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轮胎爆胎原因及防护方法
河南职业技术学院
毕业设计(论文)
题目汽车轮胎爆胎原因及防护方法
系(分院)汽车工程系
学生姓名于帅
学号08183090
专业名称汽车电子
指导教师王贤高
2011年03月15日
汽车轮胎爆胎原因及防护方法
于帅
摘要:
本文以一起有关轮胎问题而引起的交通事故为引子,以及自己在日常生活中接触轮胎的经历,简要论述在高速公路上行车,为何会发生爆胎,应采取哪些措施,在认真遵守交通法规的基础上,掌握好在高速公路上安全行车以及科学使用轮胎的方法,从而达到安全、快捷的完成各项交通运输的任务。
最后,对文中所论述的问题分析,进行解决、总结,并提出建议。
关键词:
轮胎;高速公路;爆胎;安全行驶
随着我国经济的发展和交通流量的增大,交通公路是社会发展的必然产物,国内的高速公路也随着经济发展而不断延伸。
汽车发展的迅速,汽车性能在不断的提高,许多客流和货流在高速公路上的运输逐渐加大,其高效性和便利性明显可知,行走高速公路能使人们体现“时间就是金钱”的理念,但汽车在高速行驶时会产生一系列问题。
下面分析一下在高速公路行驶时爆胎的原因以及如何预防爆胎和爆胎时的处理方法。
一、轮胎的功用和性能
随着汽车的不断发展,轮胎作为其中的重要部件,也得到了不断的改善和提高。
轮胎是与地面直接接触的,它的好坏与驾驶员的安全与舒适直接相关,所以轮胎的功用和性能显得尤为重要。
(—)、轮胎的功用
轮胎是汽车上最重要的组成部件之一,它的作用主要有:
支持车辆的全部重量,承受汽车的负荷;传送牵引和制动的扭力,保证车轮与路面的附着力;减轻和吸收汽车在行驶时的震动和冲击力,防止汽车零部件受到剧烈震动和早期损坏,适应车辆的高速性能并降低行驶时的噪音,保证行驶的安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。
(二)、轮胎的性能
轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。
也有不需要内胎的,其胎体内层有气密性好的橡胶层,且需配专用的轮辋。
世界各国轮胎的结构,都向无内胎、子午线结构、扁平(轮胎断面高与宽的比值小)和轻量化的方向发展。
外胎由胎面、胎侧、缓冲层(或带束层)、帘布层及胎圈组成,如图1。
图1外胎组成
用于承受各种作用力。
胎侧是轮胎侧部帘布层外层的胶层,用于保护胎体。
帘布层是胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层,是轮胎的受力骨架层,用以保证轮胎具有必要的强度及尺寸稳定性。
缓冲层(或带束层)为斜交轮胎胎面与胎体之间的胶布层或胶层,用于缓冲外部冲击力,保护胎体,增进胎面与帘布层之间的粘合。
胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分,由胎圈芯和胎圈包布组成,起固定轮胎作用。
轮胎的规格以外胎外径D、胎圈内径或轮辋直径d、断面宽B及扁平比(轮胎断面高H/轮胎断面宽B)等尺寸加以表示,单位一般为英寸(in)(1in=2.54cm)。
汽车轮胎是橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品,制造工艺是机械加工和化学反应的综合过程。
橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面;帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷;钢丝经合股、包胶后成型为胎圈;然后将所有半成品在成型机上组合成胎坯,在硫化机的金属模型中,经硫化而制成轮胎成品。
轮胎是整部车子唯一和地面接触的部分,轮胎性能的好坏直接影响着驾驶者的安全和舒适。
轮胎性能指标有胎面宽、扁平比、速度系数、载重系数、花纹状况,磨损、轮胎平衡、四轮定位等,这些都关系到汽车的性能密切相关。
二、高速公路爆胎的主要原因
汽车在高速公路上行驶时,轮胎与地面剧烈摩擦会产生大量的热量,热量积聚到一定程度会导致轮胎自身高温。
高温对轮胎的不良影响有两个方面,一是使轮胎本身膨胀而抗压性变差;二是使轮胎内的气体膨胀导致轮胎内压升高。
高速公路爆胎的主要原因有:
轮胎气压不足或过高行驶行驶、轮胎材料质量差、轮胎的选型不对、轮胎带“病”上路、车辆超载。
(一)、轮胎气压不足或过高行驶行驶
轮胎气压过低时,轮胎与地面的接触面变大,行驶时摩擦阻力也变大,当轿车高速行驶时,轮胎升温快,更容易使轮胎高温,轮胎高温会使轮胎本身膨胀而抗压性变差;同时,当轿车高速行驶时,轮胎与地面接触面的前后两端反复地高频率地做着被弯曲和拉直的运动,对于气压偏低的轮胎来说,做这种运动的幅度比正常气压情况下大得多,这样的情形类似于极快地重复将一根铁丝弯曲然后再拉直的运动,铁丝反复被弯曲然后再拉直的结果是铁丝被弯曲处很快达到疲劳而折断。
气压偏低的轮胎在高速运行一段时间后也会很快达到疲劳而爆胎。
另外,轮胎气压过低还会使高速运行的轮胎的外胎和内胎之间发生相对位移,这种相对位移对轮胎的内胎有一定的磨损作用。
气压过高时,轮胎与地面接触面积降低,使胎冠部分磨损加剧,动载荷增大,易产生胎冠爆裂。
应根据轮胎所受的负荷、轮胎的安装位置和轮胎的类型,选择和保持适宜的气压。
(二)、轮胎材料质量差
图2轮胎的割裂
调查显示,中国汽车轮胎的实际寿命还不到正常寿命的30%;38%的胎冠扎有钉子或者有刺伤;36%的胎侧有割伤、划伤、裂纹等现象;21%的轮胎老化,需要及时更换;17%的轮胎存在啃胎、偏磨问题,须做四轮定位校正;11%的胎侧严重损伤、起包。
轮胎出现这样的问题,产生爆胎事故的可能性非常大,一般行驶都有危险,更不能再跑高速,必须马上更换轮胎。
但直到被检测出来之前,消费者仍然对轮胎存在的安全隐患一无所知。
例如图2轮胎的割裂。
另一份调查显示,34%的汽车在出长途或上高速公路前轮胎没有进行过检查;52%的汽车消费者居然不知道自己所开的汽车使用的轮胎是什么品牌和型号;60%以上的汽车消费者对胎压不正常导致的危害不清楚。
而在所有检测中,只有9%的轮胎没有任何问题。
如今,汽车市场大打价格战,汽车厂商纷纷以降价作为促销手段。
而为了迎合这些汽车厂商的“成本控制”,一些配套的轮胎制造商同样会因为成本而在制造环节上“做手脚”,从而导致产品的质量下降。
轮胎质量的好坏与驾驶员的安全息息相关,轮胎质量差而导致的高速公路交通事故。
众所周知,充气轮胎能为汽车减缓振动,承受负荷,防止侧滑,降低噪音,但轮胎的性能及质量对汽车的安全变速、加速制动,操纵稳定,平稳舒适起着十分重要的作用。
质量差的轮胎,在车辆高速行驶时将耐不住高热,容易发生爆胎。
(三)、轮胎的选型不对
轮胎的合理选型直接影响了汽车能否在高速公路上安全快速行驶。
轮胎速度级别不一样,其适应的工作温度也不同,而工作温度的高低也就决定了行驶的速度。
有些级别的轮胎只适合于低速运转状态,承受不了高速公路的“高速、高压、高温”的运行条件。
