Hoàng Anh - Kết cấu ô tô (Nguyễn Khắc Trai)

Tìm hiểu về đặc điểm và hình dáng hình học của lốp xe

(News.oto-hui.com) – Lốp xe là một bộ phận cơ bản của bánh xe. Là chi tiết tiếp xúc trực tiếp với mặt đường, nâng đỡ toàn bộ khối lượng của xe và ma sát với mặt đường để giúp xe chuyển động. Bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu đầy đủ hơn về đặc điểm và hình dáng hình học của các loại lốp xe hiện nay.

I. Cấu tạo của lốp xe:

Trước tiên hãy cùng tìm hiểu một chút về cấu tạo của một lốp xe thông thường xem chúng có những gì nhé.

Cấu tạo của lốp xe (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Cấu tạo của lốp xe.

Cấu tạo chung của một chiếc lốp xe thông thường bao gồm: lớp hoa lốp 1, lớp xương mành 2, lớp đai bảo vệ 3, lớp lót trong 4, lớp mặt bên 5, vành lốp 6 và tanh lốp 7. Tất cả các chi tiết này 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. Tùy 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 đảm bảo khả năng bám chắc của bánh xe trên mặt đường.
Các kiểu hoa lốp (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Các kiểu hoa lốp.
  • Lớp xương mành chịu tải: đây là chi tiết được chế tạo từ các lớp sợi nhỏ mỏng được đan chéo nhau giúp lớp xương mành này có khả năng chịu được lực kéo tốt.
  • Lớp đai bảo vệ: là lớp nằm giữa lớp xương mành và lớp hoa lốp, được làm từ sợi bông nhân tạo hoặc sợi thép. Lớp đai bảo vệ có vai trò đảm bảo kích thước bao ngoài của lốp, bảo vệ bề mặt lăn của bánh xe trước những va đập và tải trọng của xe khi vận hành. Số lượng lớp đai bảo vệ có thể có từ 2 đến 30 lớp tùy vào từng loại lốp khác nhau.
  • Lớp lót trong: là lớp cao su được phủ bên trong của lốp xe. Có vai trò bao kín các lớp sợi mành và phủ khín 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 trên bề mặt lốp. Lớp mặt bên cùng với lớp xương mành tạo nên 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 xe 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, đảm bảo khả năng chịu tải của lốp kể cả khi áp suất lốp bị thay đổi trong khi bánh xe hoạt động.

II. Đặc điểm của các loại lốp xe:

1. Lốp Radial và lốp Diagonal:

a. Lốp Radial (lốp sợi mành hướng kính):

Lốp Radial (lốp sợi mành hướng kính) là loại lốp xe có các lớp mành đan chéo nhau gần vuông góc, góc nghiêng 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 có 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.

Đặc điểm của  lốp Radial và lốp Diagonal (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Đặc điểm của lốp Radial và lốp Diagonal.

b. Lốp Diagonal (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 150 km/h). Với việc đan chéo các sợi mành, thể tích của lốp xe sẽ tăng lên đáng kể khi lốp bị mòn hoặc áp suất bên trong lốp lớn, dẫn tới tăng đường kính lăn của bánh xe. Loại lốp xe này thường được dùng cho xe hoạt động ở vùng đồi núi hoặc địa hình xấu.

Lốp sợi 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 hai loại R và D.

2. Lốp có săm và lốp không săm:

 Lốp có săm và lốp không săm (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Lốp có săm và lốp không săm.

Lốp có săm: đây là loại lốp truyền thống, trên bề mặt của lốp có ghi chữ “TUBE TYPE”. 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 của chúng.

3. 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 mành 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 xe này có ghi:

  • 4 PLIES (2 PLIES RAYON + 2 PLIES STEEL) SIDEWALL: 2 PLIES RAYON

Kí hiệu trên có thể hiểu là lốp có 2 lớp sợi 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 PLIES, 1 RAYON BODY PLY

Kí hiệu trên có thể hiểu là lốp có 3 lớp sợi mành, trong đó có 2 lớp kim loại và 1 lớp sợi nhân tạo.

Lốp thông thường và lốp có sợi mành kim loại (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Lốp thông thường và lốp có sợi mành kim loại.

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 hành. 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 sẽ tạo ra nhiệt, gây lão hóa cao 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 đem lại các ưu điểm sau:

  • Tránh hiện tượng đốt nóng cục bộ trong lốp, tạo điều kiện tỏa nhiệt nhanh ra môi trường khi phải làm việc liên tục, tăng tuổi thọ làm việc của lốp.
  • Giảm đáng kể số lượng lớp mành thực tế, giảm trọng lượng của lốp xe, giảm ma sát giữa các lớp cấu trúc của 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.

4. 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 in 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 tới 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. Một số ô tô vận tải đường dài thường lắp thêm các thiết bị kiểm soát và tự động điều chỉnh áp suất lốp.

Lốp có bố trí đinh kim loại (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Lốp có bố trí đinh kim loại.

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.

III. Hình dáng hình học (profin) của bánh xe:

Các kích thước hình học cơ bản của lốp xe (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Các kích thước hình học cơ bản của lốp 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 nhỏ, 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 hơn cho việc lựa chọn loại profin thích hợp, người ta dùng chữ “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.

So sánh diện tích tiếp xúc của hai loại lốp (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
So sánh diện tích tiếp xúc của hai loại lốp.

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 tạo lốp đặc biệt rộng với tỉ lệ H/B rất nhỏ hoặc lốp có nhiều buồng chứa khí.

So sánh sự giảm tỉ lệ H/B của lốp (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
So sánh sự giảm tỉ lệ H/B của lốp.

Đối với loại lốp có chiều rộng lớn, loại đặc biệt có thể dùng với áp suất lốp rất thấp (khoảng 50 kPa) hoặc liên kết với vành bánh xe theo chiều ngược lại. Qua đó đảm bảo khi áp suất lốp giảm tới giá trị cho phép sẽ không bị mất mối ghép với vành bánh xe.

Lốp dùng cho điều kiện đặc biệt xấu (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Lốp dùng cho điều kiện đặc biệt xấu.

Đối với loại lốp có nhiều buồng chứa khí nén hay đệm sao su phân cách tạo nên các buồng chứa khí riêng biệt. Điều này cho phép xe vẫn có thể tiếp tục di chuyển thêm khoảng vài chục kilomet khi lốp xe bị đâm thủng.

Lốp có nhiều buồng chứa khí nén (sách Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai)
Lốp có nhiều buồng chứa khí nén.

Một số bài viết liên quan:

Advertisement

Advertisement

Chia sẻ ý kiến của bạn

Thông Tin Cá Nhân

NamNữ

Trình Độ Học Vấn

Thông tin chung

Kỹ thuật viên sửa chữa chungKỹ thuật viên sơnKỹ thuật viên đồngKỹ thuật viên điệnChăm sóc, làm đẹp, Detailing ô tôCố vấn dịch vụBán hàng (Sales)Nhân viên phụ tùngThiết kếMarketingKiểm soát chất lượng (PDI)Quản đốc xưởngTrưởng/phó phòng dịch vụTrưởng/phó phòng kinh doanhTrưởng/phó phòng kỹ thuậtGiám đốc điều hànhChưa có kinh nghiệmKhác