汽车轮胎常见故障分析及失效检查处理

张伟旗

(江西铜业集团铜材有限公司，江西贵溪 335424)



汽车轮胎常见故障分析及失效检查处理

张伟旗

(江西铜业集团铜材有限公司，江西贵溪 335424)

针对汽车轮胎常见故障进行长期深入的研究，阐述故障轮胎的检查程序及方法，重点分析轮胎常见故障诱因，并提出相应的失效处理措施，可显著提高汽车行驶的安全舒适性、稳定性、经济性及使用寿命，为轮胎及相关行业提供参考。

汽车轮胎；故障分析；失效检查；处理措施

0 引言

汽车是一种现代化的交通运输工具。随着经济全球化的到来，公路运输需求强劲增长且日益繁忙，车速较高，无疑给人们带来极大的便利和巨大的财富。轮胎是汽车极其重要的安全装置之一，随着汽车保有量的增多，轮胎故障屡见不鲜且逐年呈上升趋势，交通事故特别是爆胎、追尾及翻车事故陡增，轻则造成车辆报废，重则车毁人亡，导致国家和人民的财产遭受巨大的损失。

汽车轮胎的运行工况恶劣，其故障成因复杂，表现形式也多种多样，且有自身的变化规律和特征。轮胎使用过程中，易受到机械的、电气的、物理的、化学的各种压力的作用，道路、自然环境等多种因素的影响，以及司机和维修人员等人为因素的制约。针对汽车轮胎常见故障分析及失效检查处理进行研究，可准确、迅速地判断及排除轮胎故障，对轮胎系统的安全可靠性、实时性、可扩展性及运行效率等运行指标影响极大。

1 故障轮胎的检查程序及方法

轮胎装在钢圈上，无法排查轮胎内部或胎唇损伤，必须先从钢圈上卸下汽车轮胎，备好轮胎笔、放大镜、手套等必要的工具。手工地面解体检查轮胎时，应保持工作场所平整、干燥、清洁、无油污和泥沙且视线充足。故障轮胎排查项目包括汽车品牌、轮胎型号、气压、行驶路线、路程、路况、最高和平均速度、驾驶习惯等；轮胎排查顺序通常为胎冠→胎壁→胎唇→内衬→轮辋。先要检查轮胎胎压是否合适、花纹深度、花纹磨损程度及胎面是否有金属镶嵌物或其他夹杂物，再排查轮胎内外壁是否有刮蹭、划伤、鼓包及轮胎的整体磨损状态，是否异常磨损如偏磨、啃胎等，最后检查轮辋。

为确定检查的起始位置，先在胎面划一道从胎唇一侧至另一侧的横线，将轮胎面对自己转动，用轮胎笔标记所有的割伤、夹杂物、撞击及胎面故障痕迹，且用手触摸胎壁，排查是否有割伤、变形或其他痕迹，认真检查内外侧胎唇；检查轮胎时，需戴好手套和备好布，将布沿着轮胎内侧擦一圈，可能会触及一些能刺穿胎体的锋利钉子、玻璃或钢丝等。异物易刺穿轮胎伤及轮胎内部，即便是轮胎外伤看上去能够修补，但一些损伤如撞击断纱或撞击后因挟伤而断纱等，轮胎外表虽无痕迹，却在胎层内部留有痕迹。

2 轮胎常见故障分析及失效检查处理

2.1 胎面故障

2.1.1 不规则磨耗

该故障主要表现为轮胎磨损不均。每只轮胎皆有正常的里程数即使用寿命，但由于轮胎充气气压不正确、轮胎老化、脱层变形、车辆的机械原因等，皆会加剧轮胎的不规则磨耗，导致轮胎快磨。轮胎气压过低或超负荷行驶时，轮胎与地面的接触面积增大，致使轮胎两边与地面接触工作，易造成胎面两边或两侧胎肩异常磨损，导致轮胎两边磨耗过大；气压过高时，车辆前束角调整不正确，俗称内八字或外八字，会导致羽毛状磨损，需维持轮胎标准气压；悬架部件弯曲或磨损、车轮错位、轮胎及车轮总成不平衡等皆会造成杯形磨损，杯形磨损不可逆，一旦发生，轮胎将继续这种不均匀磨损。