在高速公路上行车车速过快,轮胎温度高,与驻波现象频密,容易使轮胎严重变形,生断离、脱壳,因而一定要选用高等级的轮胎;一般以选用240km(V级)以上等级轮胎为宜。
(四)、轮胎带“病”上路
有些轮胎运行时不小心扎了铁钉或其他尖状硬物,而暂时没有把轮胎扎破,或轮胎使用时间长磨损严重,冠上已无花纹(或花纹过低)、胎壁变薄,已变成了人们常说的“光头胎”或已出现了高低不平的“薄弱环节”,受伤深度过深(受伤点深度大车应≤1cm,小车应≤0.5cm),受伤点超过两处以上,承受不了高速行驶的高压、高温而爆胎。
(五)、车辆超载
车辆超载也是爆胎的一个重要原因,虽然轮胎负荷能力有预留安全系数,但如果超载严重,又遇上凹凸路面引起对轮胎的冲击或进行急刹车时,当冲击力大于负荷能力极限值时,也会引起爆胎。
超载对轮胎产生的影响见表1。
表1超载对轮胎产生的影响
三、高速公路防爆胎策略
在高速公路行驶如何防患于未然,防止高速公路上发生爆胎事故,要做好如下几个方面的工作:
(一)、保持正常的胎压
车辆在出厂时都有正常的胎压规定,且不同车型有不同的标准,按照现行的推荐值是高于标准气压的15~20%。
因此,出车前应检查一下车胎压力是否正常,如果气压不准要补准,不能勉强行车。
气压过低会使轮胎冠面接地处变形加大,加剧磨损,且容易发生驻波现象。
但轮胎气压也不能过高,否则会降低轮胎缓冲能力,而且轮胎与地面接触面积减少,加剧磨损,甚至发生爆胎事故。
气压也要根据气候的不同而有所区别,夏天路面温度高,胎压应取下限;冬天天气冷,可取胎压上限。
(二)、选用高质量的轮胎及正确使用轮胎
有些车主为了省钱购买再生胎使用,结果往往因小失大,铸成大错。
翻新再生胎不能做头胎(前轴方向轮),不足七成新的轮胎不能做前胎,子午线与非子午线轮胎不能混装在同一轴上,同一轴轮胎的花纹要相近,这些是车主易疏忽的问题。
子午线轮胎因结构科学合理,使受力改善,比斜线轮胎具有许多优良的性能,所以经常上高速的汽车最好使用子午线轮胎,更有利于充分保障车主的人生安全。
(三)、选用高速速度级别的轮胎
在高速公路上行驶,首先要正确选择轮胎,如何正确选用轮胎是一个必要的、严肃的问产题。
高速公路行车“安全”首选子午线轮胎(Z),特别是无内胎的子午线轮胎(TL.Z.V)。
它具有升温低、散热快,与路面抓着力强、制动性能好等
特点。
当轮胎被刺破后,其内压不是一瞬时泄压,使驾驶员有较为充裕时间作应急处理。
另外,其舒适性和经济性也较其他型号轮胎理想。
子午线无内胎的轮胎是高速公路上行车之首选。
子午线轮胎上均标有轮胎的速度级别。
没有速度标志的轮胎不宜在高速公路上行驶,再生胎切不能用于高速行驶的车辆。
(四)、加强检查及进行更换“带病”轮胎
轮胎是有一定寿命的,不要等轮胎爆胎后才更换,如发现轮胎有严重划伤冠面花纹、沟槽变浅、面层变薄应及时更换。
表2所列为不同类型轮胎在车速>80km/h时的磨损限度(以冠上花纹沟槽深度表示)参考值。
进行轮胎检查时,可参照表中数值确定轮胎磨损程度。
磨损严重的轮胎应予更换。
表2轮胎槽深度值
(五)、保持车速,定期休息、降温
驾驶员不宜连续驾车行驶200km以上,长途驾驶要适当休息。
这里除了驾驶员经过时间驾驶,需要休息外,还有一个内容,就是让车辆机件和轮胎降温,以保持良好的运行状态,才能安全快捷、经济地完成各项交通运输任务。
(六)、本分行驶
在高速公路上遵守交通规则,尽量避免急制动和急加速,不要超速,不要超载驾驶,遇到紧急情况要打警示灯,且向紧急停车带行驶,然后向汽车维修站或交通部门求助。
(七)、轮胎的日常维护
