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橡胶轮胎与地坪漆之间的热熔现象分析

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一、环氧地坪出现起泡是什么原因?

环氧地坪起泡的原因有很多,需要现场查看才能具体分析和解决,但尺渗通常情况下可从以下几点去分析:

第一.首先要看起泡是基层与漆之间的泡还是漆本身起泡?

第二.地坪漆施工前面是否有油污?地基硬度是否达标?环氧地坪漆施工前地面有没有起灰起砂现象?

第三.地基有没有防水处理?施工前地基是否干燥?

第四.地坪漆施工前地面清洁是否达到施工标准?

第五.其它因素,如地面实际受重?如,环氧地坪只允许橡胶车轮或软质塑胶轮叉车行驶,禁止金属轮负重碾压(若是橡胶轮胎的车辆,只要地基够好,几十吨都可能行驶)综上分析,若是漆本身起泡,可能是漆质量或施工时笑悔未作消泡处理,若是与基层之间的泡就是另外一陵升脊回事了。但无论什么原因,只要基础硬度好,就好解决。

二、打方向盘有沙沙橡胶摩擦声是什么原因

1.轮胎与地面摩擦产生的正常现象:<!--当你在原地转动方向盘时,由于方向盘与地面的接触,会发出一定的噪音。这种声音在涂有地坪漆的路面上尤为明显。另外,检查一下转向柱是否缺少润滑,这可能是产生噪音的一个原因。


2.气囊亏扒游丝可能引发的问题:<!--如果声音源自方向盘内部,那可能是气囊游丝故障所致。尝试拆下气囊游丝涂抹一些黄油,如果声音消失,可能是游丝损坏了,需要更换。因为游丝的故障往往会导致此类声响。


3.方向盘异响与车辆其他部位的可能原因:<!--当打方向盘时,销橘昌你可能听到类似橡胶摩擦的声音,同时感觉方向盘变重。这可能是安全气囊游丝在滑动时产伍陪生的摩擦声,或者是转向管柱在摩擦转向柱护罩饰板所致。<!--值得注意的是,车辆在熄火后,如果方向助力失效,也可能伴随着这些声响。

关于“热熔胎”,你想知道的都在这里!

原创2021-02-23 20:32·谢中用z

说起轮胎,总是那几个问题,今天挑几个深入的讲一下。行文枯燥,能看下去的大佬都是真爱!

为什么要暖胎热胎?

胎温不够时为什么会出现轮胎异常磨损?例如Schallamach磨损

赛车轮胎为什么又叫热熔胎?

你是否知道,橡胶的粘弹性既是产生抓地力的原因,也是产生滚动阻力的罪魁祸首!

在各大赛场的时候,每时每刻都能听到这些字眼,各位同学在向小白们吹嘘暖胎圈、热熔胎、抓地力的时候,会不会有一丝丝的心虚:说的这些都是从别人那里听到的,到底有没有科学依据。甚至有时候自己说出来的话前后矛盾,无法自圆其说,那一刻是否渴望真正了解那一圈黑乎乎的东西,在接触地面的刹那,到底发生着什么。

带着这些问题,我们进入今天的小课堂。要想把这些东西讲清楚,涉及到的领域相当之广泛,但会尽量以容易理解的方式呈献给大家,公式推理什么的一概省略,人生苦短,及时看答案。其实有时候也无需知道那么多,只需知道在知乎某篇答案里,有个人把这些东西都讲出来了,以后打算吹牛时忘记了可以再来看看。


一、当轮胎与路面接触的瞬间发生了什么?

如下图,轮胎与地面接触的瞬间会挤压胎体变形,前部由“圆弧”变成“线段”,后部由“线段”变成圆弧,这部分变形就是滚动阻力的主要来源,我们后面会讲。


我们把镜头向前推,看一下局部细节,接触区域内发生着什么。请仔细看一下这张图,后面发生的一切都会围绕着这张图进行。(经评论提醒,在这补充一下,这个是制动时候的图,所以看上去剪切方向与旋转方向一致,因为我找不到其他的图了)

剪切阶段:

刹车时路面将接触面橡胶块倾斜,导致橡胶块底部和路面之间以及和带束层之间都发生了相对运动,这就是剪切作用(伪滑移),这都发生在接触区的前端。

滑移阶段:

由于橡胶块更加接近接地区的尾端,应力增加,橡胶块在保持剪切状态的同时与路面之间发生真实的滑移。

在干燥的路面上,乘用车纯剪切与纯滑移的比例大概为1:4。抓地能力越强,纯滑移所占比例越低。这个很明显,抓地力那么强到无极限的时候,根本轮不到滑移。


二、抓地力的产生

抓地力的产生并非单一作用,而是由以下两种机理共同产生的。

第一个机理称为压坑效应。因为橡胶具有弹性,使它可以很好地适应路面凸起,与路面之间紧密接触。因为橡胶又具有粘性,当轮胎滚过路面时胎面橡胶压向路面的作用可以比喻成流动作用,橡胶块击打路面粗糙点并变形,但由于滞后特性,橡胶块在凸起另一侧又不能马上恢复到原来的高度。橡胶块在凸起上的不对称运动产生了抵抗滑移的力。这种效果就像齿轮之间的啮合。

