一种用于汽车上的爆胎再行驶安全防护装置设计

胡 云

（常州信息职业技术学院，常州 213164）

一种用于汽车上的爆胎再行驶安全防护装置设计

胡 云

（常州信息职业技术学院，常州 213164）

本文采用UG三维软件对汽车轮胎进行改进设计，在原有轮胎结构的基础上，增加内部副轮胎设计，能显著地改善汽车爆胎时的操纵稳定性，减少爆胎车轮的摩擦和生热，增加汽车的零压续行能力。最终采用三维软件和实验验证其设计的合理性。

轮胎 安全 防护装置

引言

随着汽车行业及交通的发展，轮胎故障引起的交通事故日益增多，其中轮胎爆胎导致的交通事故最为严重，每年由于爆胎引起的车祸在恶性交通事故中所占的比例高达70%以上。基于此，更多的轮胎厂商将目光锁定在各式各样的安全轮胎的研发，其中内支撑型安全轮胎更具有市场前景，可起到降低高事故率的作用。

1 汽车侧翻原因研究

汽车两个前轮要支撑约车体60%的重量，因此前轮承受载荷较重。尤其是在刹车时，车体的重心向前移动，加大轮胎与地面的压力，同时摩擦力也加大，使前轮爆胎的可能性增大。尤其是当一个前轮爆胎时，在车体重力、惯性力、刹车力和附加动压力作用下，会造成车身向爆胎一侧倾斜，此时只能靠轮毂滚动支撑车体，轮毂在地面上滚动时，车的前行阻力增大。普通轮毂直径小，车辆向爆胎一侧倾斜角度大。汽车爆胎后侧翻的原因多数是当车胎爆裂时，轮胎厚度瞬间变小为轮毂的大小，直接导致高速行驶的车身产生瞬时距地落差冲击，进而车身失去平衡发生侧翻。

2 汽车爆胎防护装置设计

为防止轮胎爆胎发生侧翻和侧滑撞击故障，现设计一种用于汽车上的爆胎再行驶安全防护装置，以减少在爆胎时的瞬时距地落差，避免发生侧翻。如图1、图2所示，包括安装轮架1、副轮胎2，安装轮架包括呈筒状的支撑轮1-1、位于支撑轮的外圆周表面且沿支撑轮周向均匀分布的多个支撑架1-2、固定于支撑架上且与支撑轮同轴的支撑环1-3，支撑轮1-1固定于汽车轮胎3的轮辋3-1内侧，支撑轮1-1与汽车轮胎3的轮辋3-1同轴。如图2所示，在支撑环1-3的外表面沿周向有一圈U型槽1-3-1。如图3、图4所示，副轮胎2固定于U型槽1-3-1内，副轮胎2的外径d小于汽车轮胎3的外径D，副轮胎2的外径d大于轮辋3-1的外径N。支撑架1-2包括两个垂直固定于支撑轮外表面且相互交叉的阶梯辐板1-2-1，支撑环1-3固定于阶梯辐板1-2-1的端部。

如图4所示，副轮胎的外径d大于汽车轮胎的轮辋的外径D。本安全防护装置安装在汽车主轮胎的内侧面，不影响整车的外形美观，占用空间小，安装便捷，安装轮架采用整体式结构，整个装置具有牢靠的强度及稳定性。在正常运行时，内部的安全防护装置不起任何作用。

图1 带安全防护装置 轮胎装配示意图

图2 安装轮架

图3 副轮胎

图4 汽车爆胎安全防护装置侧视图

本设计采用的副轮胎2外形尺寸比正常行驶汽车轮胎3稍小。当汽车轮胎3发生爆胎时，副轮胎2能瞬间着地而让车辆继续前行，这个高度落差相对较小，能够保证车身具有较好的平衡性，驾驶员可以有充分的时间安全调整车辆，直至刹车，从而避免交通事故的发生。

3 技术验证

在上述设计方案基本确定后，采用三维UG软件造型设计。运用自底向上的设计方法设计装配图。该设计总体结构较简单，但局部结构相对较复杂。设计完成后运用UG软件的进行运动仿真，检验尺寸设计是否合适，可大大提高设计的合理性。最后通过实验分析，验证检查各零件之间的装配正确性。经验证，发现副轮胎2的直径d不能过大也不能过小。若副轮胎2的直径d尺寸过大会与外轮胎间没有间隙，从而造成正常状态下时气压不够；而副轮胎2的直径d尺寸过小时内部副轮胎2的高度不能保证在爆胎时能安全行驶一段路程。

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[3]薛梓晨，贺建芸，丁玉梅，杨卫民，焦志伟.非充气安全轮胎的研究现状[J].橡胶工业，2014，（10）：632-635.

[4]陈柏圣.析汽车跑偏原因及其危害[J]驾驶园，2015，（5）：92-93.

A Flat Tyre on the Car and the Traveling Safety Protection Device Design

HU Yun
(Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164)

This paper uses the UG three-dimensional software to design improvements. Through on the basis of the original tire structure, to increase internal vice tire design, it can significantly improve the steering stability of the car flat tire, and reduce the friction and heat generating of the flat tire wheel. Increase the car continue driving ability under the zero pressure. Finally by using three-dimensional software and experiment validate the rationality of its design.

tyre, safety, protective device