车辆倾斜安装时，轮胎会出现内倾角或外倾角，易导致胎面“偏磨”即单边磨损，表明车辆四轮定位有偏差，应检查校正车辆四轮定位，校正机械不良，维持标准气压，必要时，定期调换前后轴轮胎，但不可因为互调而将子午线轮胎与斜交胎混装在同轴上；刹车不良或紧急刹车时，易导致局部磨损，行车时应避免急刹车，必要时校正制动系统；轮胎受到某些机油类物质或酸性物质等化学物品污染时，即使短时间内也会使橡胶变质，甚至膨胀、软化或发黏等。

前轮定位调整不当、前悬架系统位置失常或球头松旷时，会使行进中的车轮产生滑动或定位不断变动，导致轮胎产生锯齿状磨损。不平衡的车轮高速行驶时，会使轮胎局部受力变大，磨损加剧，车辆转向发抖、操纵性能变差；若发现以某一特定速度和方向行驶中有轻微抖动时，则必须对车轮作动平衡检测，避免产生斑秃性磨损。

若胎面上某一个或多个点的磨损较周围区域更严重时，说明可能出现刹车抱死、滑行，平衡不当，局部底层分离，悬挂组件松动、磨损，胎圈座、安装不当，最初的胎面切口、裂口，道路危险损坏或化学品污染加重等问题。表面纹理虽可显示轮胎在路面上滑行之初造成的磨损痕迹，但该痕迹可能已被磨掉。若两个轮换轮胎中的一个存在不规则磨损时，可将其中一个轮胎相对于另一个轮胎的不规则磨损旋转180°角；轮胎凹槽内的胎面深度不大于1.6 mm时，或帘线或胎面底部已暴露在外时，必须更换轮胎。

2.1.2 中部异常磨损

该故障主要表现为胎面中间部分异常磨损。轮胎过度充气、轮圈宽度过窄、轮胎误用、回形滑行造成胎面中心磨损、不正确的轮胎轮换、加速过快等，会导致胎面中心部位比相邻的胎面区域磨损更快，某些高性能轮胎充气不足行驶时，也会造成胎面中心磨损较快。导致该故障的主因是过度充气，适当提高轮胎的充气量，虽可减少轮胎的滚动阻力，节约燃油；但轮胎气压过高时，会影响轮胎的减震性能，使轮胎变形量过大，轮胎接地面积减少，单位接地面积的压力增大，轮胎中部形成早期磨损，即使在窄轮辋上选用宽轮胎，也会造成中部早期磨损，使轮胎使用寿命降低，且汽车在不平路面行驶或路遇障碍物时，极易爆胎，应维持轮胎标准气压。若任意胎面凹槽中的胎面深度不大于1.6 mm，帘线或胎面底部暴露在外时，需更换轮胎；若剩余胎面深度充足，应检查轮圈宽度、汽车配件是否正确，检查并调整轮胎胎压，再轮换轮胎以延长轮胎寿命。

2.1.3 羽毛状磨损

该故障主要表现为胎面粗糙不平、花纹呈羽毛状。若前悬架轴衬损坏或前束角设置不正确时，胎面呈羽毛状磨损，即每个胎面花纹条一侧边缘变得略圆而另一侧边缘变得锋利的状况，表明车辆四轮定位有偏差，必须及时检查校正车辆四轮定位，校正机械不良，使束角设置尽量接近0，以实现最佳的磨耗状态。因汽车制造商确定的胎压能实现汽车的最佳负载、驾驶操控性、滚动阻力及胎面磨损性能，因而应根据司机侧车门内贴纸上标注的胎压对轮胎充气。

2.1.4 胎面脱落

该故障主要表现为胎面带边缘从轮胎上脱开，导致行驶震动或不规则磨损。长期胎压维持不当，轮胎修补或储存不当、负载过重、超速、过热、撞击损坏，胎面割伤、刺伤，或爆胎后继续行驶时，会引起胎面橡胶与胎面下束带层产生分离，必须报废。

