汽車輪胎常見異常磨損原因淺析

東華大學(xué)機械工程學(xué)院 任 賢，陳日駿，呂志軍

隨著車輛技術(shù)快速發(fā)展和市場規(guī)模持續(xù)增大，各大汽車生產(chǎn)廠商爭相針對個人家庭設(shè)計生產(chǎn)出乘坐舒適、操作靈活又具備良好動力的汽車。不過家用小型汽車性能受到輪胎的耐磨性和使用壽命的影響與制約，駕駛過程中輪胎異常磨損導(dǎo)致車輛故障極易引發(fā)安全事故，因而輪胎日常養(yǎng)護顯得至關(guān)重要。

1 輪胎異常磨損類別及原因

輪胎是車輛與路面接觸的唯一零部件，兩者摩擦產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力，所以在此過程中輪胎的磨損屬于正常情況。當輪胎表面出現(xiàn)磨損、輪胎花紋的磨損標記被磨掉時，輪胎與地面的附著力降低，在潮濕路面行駛時有可能產(chǎn)生滑行和漂浮現(xiàn)象，這是非常危險的。桑塔納LX型轎車新輪胎底部的花紋的磨損標記中寬為12 mm，深為1.6 mm，如圖1所示。輪胎花紋深度通常不應(yīng)小于1.6 mm，寬度大于175 mm的輪胎花紋深度不應(yīng)小于2 mm。

圖1 輪胎磨損標記

如果輪胎在短時間內(nèi)出現(xiàn)明顯或非常嚴重的磨損就是異常磨損，需引起駕駛?cè)说淖⒁?。以下分別從輪胎充氣壓力、車輪定位、懸架、輪胎動平衡等方面分析輪胎異常磨損的形式。輪胎各種磨損形式及原因分析見表1所列。

2 輪胎磨損綜合案例分析

輪胎磨損與輪胎充氣壓力、負載和車輛行駛速度等密切相關(guān)。充氣壓力不足將直接影響乘坐舒適性，而且輪胎與地面的接觸面將增大，摩擦力也增大，這勢必會導(dǎo)致胎肩處磨損加劇。負載加大使得輪胎過度變形，意味著輪胎與地面的移動接觸加大，摩擦力和胎溫都加大，輪胎的抗磨能力下降。車輛正常行駛、轉(zhuǎn)彎或制動等情況發(fā)生時，輪胎就隨之產(chǎn)生抓地力、轉(zhuǎn)向力或制動力，但是車輛本身存在與之相反運動趨勢即慣性，當慣性大于摩擦力時，輪胎向著慣性方向滑動。當車輛發(fā)生急加速時，輪胎在單位時間內(nèi)與地面接觸的次數(shù)增加；急轉(zhuǎn)彎或緊急制動時，摩擦力會隨著車速的增加而增加，輪胎的摩擦也越頻繁，使用壽命也隨之降低。

2.1 案例1 邁騰車行駛向右跑偏

某型號邁騰轎車行駛里程約12萬km，該車直線行駛時轉(zhuǎn)向盤不居中，轉(zhuǎn)向盤居中時車輛向右跑偏，而且車速保持在60 km/h時跑偏現(xiàn)象較明顯。檢查底盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和懸架，均無異常。對車輛進行車輪定位，將相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)整至正常值再試車，故障依舊。使用專用儀器對輪胎側(cè)向力進行檢測，結(jié)果顯示同軸兩車輪的組合力均向右。對輪胎進行檢查，發(fā)現(xiàn)輪胎花紋偏磨損非常嚴重，如圖2所示。更換四條輪胎后，故障徹底排除。事實上，在車輛行駛過程中，車輪產(chǎn)生的橫向力會影響行駛直線性，如果作用在兩前輪上的橫向力不均衡，可能導(dǎo)致車輛跑偏。

對跑偏原因進行分析，認為可能的原因如下。

（1）前束過大或過小。前輪有了外傾角后，當它向前滾動時，由于受到轉(zhuǎn)向橋和橫拉桿的約束，不能任意向外滾動，只能是一邊向前滾動一邊向內(nèi)滑動，其結(jié)果是輪胎橫向偏磨增加，輪轂軸承載荷增大。前輪前束隨著外傾角的增大而增大，隨著外傾角的減小而減小。因此，只要外傾角和前束配合得當，就能保證車輪與地面之間的純滾動，輪胎內(nèi)、外偏磨的現(xiàn)象也會減小。如果前束過大或過小，輪胎偏磨就會發(fā)生。

