浅析轮胎性能对车辆安全行驶的影响

2011-08-15内蒙古高国天李艳琴

职业技术 2011年10期

内蒙古高国天李艳琴

浅析轮胎性能对车辆安全行驶的影响

内蒙古高国天李艳琴

随着汽车工业的迅猛发展，对轮胎的性能也提出了更高的要求。汽车轮胎作为汽车的主要基础部件，其质量与性能对汽车的行驶稳定性、平顺性、安全性和动力性等有着重要的影响。本文从分析轮胎的主要性能入手讨论轮胎性能变化对行车安全的影响，从而提出提高轮胎性能的几点建议，为充分发挥轮胎性能更好地确保行车安全提供参考。

汽车轮胎；轮胎性能；行车安全

随着社会的进步和汽车技术的发展，汽车已成为家喻户晓的交通工具。轮胎作为汽车的重要组成也是汽车的安全件，轮胎的性能对汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性和越野性等都有着直接的影响。了解轮胎的性能和作用，掌握轮胎的有关知识，对充分发挥汽车使用性能有着重要意义。

一、轮胎的类型、作用及结构组成

（一）轮胎的类型

汽车轮胎按用途分，可分为载货汽车轮胎和轿车轮胎，而载货汽车轮胎又分为重型、中型和轻型载货汽车轮胎。

汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同，又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同，还可分为普通斜交胎、斜交胎和子午线胎。

（二）轮胎的作用

现代汽车几乎都采用充气轮胎。轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，它的作用是：

1.支撑汽车的总质量(车重)，承受来自路面的各种作用力，包括压力、摩擦力等。

2.保证车轮和路面有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。3.承受汽车的重力，并传递其它方向的力和力矩。

（三）轮胎的结构组成

1.有内胎的轮胎

有内胎的轮胎是由外胎、内胎和垫带组成。外胎是一个弹性胶布囊，它能使内胎免受机械损坏，使充气内胎保持规定的尺寸，承受汽车的牵引力和制动力，并保证轮胎与路面的抓着力。内胎是一个环形橡胶筒，置于外胎内，其中充入压缩空气。在内胎和轮辋之间有一条垫带 (在深式轮辋上使用的轮胎则不用垫带)，垫带是具有一定断面形状的环形胶带，保护内胎不受磨损。

2.无内胎轮胎

不使用内胎，空气直接充入外胎内腔。轮胎的密封性是由外胎紧密着合在专门结构的轮辋上而达到的。为了防止空气透过胎壁扩散，轮胎的内表面衬贴有专门的密封层，这样在穿刺时空气只能从穿孔跑出。

3.外胎的构造

外胎是由胎体、缓冲层、胎面、胎侧和胎圈组成。胎体使外胎具有强度、柔软性和弹性的挂胶帘布主体称为胎体。胎体由一层或多层挂胶帘布组成，这些帘布能使胎体以及整个外胎具有必要的强度；缓冲层胎体和胎面之间的胶片或挂胶帘布—胶片复合结构称为缓冲层。缓冲层用来预防胎体受到振荡和冲击，减少作用于胎体的牵引力和制动力，增强胎面胶和胎体间的附着力；外胎最外面与路面接触的橡胶层称为胎面，胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损，向路面传递汽车的牵引力和制动力，增加外胎与路面(土壤)的抓着力，以及吸收轮胎在运行时的振荡；胎侧贴在胎体侧壁部位，用来防止胎体受机械损伤和其它外界作用(如泥、水等)的橡胶覆盖层称为胎侧；用来使外胎固定在轮辋上而又不易伸张的刚性部分称为胎圈，胎圈能使外胎牢固地固定。

二、轮胎的主要性能及其对行车安全的影响

（一）轮胎的制动性及其对行车安全的影响

汽车制动力（滚动阻力）不仅取决于车辆制动系的性能、车辆的操纵性能，还与轮胎和路面的摩擦力有关系。制动性即汽车行驶时能在短时间内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。摩擦系数是比较各种不同路面的摩擦力指标。一般来说，干燥铺装路面的摩擦系数大约为0.8，湿路面、积雪路面以及结冰路面的摩擦系数依次降低，制动距离依次延长。在湿滑路面上驾车时，灰尘因变湿而成泥浆，将导致摩擦系数急剧降低。可见制动性受路面情况的影响很大，随着摩擦系数的降低制动性能变差，此时驾驶员应该降低车速。

除了路面情况影响制动性，轮胎的花纹情况也会影响到制动性，随着花纹的磨损，轮胎在同样道路及行驶条件下，制动性能明显下降。据有关测试表明：以轮胎新花纹深度（7.5mm）的制动距离为100做对比，旧轮胎会比新轮胎制动性能下降20%，所以注意轮胎的磨损情况，并且及时更换轮胎对于安全行车起着一定保障作用。

（二）轮胎的抓地性及其对行车安全的影响

车辆的制动性和启动性很大程度上取决于轮胎的抓地性能，当车辆抓地性较好时就会减小过弯的速度（ConeringSpeed）、减少刹车距离、减少加速时的打滑现象，但轮胎的抓地性受到很多因素的影响，如胎压、扁平比、轮胎结构尺寸和材料等。在实际行车过程中应根据抓地性的影响因素保证车辆具有良好的抓地性，才能为安全行车提供较好的保障。

（三）轮胎的排水性及其对行车安全的影响

轮胎的排水性不但会影响到汽车直线行驶，也会影响的车辆转向。排水欠佳的轮胎会使汽车失去控制能力，从而对行车安全构成严重威胁。轮胎排水性能全靠胎面花纹，有些轮胎在胎面中央设置宽大的排水沟，轮胎与路面之间形成较大的排水空间，使轮胎能将集中到中间的水大量抛向后面。有些轮胎在胎面设计了弯曲的弧型侧沟，利用轮胎的弹性将水挤压往侧边。

（四）轮胎的生热性及其对行车安全的影响

生热性是轮胎的属性之一。轮胎材料主要是由粘弹性物质构成，因此轮胎滚动过程中必然伴随能量的损失。损失的能量绝大部分消耗于轮胎内部材料之间的摩擦，并最终转化为热量消散于大气之中，因此生热是不可避免的。生热量主要与轮胎的结构型式和使用条件(载荷、车速、胎压、气温等)有关。试验表明，生热量与轮胎载荷和车速的乘积成正比，低速时，生热现象并不明显，然而高速时，由于轮胎变形频率加快；橡胶、帘线之类材料又为热的不良导体以及胎厚的阻热作用，致使轮胎内部产生的大量热量难以及时散发出去，故胎温迅速上升至100℃以上。如此高温对轮胎产生了相当严重的损坏，损坏的主要形式是热损坏和热爆破。热损坏是一渐进的变化过程，不易觉察损坏的程度，故极具潜在的危险性。热爆破是热损坏和机械损坏由量变到质变所致，高速车辆突然发生爆胎，后果一般都是十分严重的。