2.2 胎肩偏磨或异常磨损

该故障主要表现为胎冠接地印迹增宽，且中部略向上拱起。气压是轮胎的命门，过高和过低皆会缩短其使用寿命。胎压不当、轮圈过宽、轮换不当、急转弯或常在山路上行驶，易造成内外胎肩磨损，且该类磨损在商用送货汽车的轮胎上多见。若前轮或后轮错位(例如存在束角或外倾角)、悬架组件松动或磨损、急转弯、轮胎轮换不当、轮胎误用、高路拱或轮胎混装等，皆可能造成轮胎单侧胎肩磨损，即一侧胎肩磨损比相邻胎面区域更快，使帘线暴露于胎面凹槽底部。

气压过低时，轮胎在重力下的变形随之增大，胎体应力、与地面接地面积增大，使胎肩磨耗和不规则磨损增大[1]，该现象也称轮胎的“桥式效应”[2]。轮胎凹槽内的胎面深度不大于1.6 mm或帘线或胎面底部已暴露在外时，需更换轮胎；剩余胎面深度充足，需检查轮圈宽度、汽车配件是否正确，检查与调整胎压，再轮换轮胎以延长轮胎寿命。

2.3 胎唇破损

该故障主要表现为胎唇部位橡胶破损、钢丝弯曲或断裂。胎唇破损通常是不专业的拆装设备和方法所致，胎唇安装于轮辋上产生损伤的主因是运输或储存过程、安装过程中、缺气行驶过程中或受撞击产生变形。安装轮胎时，若使用机油作为润滑剂涂于轮胎胎唇上，橡胶易受到腐蚀，需涂抹轮胎专用润滑油；装胎不良时，会引起胎唇损坏，导致轮胎胎边鼓包，应正确使用轮胎拆装设备；不正确使用装胎设备可能会造成胎唇处的钢丝弯曲变形甚至断裂，伤及橡胶，而断裂或弯曲变形的胎唇钢丝则可能在充气或拆胎时产生爆破，导致人员伤亡。

2.4 胎侧鼓包、胎裂或凹陷

胎侧鼓包主要表现为胎侧帘线被剪切而断裂。轮胎胎侧是质量“软肋”，其强度最弱，故轮胎鼓包以胎侧居多[3]，有时也会因材料间分离或受到污染等原因引起。汽车高速行驶中，胎肩或接近胎肩的胎边部位会以一定的角度和速度与坑洞、路缘、大的石块等障碍物发生强烈撞击，导致轮胎轮辋(钢圈)边缘与外界异物之间产生严重挤压，致使胎侧帘子线被挤压断裂，轮胎内部压缩空气则由断线处向外顶起，产生胎侧鼓包。理论和实践皆表明：汽车通过障碍物时，车速越快、载荷越大，轮胎受到冲击和挤压越严重，需谨慎驾驶，避免强烈冲击。

轮胎鼓包是爆胎的前兆。胎侧鼓包故障胎检查步骤是检测气压，在轮胎充气状况下在胎边鼓包处做双竖线记号；轮胎泄气后、未卸胎前，因异物冲击钢圈边缘，使橡胶粘着于钢圈边缘上，需检查鼓包处钢圈边缘是否有黑色橡胶痕迹，或胎边近胎唇处钢圈边缘是否有撞击伤痕；在轮胎内层气密层会发现在鼓包处有一、二块冲击后留下的乌痕，有时该处呈凹陷或破裂状态。轮胎出厂前，应满足国家强制检验法规如外缘尺寸、柱压实验、高速实验、耐久实验等，避免因扁平比过低、悬吊过硬等造成鼓包、胎裂。