做好轮胎的日常维护工作,及时的发现和处理问题,对于保持轮胎的正常技术状况、延长使用寿命是非常重要的。
车主对轮胎的日常维护工作应做到以下的五勤
1、勤查气压。
轮胎气压要符合标准,检查气压以防止缺气轮胎滚坏,高压轮胎爆裂。
2、勤查胎温。
要保持胎温正常,尤其是夏季行车要特别注意,避免轮胎爆炸。
3、勤挖石子。
车主要经常检查并去除附着于胎纹之间的石粒及杂物,以免嵌入轮胎,造成漏气。
4、勤查磨损。
确保轮胎的胎纹深度在建议的深度内,一旦发现轮胎磨损的更换指示记号出现,应立即更换轮胎以防危险,同时还应检查胎壁的状况,若是胎壁有不正常凸起或是割痕,必须停止使用,以免损伤继续扩大而造成严重事故。
5、勤塞小洞。
发现胎面上有小洞,就用生胶填补,防止泥沙侵入帘线层,造成脱空
6、行驶过程中注意轮胎的速度级别,不要上路肩和压碾障碍物。
7、现在很多专业轮胎店或者专业汽车维修服务店都有为轮胎充氮气的服务。
氮气不仅可以延长轮胎使用寿命,更可以长时间保持胎压稳定,减少爆胎几率,增加车辆行驶的安全性。
8、安装轮胎气压跟踪系统(TPMS)。
这是目前业界公认的防范车辆爆胎的有效方法。
当轮胎的气压及温度有异于设定的标准值时,监视器将自动报警,将事故消灭在萌芽状态。
9、随车携带备用胎,防患于未然。
(八)、轮胎保养注意事项
1、在汽车行驶时,轮胎应保持符合要求的正确气压。
轮胎保养首先要强调的是,行驶时应保持符合要求的正确气压。
轮胎胎侧有一个汽车制造商所提供的最高气压值,至少每个月要检查一次所有轮胎(包括备胎在内)在冷却情况下的气压。
但仅仅检查是远远不够的,如果发现气压减少过快,一定要查明原因,避免留下隐患,以免在某一刻被打个措手不及。
扎钉、割破、气门嘴橡胶老化、开裂都可能是罪魁祸首。
如果是新车,则要检查轮辋钢圈边缘与轮胎是否贴合完好,有没有做过漏水检查和漏气测试。
原因查明后可以找有经验的经销商或者大的轮胎店,咨询是否值得修补,因为诸如扎钉这种行为会导致轮胎内部结构损坏,不值得继续使用。
2、在合理的驾驶条件和法律限制的合理速度下行驶。
任何情况下,不要超过驾驶条件要求和法律限制的合理速度。
如果遇到前方有石块、坑洞等障碍物时,要避让或缓慢通行。
因为即使充气压力正确,在高速行驶时,轮胎如果遇到道路障碍物伤害导致损坏的几率也比低速行驶时要高。
子午线轮胎的胎面是有钢丝带束层的,而轮胎边则没有钢丝层覆盖,高速行驶时,轮胎撞击坑洞及其他外界异物,导致轮胎在冲击物与轮辋凸缘间产生严重的挤压变形,可造成帘子纹被磨平,轮胎的排水性能大大降低,轮胎与水面基本形成水磨状态,阻碍轮胎与地面的接触,抓地力大大降低,存在安全隐患。
3、要做到经常检查轮胎的状况要经常检查轮胎状况,包括是否有鼓包、裂缝、割伤、扎钉和不正常的轮胎磨损。
有的新车买了没多久,车两侧轮胎一边磨损得多,一边磨损得少,或者胎肩磨耗快于胎面其余部分。
这是由轮胎定位不良引起的,要考虑做四轮定位,即使此时车辆行驶还不到8000公里,否则花几百块钱买的轮胎很容易就被吃掉了。
千万不要简简单单地换条轮胎了事,车辆自身状况不改变,换了新轮胎还是会出问题,这就像脚有问题不治脚反而去换鞋一样无意义。
如果轮胎过度抖动,则可能是车轮不平衡,这种情况不仅会缩短轮胎寿命,而且会影响车辆的操控性,可能出现危险。
4、为了获得最佳的轮胎磨耗状况,轮胎调位是必须的。
轮胎的调位要参考车辆制造商提供的使用手册中有关轮胎换位的指导。
在手册没有明确指导的情况下,车主一般应在每行驶8000公里到10000公里对轮胎调一次位。
5、注意轮胎的磨耗指示标志轮胎磨损到磨耗指示标志,应停止使用。
