淺析輪胎性能對車輛安全行駛的影響

內(nèi)蒙古 高國天 李艷琴

淺析輪胎性能對車輛安全行駛的影響

內(nèi)蒙古 高國天 李艷琴

隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對輪胎的性能也提出了更高的要求。汽車輪胎作為汽車的主要基礎(chǔ)部件，其質(zhì)量與性能對汽車的行駛穩(wěn)定性、平順性、安全性和動(dòng)力性等有著重要的影響。本文從分析輪胎的主要性能入手討論輪胎性能變化對行車安全的影響，從而提出提高輪胎性能的幾點(diǎn)建議，為充分發(fā)揮輪胎性能更好地確保行車安全提供參考。

汽車輪胎；輪胎性能；行車安全

隨著社會(huì)的進(jìn)步和汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車已成為家喻戶曉的交通工具。輪胎作為汽車的重要組成也是汽車的安全件，輪胎的性能對汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、平順性和越野性等都有著直接的影響。了解輪胎的性能和作用，掌握輪胎的有關(guān)知識(shí)，對充分發(fā)揮汽車使用性能有著重要意義。

一、輪胎的類型、作用及結(jié)構(gòu)組成

（一）輪胎的類型

汽車輪胎按用途分，可分為載貨汽車輪胎和轎車輪胎，而載貨汽車輪胎又分為重型、中型和輕型載貨汽車輪胎。

汽車輪胎按胎體結(jié)構(gòu)不同可分為充氣輪胎和實(shí)心輪胎。現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)采用充氣輪胎。充氣輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同，又分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩種。充氣輪胎按胎體中簾線排列的方向不同，還可分為普通斜交胎、斜交胎和子午線胎。

（二）輪胎的作用

現(xiàn)代汽車幾乎都采用充氣輪胎。輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，它的作用是：

1.支撐汽車的總質(zhì)量(車重)，承受來自路面的各種作用力，包括壓力、摩擦力等。

2.保證車輪和路面有良好的附著性，以提高汽車的牽引性、制動(dòng)性和通過性。3.承受汽車的重力，并傳遞其它方向的力和力矩。

（三）輪胎的結(jié)構(gòu)組成

1.有內(nèi)胎的輪胎

有內(nèi)胎的輪胎是由外胎、內(nèi)胎和墊帶組成。外胎是一個(gè)彈性膠布囊，它能使內(nèi)胎免受機(jī)械損壞，使充氣內(nèi)胎保持規(guī)定的尺寸，承受汽車的牽引力和制動(dòng)力，并保證輪胎與路面的抓著力。內(nèi)胎是一個(gè)環(huán)形橡膠筒，置于外胎內(nèi)，其中充入壓縮空氣。在內(nèi)胎和輪輞之間有一條墊帶 (在深式輪輞上使用的輪胎則不用墊帶)，墊帶是具有一定斷面形狀的環(huán)形膠帶，保護(hù)內(nèi)胎不受磨損。

2.無內(nèi)胎輪胎

不使用內(nèi)胎，空氣直接充入外胎內(nèi)腔。輪胎的密封性是由外胎緊密著合在專門結(jié)構(gòu)的輪輞上而達(dá)到的。為了防止空氣透過胎壁擴(kuò)散，輪胎的內(nèi)表面襯貼有專門的密封層，這樣在穿刺時(shí)空氣只能從穿孔跑出。

3.外胎的構(gòu)造

外胎是由胎體、緩沖層、胎面、胎側(cè)和胎圈組成。胎體使外胎具有強(qiáng)度、柔軟性和彈性的掛膠簾布主體稱為胎體。胎體由一層或多層掛膠簾布組成，這些簾布能使胎體以及整個(gè)外胎具有必要的強(qiáng)度；緩沖層胎體和胎面之間的膠片或掛膠簾布—膠片復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為緩沖層。緩沖層用來預(yù)防胎體受到振蕩和沖擊，減少作用于胎體的牽引力和制動(dòng)力，增強(qiáng)胎面膠和胎體間的附著力；外胎最外面與路面接觸的橡膠層稱為胎面，胎面用來防止胎體受機(jī)械損傷和早期磨損，向路面?zhèn)鬟f汽車的牽引力和制動(dòng)力，增加外胎與路面(土壤)的抓著力，以及吸收輪胎在運(yùn)行時(shí)的振蕩；胎側(cè)貼在胎體側(cè)壁部位，用來防止胎體受機(jī)械損傷和其它外界作用(如泥、水等)的橡膠覆蓋層稱為胎側(cè)；用來使外胎固定在輪輞上而又不易伸張的剛性部分稱為胎圈，胎圈能使外胎牢固地固定。