（2）左右前輪氣壓不等或輪胎直徑不等。氣壓過低，胎側(cè)容易出現(xiàn)裂口，同時產(chǎn)生屈撓運動，使輪胎內(nèi)層受到的壓縮力與外層受到的伸張力大大超過允許的屈撓極限，導(dǎo)致過熱，促使橡膠老化，簾布層疲勞、簾線折斷。氣壓過高，會使輪胎簾線受到過度的伸張變形，胎體彈性下降，使汽車在行駛中受到的負荷增大，加速胎冠磨損，并使耐軋性能下降。

表1 輪胎異常磨損形式及其成因

圖2 輪胎偏磨現(xiàn)象

（3）兩前輪的定位角不等。前輪是轉(zhuǎn)向輪，其安裝位置由主銷內(nèi)傾、主銷后傾、前輪外傾和前輪前束等 4 個參數(shù)決定，反映了轉(zhuǎn)向輪、主銷和前軸3者在車架上的位置關(guān)系。定位角如果不等也會導(dǎo)致車輛跑偏。

（4）一側(cè)車輪制動拖滯。同軸兩側(cè)車輪制動力各異，致使車輪轉(zhuǎn)速不同，直線行駛的距離也就不相等從而造成跑偏。這通常為某側(cè)車輪制動分泵漏油、制動摩擦片嚴重油污、摩擦系數(shù)出現(xiàn)差異或左右輪胎氣壓不等而引起。

2.2 案例2 大眾桑塔納車輪胎外側(cè)磨損

一輛大眾桑塔納轎車行駛里程約3萬km，檢查發(fā)現(xiàn)輪胎外側(cè)磨損非常嚴重。檢查胎壓正常，檢查輪胎動平衡，數(shù)據(jù)也正常。對車輛進行車輪定位發(fā)現(xiàn)前輪前束過大，需要調(diào)整。

輪胎經(jīng)常處于充氣不足狀態(tài)或車輪定位不準確，造成4個輪胎不是在標準要求的橫豎兩條直線上，此時同側(cè)的兩個車輪在行駛時會發(fā)生側(cè)面磨損的現(xiàn)象。

3 輪胎異常磨損預(yù)防措施

在車輛高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛?cè)俗顬閾暮妥铍y預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。輪胎是汽車行駛系統(tǒng)的重要部件，除了根據(jù)使用功能來正確選擇外，還要懂得如何去維護。輪胎的正常使用與否不但直接影響汽車的運行狀態(tài)，而且對汽車的安全行駛也有很大的影響。

為了減少輪胎磨損，延長輪胎的使用壽命，駕駛?cè)藨?yīng)盡量做到以下幾點。

（1）保持良好的駕駛習(xí)慣，正確選擇行車路面。限制行車速度，不要過快行駛；起步不可過猛、無論空載、滿載都應(yīng)低速平穩(wěn)起步，不可急加速或急減速，轉(zhuǎn)彎要減速；車輛盡量在平整、寬闊、視野良好的路面行駛，避開有尖銳物、化學(xué)腐蝕品等危險路面。

（2）及時調(diào)整輪胎氣壓，使胎壓保持在正常范圍。按照原廠提示標簽進行胎壓監(jiān)測，輪胎氣壓根據(jù)前輪、后輪及滿載、空載等不同工況要求調(diào)整，家用車冷態(tài)時輪胎充氣壓力標準值見表2所列，胎壓在標定值的一定浮動范圍內(nèi)（10%）是安全的。

表2 家用小轎車冷態(tài)時輪胎充氣壓力標準值

（3）盡量避免輪胎處于超負荷運行。車輛長期超載導(dǎo)致車輪承受更大的壓力，尤其在路況較差時，車輛的顛簸使輪胎沖擊負荷加大，嚴重加劇輪胎磨損。

（4）讓輪胎自然降溫。炎炎夏日輪胎溫度上升非?？欤喬シe熱難以散發(fā)，除了降低車速外，盡可能選擇早晚溫度相對較低時行車，不要放氣降壓或澆冷水降溫。

（5）最重要的是要定期做好檢查，包括車輪定位、動平衡和輪胎換位。由于各種輪胎工作條件和負荷不同，小型汽車一般前輪負荷大于后輪，需要定期做車輪定位，調(diào)整參數(shù)，并進行輪胎換位，輪胎換位方式根據(jù)前驅(qū)和后驅(qū)又有所不同，具體換位方式如圖3所示。輪胎換位時需要進行動平衡檢測。

圖3 輪胎換位

4 結(jié)語

輪胎位于車輛的最下端，肩負著重要的使命，受傷的機會也最多，當駕駛者清楚地了解自己的愛車車胎是否變形、性能是否下降時，就可以及時維修或更換新輪胎，從而避免故障的發(fā)生。所以我們要正確、合理、科學(xué)地使用輪胎，這樣輪胎的使用壽命完全可以達到理想預(yù)期，因輪胎引發(fā)的交通安全隱患也可以排除。