轮胎胎侧凹陷也称胎侧起伏，其主要表现为胎体帘子布接头突起。它是子午线轮胎构造的常见特点，并不影响轮胎安全使用，属于生产工艺问题，并非质量问题。胎体帘子布接头是胎体材料(涤纶帘子布)在结合部位的重叠，接头部分是对胎体局部的加强，轮胎充气时，该区域比无接头区域空气膨胀少，会引起该部分胎体局部凹陷，且大型/宽子午线帘布层轮胎的胎侧凹陷较明显，胎压较高时则更显著。帘布层在胎侧区域连接，可能造成微小凹陷，轮胎充气后胎侧表面外观呈波浪形。因胎体帘子线是径向排列即从一边胎唇到另一边，故胎体帘子布接头会导致轮胎两侧胎边凹陷，且位置相对应；此外，也应高度重视胎侧割破、撞击破损或橡胶退化等其余凹陷因素，切忌使轮胎接触碳氢化合物、溶剂或酸性物质。

若胎侧呈褐色完全正常，随着时间的推移，根据使用情况，它会慢慢消失。为减缓空气中的臭氧对轮胎产生的不良影响，轮胎橡胶配方中含抗臭氧剂，而该抗臭氧成分会浮至橡胶表面，其外观像褐色灰尘一样，从技术上而言，完全没必要担心；正常驾驶过程中积聚的灰尘，或刹车片腐蚀刹车盘引起的刹车灰尘也可能引起变色，若刹车很新或刚换过衬片，后一种情况则更加普遍，需使用温和的肥皂水和清水来清洗轮胎。

2.5 轮胎爆胎或裂成碎片

爆胎故障主要表现为裂口外表面有机械损伤痕迹，裂口内表面边缘有龟状裂纹[4]；或轮胎碎裂成众多小碎片，而非整块脱落。气压过高或不足、漏气、磨损严重等，易导致爆胎事故，且以轮胎保养不当居多，夏季最频繁。资料显示：轮胎故障约占高速公路交通事故的10%，且七成事故源自爆胎。

轮胎慢性漏气。胎面被扎钉或割破，胎边被割破或扎透，胎唇损坏；轮胎安装不正确，安装后又未按操作规程检查漏气，如未更换新的气门嘴，装胎以后未检查气门嘴、气门芯、胎唇与钢圈凸缘的结合部等是否漏气；特别是胎面、胎边、胎唇皆完好无损时，轮胎扎钉或被割破造成气密层破损后的不良修补，气门嘴老化或断裂、轮辋破损等，皆会造成轮胎缓慢泄气，导致爆胎。

轮胎快速漏气。轮胎被割破或受到外界异物的严重撞击时，会立刻完全泄气，极易导致爆胎。要尽量避开坑洼地，特别是高速行驶时，更要避开路上的不明障碍物。

轮胎严重漏气或完全漏气。必须从车轮上卸下轮胎，进行全面内检，确保轮胎未损坏。检查爆胎的轮胎，需排查胎面是否扎钉、被割破或不良修补，胎边是否割破，胎唇是否损坏等。若看到爆胎胎边有缺气碾过的圆周性痕迹或成圈的胎边掉落下来，轮胎气密层有被严重扭伤的皱纹，或内部橡胶被烧成黑斑时，即可判断为该轮胎因慢性漏气而导致最终爆胎。若检查轮胎胎面、胎边和胎唇皆完好无损时，则应检查气门嘴及密封垫片，再检查钢圈是否有裂痕等。

轮胎气压不足。汽车行驶时，轮胎被刺、割破而造成气密层破损而泄气，属于意外事故；安装轮胎时，若安装方法不正确和未检查漏气，会造成气压不足，如未更换新气门嘴，装胎后未检查气门嘴、气门芯与胎唇和钢圈边缘的结合部是否漏气等。刚开始气压不足时，从轮胎内层气密层可看到因屈曲过度产生的皱纹；若发现不及时，气压不足行驶时，胎体易严重扭伤，胎边接地磨耗，会出现圆周性缺气碾过的痕迹；胎壁因长时间反复屈曲过度产生高热，使内部气密层橡胶被烧成黑斑，橡胶和胎体帘子布因过热而脱层、剥离、爆胎，但并非马上爆胎，而需经历一定的时间和过程；气压极度不足行驶时，轮胎胎体因过度屈曲产生高热，使内部气密层橡胶被高热烧熔，持续高热会使轮胎内部结构遭到严重破坏；轮胎在强度下降的状况下继续行驶，易损坏轮胎，甚至胎压突然泄漏，若未及时发觉，极易爆胎。