一般这种作用发生在10^{-3}m到10^{-6}m的尺寸上,这与粗糙跑道上的微粒尺寸相同,作用频率为10^{3}Hz到10^{6}Hz,这两组数据很关键。


第二个机理称为分子粘附,它发更细小的规模上,当发生路面与轮胎之间的滑移时,两者的分子粘附会因为迟滞效应加强百倍以上,学术上也称为活化动态过程。分子粘附作用远远大于前一个产生摩擦力的因素。分子粘附作用发生在10^{-6}m到10^{-9}m尺寸上,尺寸大概是分子间距,作用频率为10^{6}Hz到10^{9}Hz

下图为同一温度下,两种摩擦机理作用在不同作用频率上的分布。

以上就是轮胎摩擦力的两个产生来源,可以看出产生抓地力的两个机理中,都是因为迟滞效应,这种效应越明显,产生的抓地力越高!


三、粘弹性的那些事

不知大家玩过医用注射器没,快速抽压注射器的时候感觉注射器的反应总是慢半拍,有点类似于粘弹性的感觉。有两把刷子的老铁知道滚动阻力就是因为粘弹性材料迟滞作用产生的,然而抓地力也是因为橡胶的这个特性而出现。

橡胶的两种状态:玻璃态和橡胶态。当温度过低时,橡胶脆且硬,表现的像玻璃一样。在温度较低时,橡胶软且弹,这时处于橡胶态。而他们之间有一个转换的过程,称为粘弹态。如下图。其中Tg被称为玻璃化转变温度,是橡胶的特定属性。

不仅是温度,应力频率也会对其有类似的影响,应力频率越高,则橡胶越硬,偏向玻璃态。反之,则偏向橡胶态。

之前我们说,产生抓地力的两个机理中,都是工作频率和温度下的迟滞效应越显著,则抓地力越大。显然我们要让我们的胎面胶在工作状态下拥有最大的迟滞效应,每一种胎面胶都是在这样的知道思路下进行设计的。

四、胎面胶的工作状态

以赛车轮胎为例子,它的工作条件是什么?胎面胶温度在100℃-120℃,与微颗粒的作用(压坑效应,次要地位)频率为

10^{3}-10^{4}Hz,与路面的分子连接作用(分子粘附,主要地位)频率为10^{8}Hz--10^{9}Hz。

下面以赛车轮胎常用的胎面胶配方(这个专利网上都有,聚融丁苯橡胶SSBR+超耐磨炭黑+适当比例的油)的最佳工作条件为例进行解读:

在没有任何应力频率的时候,对应的温度就是Tg(橡胶的玻璃化转变温度),大概为-40摄氏度;

夏季赛场地面温度一般为40℃,对应的频率为10^{6}Hz次,可是两种抓地力来源的主要频率都不在这边;

胎面胶工作温度110℃对应的频率为10^{8}Hz,恰好为分子粘附作用的主要频率,这时压坑作用并不明显,但分子粘附作用才是产生抓地力的最大因素。赛车的热熔胎就是工作在这样的条件下面,以分子粘附作用将轮胎仅仅粘在路面上产生强大的抓地能力。


下面回答之前提出的问题

为什么需要暖胎?

如果没有足够的胎温,高频应力会使得轮胎胎面变硬,迟滞效应减弱。这时不仅抓地力不够,还会产生轮胎的超量磨损。轮胎磨损在最大迟滞线对应的条件的时候磨损最小。我之前提到Schallamach磨损产生的原因中,重要的一条就是轮胎没有达到足够的温度就激烈操控,导致磨损严重。

赛车胎之所以被称为热熔胎,并非因为高温下其胎面胶融化了,只是赛车胎胎面胶被设计为在这样的温度和频率下,使分子粘附效应占主导。当分子与地面绑定、断开的时候,会将部分材料留在地面上,看上去好像轮胎融化了一样。但其实如果进一步增加轮胎表面温度,超过一定限度,这时的胎面胶更软,但并没有带来更大的抓地力,这也说明了并非“融化”带来的高抓地力。

那是否轮胎温度越高越好,当然也不是。正如我们所说,超过最佳工作区域之后,温度过高使得轮胎太软,迟滞效应也会下降,过高的胎温还会造成胎面橡胶剥落等现象。

如何解决高迟滞带来的高滚动阻力?

表面上看高迟滞使抓地力变大的同时,也催生了更大的滚动阻力,但迟滞效应需要在一定温度和频率的作用下才有意义。前面提到轮胎滚动阻力最大的来源是接地前后轮胎橡胶的变形,也就是每一圈发生一次,以乘用车的120km高速行驶的速度为例,这个频率也不过20Hz。而产生抓地力的频率范围是103-109,所以两者的频率范围根本不同。

在橡胶中加入白炭黑,可以使低频的迟滞效应减小而不影响高频性能。如下图所示

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橡胶轮胎与地坪漆之间的热熔现象分析
发布人:mengzhuanca92 发布时间:2024-11-09