汽車行駛在高速公路上產(chǎn)生爆胎成因及對策4頁

1、龍?jiān)雌诳W(wǎng) 汽車行駛在高速公路上產(chǎn)生爆胎成因及對策作者：陳雄潤來源：科學(xué)與財(cái)富2016年第17期        摘 要：車輛在行駛過程中，受到溫度、車速以及外在力量等多種因素的影響，極易出現(xiàn)爆胎事故，嚴(yán)重威脅著社會(huì)群體的生命安全。本文主要立足于汽車在高速公路上行駛過程中的爆胎過程，對汽車爆胎原因進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并提出諸如安裝示警裝置、泄氣保用輪胎等措施，并對輪胎的正確使用措施進(jìn)行探討，以保證汽車在高速公路上行駛的安全性。        

2、關(guān)鍵詞：輪胎；爆胎原因；防止措施        在高速公路交通中，汽車行駛過程中爆胎的情況時(shí)常出現(xiàn)，導(dǎo)致高速公路交通存在嚴(yán)重的安全隱患。曾有研究資料統(tǒng)計(jì)，由于車輛行駛過程中出現(xiàn)爆胎所導(dǎo)致的交通事故數(shù)量較大，占據(jù)高速公路交通事故總數(shù)的70%左右，對社會(huì)交通的穩(wěn)定發(fā)展造成不利影響。此種情況下，如何更好的防止車輛行駛過程中出現(xiàn)爆胎，是當(dāng)前公路交通相關(guān)研究人員所面臨的一項(xiàng)重要課題。        1 爆胎現(xiàn)象描述  

3、0;     行駛中的汽車，其輪胎在極短的時(shí)間內(nèi)失去大部分空氣稱之為爆胎，這給車輛安全行駛帶來極大危害。根據(jù)行駛路況不同，爆胎分以下兩種情況。        1.1 直路爆胎        直路爆胎后，輪胎內(nèi)空氣泄出，輪胎漸漸扁平，此時(shí)輪胎只受車身重量的垂直壓力，變形不大，車輛可以繼續(xù)行駛。這種情況下，一般不易發(fā)生危險(xiǎn)。     

4、0;  1.2 彎路爆胎        彎路爆胎，即汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生爆胎。轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車受離心力的影響，輪胎擠向一邊，胎邊陷入胎圈的凹坑內(nèi)，如果離心力不大，胎邊陷入不多，部分輪胎仍然留在輪輞邊上，還可以避免輪輞與地面的直接接觸，這種情況比較幸運(yùn)，倘若整個(gè)輪胎都脫離了輪輞，后果不堪設(shè)想。        1.2.1 前輪爆胎。前輪負(fù)擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向，一旦爆胎，嚴(yán)重影響駕駛員對轉(zhuǎn)向盤的控制。   &#

5、160;    1.2.2 后輪爆胎。如果后輪發(fā)生爆胎，輪胎失去抓地力，出現(xiàn)甩尾、顛簸，甚至打轉(zhuǎn)，一一般駕駛員習(xí)慣于控制車頭（前輪），而對車尾（后輪）的應(yīng)變經(jīng)驗(yàn)較少，因此后輪彎路爆胎，更為驚險(xiǎn)。        2 爆胎過程分析        按胎體簾線的排列方式不同，輪胎分三種基本結(jié)構(gòu)形式，斜交輪胎、帶束輪胎和子午線輪胎?，F(xiàn)代轎車輪胎基本上采用子午線輪胎，因此這里僅闡述子午線輪胎的爆胎機(jī)理。子午線

6、輪胎由尼龍簾線、聚酯簾線、鋼絲簾線等骨架材料和各種功能橡膠組成，層數(shù)一般為2-3層，層級強(qiáng)度在5-13級之間。尼龍簾線、聚酯簾線和各種橡膠都屬于高分子材料，而高分子材料有兩個(gè)基本特性：（1）在往復(fù)變形過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，且變形越大，生熱越多（2）是熱的不良導(dǎo)體。當(dāng)溫度由零度上升到100時(shí)，輪胎材料的強(qiáng)度下降大約20%，當(dāng)溫度上升到100時(shí)，輪胎材料的強(qiáng)度下降大約20%；當(dāng)溫度上升到110時(shí)，輪胎材料的抗拉強(qiáng)度迅速下降。與此同時(shí)，隨著溫度升高，輪胎氣壓上升，使得簾線應(yīng)力增大，最終導(dǎo)致輪胎爆裂。        3 誘發(fā)爆