轮胎气压过高。汽车行驶时，若气压过高，胎壁会因张力过大而失去弹性，此时轮胎极易受到外力的冲击或振动，导致突然爆破；轮胎被刺、割破或与障碍物严重撞击时，会立即完全泄气，导致爆胎。

为防患于未然，安装无内胎轮胎时，需更换新气门嘴，以策安全；安装轮胎后，应检查轮辋的气密性，用刷子蘸肥皂水刷气门芯、气门嘴基座、轮胎凸缘与胎唇结合部，查看是否冒气泡；应按规定正确充气，排查轮胎气压过高或过低的原因；对非缺气保用轮胎，爆胎后不得继续行驶，仅有零胎压续行轮胎具备加强胎侧设计，可在漏气状况下支撑汽车质量，能使汽车继续以最高80 km/h的速度行驶80 km，但取决于道路和行驶条件，而标准轮胎未采用该项技术。

轮胎爆胎后即使行驶一小段距离，极易受损且变得无法修复。大多数刺伤、钉扎或6 mm以下的切口只对胎面形成损害，专业人员可通过业界认可的方法对轮胎进行完美的修复；若胎面刺穿处超过6.35 mm(1/4英寸)，刺穿处位于胎侧或胎面磨损至1.6 mm深度，则无法修复。预防爆胎的主要措施有定期检查轮胎胎压是否正常，备好胎随时替换坏胎；挑选较好地段行驶；杜绝超载；避免长期行驶致使胎温过高爆裂；要检查临时备胎胎侧，掌握轮胎的正确胎压、速度及里程限制。

轮胎裂成碎片。轮胎行业将该状况称为“缺气行驶”即胎压低于标准胎压，指轮胎缓慢或突然漏气后继续行驶。刺穿、割伤、刮破、撞破、气门杆漏气、安装不当等皆会使轮胎漏气，即使低速行驶时，也会伤及轮胎，且潜伏期长、隐蔽性强、危害性极大；汽车“缺气行驶”时，高速、胎压不足是爆胎的祸根。轮胎继续漏气时，轮胎与地面的摩擦会随着胎压的下降而倍增，胎侧内部变形摩擦生热，使胎温陡升，轮胎变软，强度骤降，钢丝帘线和橡胶老化加速，胎体变形过大，当内部磨损使胎身足够脆弱时，胎压会突然流失，倘若继续行驶，即使车辆行驶至路边，锋利轮圈凸缘将切入瘪气轮胎，使帘线断裂、断层，甚至拉链式爆胎碎裂。

2.6 轮胎老化、开裂、脱落

该故障主要表现为胎面和侧壁裂纹增多，部分橡胶脱落。若普遍出现裂纹，则表明轮胎老化严重。轮胎属易耗品，由多种材料及橡胶复合物构成，其属性会随着时间的推移而发生改变，且主要取决于气候条件、存储条件和使用条件(载重、速度、胎压及维护)等多种因素，往往因改变差异很大，故难以提前预测特定轮胎的使用寿命。

不能仅根据行驶里程来判定轮胎寿命，轮胎老化现象与其使用存储环境关系极大，且无准确时间点，这也是国家未规定轮胎使用时间和公里数的原因之一。车辆行驶、停车或存储轮胎时，切忌接触油、酸、易燃品和化学腐蚀品，确保远离热源和臭氧源，防止腐蚀、变形或软化；避免阳光直射，以防轮胎过早老化、损坏；轮胎库房应通风、清洁、干燥和阴凉，以室温-10～+30 ℃、相对湿度50～80%为宜。使用轮胎或备用胎超过10年，即使轮胎未达到磨耗指示标志，也需换胎，这是简单可行的安全保障措施。

