe, giảm ma sát giữa các lớp cấu trúc cua lốp.
- Tăng khả năng che chắn các vật nhọn, sắc xuyên thủng lớp bao của lốp xe.
- Hạn chế tối đa sự giản nở kích thước của lốp khi bị mòn.
Số lượng lớp mành và áp suất hơi lốp
Trong lốp xe, số lượng lớp mành nhiều thì khả năng chịu tải của lốp càng lớn. Vì thế nên trên bề mặt lốp xe có ghi rõ số lượng lớp mành tiêu chuẩn bằng kí hiệu chữ PR hoặc PLY RATING. Số lượng các lớp mành được ghi trên lốp là số lượng lớp mành tiêu chuẩn bằng sợi bông tự nhiên. Ngày nay, vì dùng các vật liệu khác có độ bền cao hơn nên số lượng lớp mành thực tế thường ít hơn so với số lượng được tin trên lốp.
Lốp xe của ô tô con thường có từ 4 đến 8 lớp màng tiêu chuẩn, tương ứng với áp suất Pmax trong lốp từ 220 đến 280 kPa. Đối với ô tô tải, số lượng lớp mành tiêu chuẩn có thể lên đến 40 lớp.
Khi làm việc liên tục, nhiệt độ trong lốp tăng làm áp suất trong lốp tăng lên theo, đôi khi có thể xảy ra hiện tượng nổ lốp. Mọt số ô tô vân tải đường dài thường lắp thêm các thiết bị kiểm soát và tự động điều chỉnh áp suất lốp..
Một số loại lốp xe đặc biệt có lớp hoa lốp được đúc thêm đinh kim loại làm bằng thép hợp kim cứng. Giúp nâng cao khả năng bám đường khi di chuyển trên đường trơn trượt.
Hình dáng hình học (profin) của bánh xe
Hình dáng hình học của một lốp xe cơ bản được xác định nhờ các kích thước cơ bản như sau:
- B là chiều rộng của lốp xe khi bánh xe không chịu tải và áp suất trong lốp đúng tiêu chuẩn.
- H là chiều cao của tiết diện lốp xe.
- d1 là đường kính lắp với vành lốp xe, tại chỗ lắp với mép vành bánh xe.
- D là đường kính ngoài của lốp xe.
Những kích thước B, H và D sẽ quyết định hình dáng (profin) của lốp xe. Hiện nay, hình dáng (profin) của lốp xe thay đổi theo xu hướng giảm chiều cao H và tăng chiều rộng B.
Tỉ lệ H./B quyết định hình dáng của lốp xe, dưới đây là một số loại lốp và tỉ lệ H/B của chúng:
- Loại Superballon thường gặp trước đây. H/B = 0,95.
- Loại profin nhỉ. H/B = 0,8.
- Loại profin tương đối nhỏ, H/B=0,7; 0,65; 0,6
- Loại profin rất nhỏ, H/B = 0,5 ; 0,4.
Để thuận tiện cho việc lựa chọn loại profin thích hợp, người ta dùng chứ “serie” với chỉ số (100.H/B) % để ghi trên mặt bên lốp. Ví dụ như Serie 80, serie 70…
Việc sử dụng lốp xe có tỉ lệ H/B thấp cùng với áp suất thấp làm tăng diện tích tiếp xúc của lốp với mặt đường. Qua đó giúp tăng chất lượng bám đường cho xe.
Trên xe ô tô con, việc giảm tỉ lệ H/B giúp tăng kích thước trong lòng bánh xe, thuận lợi bố trí thoát nhiệt cho cơ cấu phanh. Đối với ô tô tải sẽ giúp hạ thấp trọng tâm của xe, nâng cao khả năng ổn định khi vận hành. Một số ô tô hoạt động ở nơi có địa hình đặc biệt xấu (trơn lầy, tuyết, băng) có thể chế tại lốp đặc biệt rộng với tỉ lệ H/B rất nhỏ hoặc lốp có nhiều buồng chứa khí.
Đối với loại lốp có chiều rộng lớn, loại đặc biệt có thể dùng với áp suất lốp thấp (khoảng kPa) hoặc liên kết với vành bánh xe theo chiều ngược lại. Qua đó đảm bảo khi áp suất lốp giảm tới giá trọ cho phép sẽ không bị mất mối ghép với vành bánh xe.
Đối với loại lốp có nhiều buồng chứa khí nén hay đệm cao su phân cách tạo nên các buồng chứa khí riêng biệt. Điều này cho phép xe vẫn có thể tiếp tục di chuyển thêm tầm vào chục kilomet khi lốp xe bị đâm thủng.
Phần tin tìm hiểu về hình dáng và hình học của lốp xe mo rằng sẽ có ích cho các bạn, nếu cần thêm bất cứ thông tin gì xin liên hệ với chúng tôi nhé!