在胎面花纹沟所剩16mm位置有磨耗指示标志,磨损到这个标志,就必须被替换。
使用超过磨耗指示标志的轮胎是危险的,特别是在湿地行驶的时候。
因为花纹被磨平,轮胎的排水性能大大的降低,轮胎与水面基本上形成水磨状态,阻碍轮胎与地面的接触,抓地力大大降低,存在安全隐患。
6、备胎的存放条件备胎应该避免放在阳光、油、酸、碳氢化合物附近,这些都会侵蚀轮胎。
所有的轮胎都应该存储在冷却干燥和黑暗的室内,以避免有水分聚集在轮胎内产生危险。
由于增压,液体可能通过轮胎内部气密层进入胎体层,这会导致轮胎的突然损坏。
购买轮胎时,轮胎存放环境如何,也可以作为考察轮胎店的一个方面。
四、高速公路爆胎后紧急处理措施
高速公路不同于普通道路,它采用全封闭,多车道,中央分隔,全立体交叉,从而为车辆加速、安全、舒适、连续运行和提高运输能力提供更为有利的条件。
然而由于高速公路车辆行驶速度快,稍有疏忽就可能会发生严重交通事故。
万一车辆高速公路上行驶,发生爆胎事故,该怎样处理,将危害降至最低,可按如下办法处理:
一旦在高速公路上发生车辆爆胎,驾驶人切勿惊慌失措,要保持头脑镇定,沉着应对在行车时轮胎突然爆胎,如果车速不是太快,爆胎后车辆不会立即翻转,这时千万不能踩刹车,应立即打开危险灯(示宽灯全闪烁),双手全力控制方向盘,保持车身正直向前,并迅速抢人低速挡,利用发动机牵阻制动车辆,让车辆慢慢滑行停下来。
当发动机制动尚未控制住车速时,也不要使用制动器停车,以免车辆惯性横甩而发生更大的危险。
如果车辆没有停在路肩上,必须设法把车推至路肩;让全部乘员下车,在高速公路护栏处选择安全的地方停留,不能到处走动以防发生二次交通事故。
200米处立警告标志,无警告标志可用水桶等应急,夜间有条件应派人在车后200米处高速公路护栏外侧用手电筒画圈提示后方来车,然后更换备用轮胎。
如果没有备胎或备胎气压不准时,请立即拨打报警电话,让交通拯救车将车拖离高速公路。
五、汽车轮胎业的发展方向
随着汽车业的飞速发展,轮胎的性能也在不断的提高,轮胎将向更安全、更节能、更环保的方向发展。
我国轿车轮胎已经实现了子午化、无内胎化,在此基础上,正向扁平化发展,最低的已生产出25系列。
据悉,当今的轮胎向功能化发展。
传统的轮胎产业已和新兴的电子、信息产业相结合,轮胎功能化时代越来越近。
智能轮胎的研发是目前汽车技术新的发展方向之一。
由于轮胎内置计算机芯片能自动监控轮胎行驶气压、温度、摩擦以及把行驶期间轮胎突然发生问题的信息传递到互联网上,从而提高了安全性,也起到降低油耗等作用。
此外,轮胎还向生产自动化的方向发展,世界各大轮胎公司都纷纷投入巨资研发全新概念或革命性的生产技术,部分取代了传统工艺,并且有许多成果已实现了产业化。
其特点都是提高了轮胎生产的精度,节省了能源,提高了生产效率。
结束语
综合以上所述,通过对汽车在高速公路行驶爆胎的原因和措施的浅析,就是为了让汽车朋友掌握和了解行驶高速公路的行车安全要求和规范,落实安全行车的措施,以增加多一份安全行车的保障。
参考文献:
①范东屾:
《汽车在高速公路上行驶时爆胎的原因及处理方法》,黑龙江科技信息出版社2008年版
②姚明:
《轮胎使用注意事项》,汽车运用2006年版。
③孙晓勇:
《汽车爆胎原因及其防止措施》,黑龙江交通科技信息出版社2008年版。
④郭新华:
《汽车构造》,北京高等教育出版社2004年版。
⑤桑永福:
《浅析影响汽车轮胎爆胎的因素》,江苏交通出版社2002年版。
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