二、輪胎的主要性能及其對行車安全的影響

（一）輪胎的制動(dòng)性及其對行車安全的影響

汽車制動(dòng)力（滾動(dòng)阻力）不僅取決于車輛制動(dòng)系的性能、車輛的操縱性能，還與輪胎和路面的摩擦力有關(guān)系。制動(dòng)性即汽車行駛時(shí)能在短時(shí)間內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時(shí)能維持一定車速的能力。摩擦系數(shù)是比較各種不同路面的摩擦力指標(biāo)。一般來說，干燥鋪裝路面的摩擦系數(shù)大約為0.8，濕路面、積雪路面以及結(jié)冰路面的摩擦系數(shù)依次降低，制動(dòng)距離依次延長。在濕滑路面上駕車時(shí)，灰塵因變濕而成泥漿，將導(dǎo)致摩擦系數(shù)急劇降低。可見制動(dòng)性受路面情況的影響很大，隨著摩擦系數(shù)的降低制動(dòng)性能變差，此時(shí)駕駛員應(yīng)該降低車速。

除了路面情況影響制動(dòng)性，輪胎的花紋情況也會(huì)影響到制動(dòng)性，隨著花紋的磨損，輪胎在同樣道路及行駛條件下，制動(dòng)性能明顯下降。據(jù)有關(guān)測試表明：以輪胎新花紋深度（7.5mm）的制動(dòng)距離為100做對比，舊輪胎會(huì)比新輪胎制動(dòng)性能下降20%，所以注意輪胎的磨損情況，并且及時(shí)更換輪胎對于安全行車起著一定保障作用。

（二）輪胎的抓地性及其對行車安全的影響

車輛的制動(dòng)性和啟動(dòng)性很大程度上取決于輪胎的抓地性能，當(dāng)車輛抓地性較好時(shí)就會(huì)減小過彎的速度（ConeringSpeed）、減少剎車距離、減少加速時(shí)的打滑現(xiàn)象，但輪胎的抓地性受到很多因素的影響，如胎壓、扁平比、輪胎結(jié)構(gòu)尺寸和材料等。在實(shí)際行車過程中應(yīng)根據(jù)抓地性的影響因素保證車輛具有良好的抓地性，才能為安全行車提供較好的保障。

（三）輪胎的排水性及其對行車安全的影響

輪胎的排水性不但會(huì)影響到汽車直線行駛，也會(huì)影響的車輛轉(zhuǎn)向。排水欠佳的輪胎會(huì)使汽車失去控制能力，從而對行車安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。輪胎排水性能全靠胎面花紋，有些輪胎在胎面中央設(shè)置寬大的排水溝，輪胎與路面之間形成較大的排水空間，使輪胎能將集中到中間的水大量拋向后面。有些輪胎在胎面設(shè)計(jì)了彎曲的弧型側(cè)溝，利用輪胎的彈性將水?dāng)D壓往側(cè)邊。

（四）輪胎的生熱性及其對行車安全的影響

生熱性是輪胎的屬性之一。輪胎材料主要是由粘彈性物質(zhì)構(gòu)成，因此輪胎滾動(dòng)過程中必然伴隨能量的損失。損失的能量絕大部分消耗于輪胎內(nèi)部材料之間的摩擦，并最終轉(zhuǎn)化為熱量消散于大氣之中，因此生熱是不可避免的。生熱量主要與輪胎的結(jié)構(gòu)型式和使用條件(載荷、車速、胎壓、氣溫等)有關(guān)。試驗(yàn)表明，生熱量與輪胎載荷和車速的乘積成正比，低速時(shí)，生熱現(xiàn)象并不明顯，然而高速時(shí)，由于輪胎變形頻率加快；橡膠、簾線之類材料又為熱的不良導(dǎo)體以及胎厚的阻熱作用，致使輪胎內(nèi)部產(chǎn)生的大量熱量難以及時(shí)散發(fā)出去，故胎溫迅速上升至100℃以上。如此高溫對輪胎產(chǎn)生了相當(dāng)嚴(yán)重的損壞，損壞的主要形式是熱損壞和熱爆破。熱損壞是一漸進(jìn)的變化過程，不易覺察損壞的程度，故極具潛在的危險(xiǎn)性。熱爆破是熱損壞和機(jī)械損壞由量變到質(zhì)變所致，高速車輛突然發(fā)生爆胎，后果一般都是十分嚴(yán)重的。

（五）輪胎的附著性及其對行車安全的影響

附著性的影響數(shù)值主要取決于道路的材料、路面的狀況與輪胎結(jié)構(gòu)、胎面花紋、材料以及汽車運(yùn)動(dòng)的速度等因素。

輪胎是連接汽車與地面的唯一部件，輪胎與路面間的附著性能直接影響汽車的行駛安全性，任何提高車輛操穩(wěn)性的底盤主控系統(tǒng)都必須依賴輪胎附著力。附著力不好輪胎易發(fā)生打滑，在雨雪天氣轉(zhuǎn)彎時(shí)易發(fā)生側(cè)滑影響行車安全。

三、確保輪胎性能的措施

（一）保持正常的胎壓；

（二）定期更換輪胎的安裝位置；

定期更換輪胎的安裝位置，是為了使每一條輪胎都能均衡地磨損，從而達(dá)到延長輪胎使用壽命的目的；

（三）按規(guī)定載重量裝載并保持各個(gè)輪胎的承載量基本相同；

（四）避免急加速、緊急制動(dòng)和急轉(zhuǎn)向。

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（作者單位：內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（編輯 李艷華）