7、胎的主要原因        3.1 輪胎結(jié)構(gòu)上的固有弱點(diǎn)        現(xiàn)行轎車輪胎的帶束層邊緣，胎體簾線邊緣，胎唇邊緣等部位是兩種性能差異很大的材料的交叉邊界，在受力變形的情況下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致局部大變形，高生熱。往復(fù)變形一段時(shí)間扣，局部溫度可高達(dá)250以上，這將導(dǎo)致材料的結(jié)合性能劣化并由此引發(fā)分離，熔斷等缺陷。輪胎過熱使胎面或簾面層脫層，并使胎面溝槽及胎肩龜裂，簾線斷裂、胎肩部位快速磨耗，而不規(guī)則磨耗造成輪胎滾動(dòng)阻力增加。胎

8、圈與輪輞之間的異常摩擦是引起胎圈損傷或者輪胎與輪輞脫離形成爆胎的最大隱患。        3.2 輪胎制造上的缺陷        輪胎在制造過程中會(huì)帶進(jìn)各種不可避免的缺陷，如氣泡、雜質(zhì)等。這些缺陷在輪胎動(dòng)態(tài)進(jìn)行中都會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn)。隨著缺陷的發(fā)展，會(huì)因?yàn)樘デ粴怏w的高壓滲透作用而形成空腔，并導(dǎo)致層間剝離，在外觀上表現(xiàn)為脫層、鼓泡，即使在使用條件正確的情況下，這些缺陷也會(huì)使輪胎發(fā)生早期爆破。    &

9、#160;   3.3 使用維護(hù)不當(dāng)        3.3.1 超載。輪胎是車輛與地面之間的唯一紐帶，承受車輛負(fù)荷的最終部件。輪胎負(fù)荷是根據(jù)輪胎結(jié)構(gòu)、簾布層數(shù)強(qiáng)度以及使用氣壓和速度等經(jīng)過計(jì)算才確定的。車輛超載行駛時(shí)，輪胎承受的負(fù)荷、形變增大，胎體所承受的壓力也相應(yīng)增加，胎面與路面的接觸面增大，相對滑移加劇，磨損加快，特別是胎側(cè)的彎曲變形會(huì)引起胎肩磨耗，胎溫升高，輪胎簾面層脫落。有數(shù)據(jù)表明，承載負(fù)荷超過額定值10%，輪胎行駛里程降低8%；承載負(fù)荷超過額定值20%，輪胎行駛里程降低35%；

10、承載負(fù)荷超過額定值50%，輪胎行駛里程降低60%；承載負(fù)荷超過額定值100%，輪胎行駛里程降低80%。        3.3.2 高速。行駛在高速公路上的汽車，車速快是影響輪胎爆胎的主要原因：其一，汽車主要是輪胎與地面接觸，在勻速運(yùn)行下，輪胎的磨損是有規(guī)則的，在高速公路上，路面平整，單向行駛長途車比較多，速度快使輪胎與地面形成不規(guī)則的磨損，輪胎內(nèi)部的磨損深度超過標(biāo)準(zhǔn)胎面花紋時(shí)，胎面出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，易產(chǎn)生滑移，發(fā)生交通事故。其二，輪胎壽命受汽車行駛速度影響很大。隨著車輛行駛速度增加，其輪胎壽命不斷降低，當(dāng)行駛速度達(dá)到7

