泄氣保用輪胎工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

楊望　徐向陽(yáng)　付嵩

摘 要：在汽車(chē)保有量逐年上升的現(xiàn)在，輪胎的安全性能也越來(lái)越受到重視。該文結(jié)合現(xiàn)有泄氣保用輪胎分析了泄氣保用輪胎功能及其工作原理。由于現(xiàn)有泄氣保用輪胎結(jié)構(gòu)多使用增強(qiáng)側(cè)壁形式，具有支撐強(qiáng)度不足及降低駕乘舒適度的局限性，故針對(duì)增強(qiáng)泄氣保用輪胎的性能，探討和介紹了在該領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢(shì)以及該趨勢(shì)下新型泄氣保用輪胎的工作原理。為增強(qiáng)泄氣保用輪胎的安全可靠性和使用舒適性，其研究趨向于發(fā)展內(nèi)支撐式或多腔體式泄氣保用輪胎。

關(guān)鍵詞：輪胎 泄氣保用 防爆胎 工作原理 研究趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0100-02

隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，全球汽車(chē)保有量逐年上升，交通事故也隨之增多。在造成交通事故的原因中，既有來(lái)自駕駛員的人為因素，也有來(lái)自車(chē)輛自身故障影響。在車(chē)輛自身故障中，爆胎引發(fā)交通事故的可能性極大，且極易造成惡性事故。具研究表明，當(dāng)車(chē)速超過(guò)160 km/h時(shí)，爆胎造成的死亡率幾乎為100%。軍用方面，要求在各種特殊環(huán)境中，輪胎受損仍能保持車(chē)輛機(jī)動(dòng)性，迅速通過(guò)危險(xiǎn)地帶。民用主要針對(duì)高速行駛時(shí)減小輪胎受損帶來(lái)的危險(xiǎn)性。故世界各大輪胎制造商均有針對(duì)泄氣保用輪胎的技術(shù)研究，以使輪胎受損對(duì)車(chē)輛行駛帶來(lái)的影響最小?？梢?jiàn)，如何使得汽車(chē)在爆胎發(fā)生的情況下保持安全行駛狀態(tài)極具研究?jī)r(jià)值。

1 輪胎泄氣保用功能及工作原理分析

一般輪胎在失去壓力時(shí)，會(huì)以極快的速度塌陷，僅靠輪輞與地面接觸，為避免此種情況發(fā)生，現(xiàn)在常用的解決方式是使用泄氣保用輪胎。常見(jiàn)的泄氣保用輪胎設(shè)計(jì)原理為增加胎側(cè)壁厚度以提高胎側(cè)壁強(qiáng)度，以使即便車(chē)胎失去氣壓，胎側(cè)壁依然能夠支撐車(chē)輛重量。如德國(guó)大陸公司SSR（Self SupportingRunflat）泄氣保用輪胎，其設(shè)計(jì)原理即是利用加強(qiáng)的側(cè)壁提供支撐，并與胎壓監(jiān)控器TPI和加寬凸峰的輪輞配合使用。當(dāng)輪胎壓力下降時(shí)，TPI即向駕駛員發(fā)出警報(bào)，使駕駛員及時(shí)了解到輪胎信息預(yù)防不良情況出現(xiàn)。若是發(fā)生爆胎情況，胎壓突然下降為零，則經(jīng)過(guò)加強(qiáng)的側(cè)壁進(jìn)入工作，且經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的輪輞也能防止輪胎在無(wú)氣壓狀態(tài)下脫離輪輞。從而支撐車(chē)輛繼續(xù)安全行駛至安全區(qū)域，給駕駛員足夠的時(shí)間處理危險(xiǎn)。

2 輪胎泄氣保用措施及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

由于上述輪胎加強(qiáng)了胎側(cè)壁，故在一定程度上增加了輪胎剛度，必然影響車(chē)輛乘坐舒適性。目前，研究趨勢(shì)多向內(nèi)支撐式和多腔體式泄氣保用輪胎技術(shù)發(fā)展。內(nèi)支撐式泄氣保用輪胎其基本思想則為在輪輞上附加支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)輪胎泄氣或爆胎發(fā)生時(shí)，附加支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)入工作，代替充氣輪胎對(duì)車(chē)輛進(jìn)行支撐，以保證車(chē)輛行駛可控。如法國(guó)米其林公司PAX系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括輪胎、輪輞、支承環(huán)和氣壓監(jiān)視器幾個(gè)主要部件組成。其支撐環(huán)依靠機(jī)械的方式固定于輪輞上。故當(dāng)輪胎氣壓降低時(shí)，氣壓監(jiān)視器會(huì)對(duì)駕駛員發(fā)出預(yù)警，即使爆胎的情況下，支撐環(huán)在保持不與輪輞分離進(jìn)入工作，并實(shí)現(xiàn)維持車(chē)輛以80 km時(shí)速繼續(xù)行駛200 km。

多腔體式其目標(biāo)為將輪胎的內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的整合，將一個(gè)輪胎變成兩個(gè)輪胎使用，由于爆胎所帶來(lái)的安全事故多發(fā)生在一瞬間，而多腔體式防爆輪胎旨在瞬間提供所需的安全保護(hù)。故現(xiàn)在的防爆輪胎一般都是采取這種多腔體式防爆輪胎的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

多腔體式防爆輪胎包括充氣式防爆輪胎和免充氣式防爆輪胎。充氣式多腔體防爆輪胎可分為兩類，一類是已預(yù)先充氣式，二是自充氣式。預(yù)先充氣式多腔體防爆輪胎如圖1所示其輪輞上安裝多個(gè)互不聯(lián)通單獨(dú)充氣的腔體，當(dāng)爆胎發(fā)生時(shí)，其余腔體占據(jù)漏氣腔體位置，剩余腔體中氣體繼續(xù)支撐車(chē)輛以保證車(chē)輛安全行駛。自充氣式多腔體防爆輪胎如圖2所示其輪輞上附著未充氣的折疊內(nèi)胎，內(nèi)胎與輪輞間安裝氣體發(fā)生裝置。當(dāng)爆胎發(fā)生時(shí)，輪胎壓力降低，觸發(fā)氣體發(fā)生裝置，氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生大量氣體將附著于輪輞上的內(nèi)胎充氣，從而支撐車(chē)輛繼續(xù)行駛。

免充氣式多腔體防爆輪胎其輪輞上附著支撐裝置。其支撐裝置由支撐結(jié)構(gòu)和減震結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)輪胎氣壓降低時(shí)，支撐裝置進(jìn)入工作，和避震器一起使用就形成了免充氣式多腔體防爆輪胎。

3 結(jié)語(yǔ)

車(chē)輛行駛過(guò)程特別是高速行駛中爆胎會(huì)帶來(lái)極其惡劣的后果。該文介紹了現(xiàn)行常用側(cè)壁加強(qiáng)式泄氣保用輪胎工作原理。為使泄氣保用輪胎更好更安全地工作，泄氣保用輪胎研究趨向于發(fā)展支撐能力更強(qiáng)，且更加可靠的內(nèi)支承式和多腔體式泄氣保用輪胎。由于安全輪胎能有效地減少由爆胎引發(fā)的交通事故，提高專用車(chē)輛在特殊環(huán)境的生存能力，安全輪胎技術(shù)和應(yīng)用必將得到大力的發(fā)展。

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