轮胎磨耗机理及炭黑对磨耗的影响_彭旭东

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1、述评合成橡胶工业，!""#$"%$&%，!’(#)：&#’*&+",-./012/3-43.,567745./861352轮胎磨耗机理及炭黑对磨耗的影响彭旭东&!###S郭孔辉S丁玉华S单国玲S侯汝成(&P石油大学机电学院，山东东营!%:"’&；!P吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，吉林长春&#""!%；#P三角轮胎股份有限公司，山东威海!’+!"")摘要：总结了轮胎的磨耗机理S分析了各种机理产生的条件和对轮胎磨耗的影响，研究了炭黑增强对轮胎用橡胶化合物磨耗特性的影响。结果表明，炭黑对轮胎磨耗的

2、影响规律随轮胎使用条件及对应的主要磨耗机理的不同而不同。关键词：轮胎；磨耗机理；炭黑；增强中图分类号：3-&&:P&文献标识码：0文章编号：&"""$&!%%（!""#）"#$"&#’$"%炭黑作为填充剂主要应用于对橡胶的增强，温度、轮胎和道路表层材料的物性(如强度等)以改善橡胶的性能如应力、拉伸强度、撕裂强度和硬及表面粗糙度和路面湿度的影响。度等，并以此提高汽车轮胎的耐磨性。尽管有关轮胎的黏着磨耗形式一般有轻微磨耗(QGCD炭黑对橡胶的增强机理研究已开展了近&""<，但

3、FQB<@GOL)和擦伤(FJN@GOL)等，其=&>对机理的了解仍很浅。随着人们对轮胎磨耗机中以涂抹较为常见。涂抹的产生同橡胶的降解以理研究的深入，更需要了解炭黑的增强作用及对及大气温度和轮胎生热有关，研究表明涂抹仅仅轮胎磨耗性能的影响=!>。本文分析了轮胎的磨耗在轮胎胎面温度高于"R时才会产生=+>。机理，并就炭黑对轮胎磨耗的影响进行了研究，提!P"疲劳磨耗出了今后研究的方向。当轮胎沿对磨面作相对运动时，胎面表层橡胶在交替变化的接触应力作用下发生疲劳而引起!轮胎磨耗机理的磨耗现象，称为疲劳磨耗

4、。如果橡胶实验块同轮胎磨耗是轮胎与相对运动表面（如路表面）光滑面对磨，长期受摩擦力作用将由于接触疲劳对磨时，由于机械作用或和(热、力和电)化学反应而产生点坑和表面裂纹，此时作用在表面层上的引起其摩擦表层材料逐渐损耗的现象。轮胎的耐应力为摩擦力引起的拉伸应力。对轮胎而言，产磨性对车辆的操作稳定性以及行驶安全性都非常生疲劳磨耗的合适条件是直线长距离行驶。实际重要。为了深入了解橡胶性能和炭黑增强对轮胎上，产生疲劳磨耗的表面很少见。疲劳磨耗的重磨耗的影响，就必须了解轮胎实际使用过程中的要变化发生在橡胶的化

5、学降解与重复性微凸体应磨耗机理。力循环同时或先期产生之时，任何一种情况都会依据7?@ABCC的分类方法，可以将轮胎的磨耗导致裂纹尺寸的增大，因为降解会使产生磨耗颗=#>粒所需的临界断裂能下降。软胎面胶、干燥路面、机理分为%类：（&）黏着磨耗（

6、<@)。!P!黏着磨耗收稿日期：!""!$"9$":；修订日期：!""#$"!$"!。轮胎沿对磨面(如路面等)作相对运动时，黏作者简介：彭旭东，男，&;’+年生，湖南益阳市人，博士，教着效应形成的结点发生剪切断裂，使胎面表层材授。已发表论文’"余篇。料转移到对磨面的机械磨耗现象，称为黏着磨基金项目：国家自然科学基金资助项目(项目编号：耗。它是胎面胶分子对路面等的黏着，受接地面%"!:%";;)。第2期彭旭东等!轮胎磨耗机理及炭黑对磨耗的影响·82@·!!"磨粒磨耗将使低应变率裂纹得到扩展，导致橡胶

7、大块脱外界硬颗粒"如碎石子或沙子#或者路表面上落。在苛刻条件下，这将导致胎面胶的过度磨耗的硬突起物"包括微观和宏观纹理#在轮胎的摩擦而使轮胎摩擦牵引力受到影响。145过程中引起胎面材料脱落的现象，称为磨粒磨薄片剥落"=>+<()$#如果出现分子取向，那耗。根据胎面和路面间有没有液体存在，可将其么低强度平面使扩展表面平行于轮胎表面运动。分为干磨粒磨耗和湿磨粒磨耗；或根据磨耗表面同低强度平面相关的低临界撕裂强度所产生的磨形貌特征的不同分为磨耗花纹和固有磨粒磨耗；耗面要比裂纹分叉"9%+9<=&%<()

8、$或黏滑#扩展产或根据磨粒和表面的相互位置不同分为二体磨粒生的磨耗面光滑。当轮胎在固定面或长期覆盖有磨耗和三体磨粒磨耗。影响因素主要有轮胎接地松散砂粒的非固定面上运动时，尖锐微凸体产生面摩擦力大小、胎面胶的性能、路面湿度和污染程的裂纹将引起各向异性现象。度以及轮胎的滑行速度和负荷等。轮胎和路面间!!#降解磨耗的磨粒磨耗主要有以下几种类型。降解磨耗也称为机械化学降解磨耗，这是因犁沟"$%&&’()$#当摩擦力减小、尖锐微凸为降解过程实际上是橡胶的机械作用"橡胶分子体沿滑动方向对胎面产