2.7 轮胎振动过多或抖动

该故障主要表现为轮胎产生多种不同的振动或抖动。轮胎不均匀即沿轮胎圆周方向的刚度、质量和尺寸存在不一致或不对称，或汽车高速行驶时侧向力作用皆会引起振动，应及时排查振动诱因，及时纠正；若不注意，振动可能导致轮胎和悬挂过度磨损，甚至导致发生危险的状况。动平衡不良、轮胎异常磨损、轮胎安装、轮胎气压、车辆定位或减震器等零部件损坏时，皆可能导致车辆产生较大的抖动。该车辆故障先兆也预示着轮胎内部可能有问题，即便轮胎并非车辆抖动的根本原因，但抖动也会损害轮胎性能，进而引起轮胎问题；特别是车辆在路况良好的道路上出现抖动时，需将车辆送至维修厂进行检修。

2.8 轮胎噪声大

该故障主要表现为胎噪声异常。其主因是轮胎花纹磨损不均匀或不规则磨损。日常生活中，车噪、胎噪、道路噪声交杂在一起，长时间驾驶易损伤身心、诱发交通事故。胎噪级别大小主要取决于轮胎花纹设计、结构尺寸、胎面磨损、轮胎气压、路面结构材料及粗糙程度等，轮胎和轮辋宽度制约着降噪难度，虽然宽轮胎的操控更稳健，刹车制动更出色，但油耗高、胎噪大，且车速越快，胎噪越大。应改善轮胎橡胶材质、胎面形状和路面状况，养成良好的驾驶保养习惯，切忌高速驾驶，在恶劣路况中行驶时，一定要放慢车速，减少振动，实现降噪；需勤清除轮胎沟槽内的石子等杂物，定期做好轮胎清洗、四轮定位、胎压监测等养护工作。

3 结束语

在轮胎常见故障分析及失效检查处理过程中，不难发现多数轮胎故障皆是由驾驶习惯不良、误操作或维护保养不当造成的。故司机应具备良好的职业道德和驾驶技能，做好日常维护保养，养成良好的驾驶习惯，不开“违章车”、“英雄车”、“斗气车”，可及时消除事故隐患，极大提高行车安全。

【1】张伟旗.基于ANSYS的大型电动轮巨型轮胎失效仿真研究[J].汽车零部件,2015(11)：23-26.

ZHANG W Q.Failure Simulation Research of Large Mine Electrics Wheel Giant Tires Based on ANSYS[J].Automobile Parts,2015(11)：23-26.

【2】邓桂芳.汽车轮胎早期磨损和损伤的原因及其预防措施[J].现代橡胶技术，2015，41(5):38-43+13.

【3】李果,黎新福.简析汽车轮胎鼓包故障[J].装备制造技术,2013(9)：51-53.

LI G,LI X F.Simply Analyze the Reason of Vehicle’s Tyre Malfunction[J].Equipment Manufacturing Technology,2013(9)：51-53.

【4】张伟旗.矿用汽车巨型轮胎失效机制分析及预防控制研究[J].汽车零部件,2015(10):24-27.

ZHANG W Q.Failure Mechanism Analysis and Prevention Control Research for Mine Car Giant Tyres[J].Automobile Parts,2015(10):24-27.

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(来源：日产汽车)

The Automobile Tire Common Fault Analysis and Failure Inspection

ZHANG Weiqi

(Jiangxi Copper Corporation，Guixi Jiangxi 335424，China)

A long-term in-depth research was conducted on the common faults for auto tire. The fault tyres inspection procedures and methods were expounded，the common malfunction causes were analyzed，and the corresponding failure treatment measures were put forward.It can significantly increase the car’s safety, comfort, stability, efficiency and service life. It also provided reference for tyres and related industries.

Automobile tires；Failure analysis；Failure check； Measures

2016-05-10

张伟旗(1965—)，男，学士，高级工程师，研究方向为矿山机械、铜加工、有色冶金、机电设备工程、教育教学研究。E-mail：zhangwq678@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.10.021

U463.341

B

1674-1986(2016)10-083-04