11、0KM/H，輪胎壽命下降30%左右；其三，行車速度過快將使劣化過程加速，造成胎圈損傷或輪胎與輪輞脫離，胎面中心快速磨耗，當(dāng)受外力沖擊時(shí)，容易產(chǎn)生外傷甚至爆破胎面。        3.3.3 欠壓或過壓。和輪胎負(fù)荷一樣，輪胎氣壓也是在設(shè)計(jì)時(shí)就已給定的。因此，充氣輪胎氣壓以標(biāo)準(zhǔn)氣壓為準(zhǔn)，且每種輪胎都有其標(biāo)準(zhǔn)氣壓值。        當(dāng)輪胎內(nèi)氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓值時(shí)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，輪胎的屈撓度過大，形變增大，受力發(fā)生變化，會(huì)造成輪胎過快老化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)

12、松散。易使胎壁簾布層呈環(huán)狀斷裂，胎面磨損不均，胎肩的磨損急劇增大；同時(shí)，各部件膠與簾布層、簾布層之間剪切力增大，生熱加劇，使膠層與簾線的物理性能下降，輪胎使用壽命縮短。        3.4 意外因素        3.4.1 尖銳異物。如道路中的石塊、螺釘、玻璃等。在輪胎高速碾過時(shí)，可能會(huì)劃傷胎體，也可能會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部脫層缺陷，導(dǎo)致輪胎強(qiáng)度降低，進(jìn)而導(dǎo)致輪胎爆破。      &#

13、160; 3.4.2 直接沖擊。一旦輪胎直接沖擊路面上的基石或通過凸凹不平的路面時(shí)，也會(huì)因胎體內(nèi)應(yīng)力的瞬間集中而發(fā)生爆胎。        3.4.3 運(yùn)行環(huán)境惡劣。如果輪胎運(yùn)行條件惡劣，缺陷產(chǎn)生很快，那么缺陷在未能從外觀上察覺時(shí)就會(huì)導(dǎo)致輪胎爆破。且上述這些因素一般檢測儀器不能檢測得到。        3.5 其他因素        其他因素諸如車輪

14、不平衡，車輪定位不準(zhǔn)，不同速度級別的輪胎混用，輪胎結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)?shù)鹊纫蛩匾矔?huì)引起汽車輪胎爆胎。        4 防止爆胎的主要措施        針對爆胎原因，采用預(yù)防為主，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的原則，這里提出防止輪胎爆胎危害的措施。        4.1 做好輪胎日常管理工作       &

15、#160;主要是做好以下7點(diǎn)：正確選用輪胎的速度等級和負(fù)荷能力按照GB2978-89轎車輪胎系列等規(guī)定，使速度等級和是高車速相匹配，負(fù)荷能力與車載質(zhì)量相適應(yīng)；保持正確胎壓按照使用說明書規(guī)定的前后輪標(biāo)準(zhǔn)氣壓進(jìn)行充氣，定期檢查胎壓；嚴(yán)禁超載超速按照車輛標(biāo)定的容載量裝貨載客，并注意貨物裝載平衡；嚴(yán)格按照高速公路設(shè)定的最高行車速度行駛，避免長時(shí)間高速行駛；盡量選用午線輪胎，無內(nèi)胎輪胎、低壓胎；不宜使用過度磨損輪胎和翻新胎。        4.2 采用先進(jìn)輪胎安全技術(shù)裝置    

16、60;   4.2.1 防漏技術(shù)。這方面的技術(shù)有充氮?dú)?，使用防漏補(bǔ)胎劑等。        4.2.2 爆前示警裝置。這方面的技術(shù)裝置有納米指示劑和當(dāng)前很熱門的輪胎壓無線檢測系統(tǒng)PTMS等；國內(nèi)首家將納米材料應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的高科技企業(yè)是青島聯(lián)瑞海商貿(mào)有限公司，該公司成功推出的爆胎示警系統(tǒng)已經(jīng)上市。目前，在國內(nèi)銷售有"輪行天下"和SMARTIRE"TPMS系統(tǒng)。        4.2.3 泄氣保用輪胎。泄氣保用輪胎由輪胎、輪輞和支撐環(huán)組成，甚至包括氣壓報(bào)警器，它不考慮輪胎本身，而特別關(guān)注輪胎與輪輞的配