一种新型汽车防爆胎安全轮毂的设计

张德珍

【摘 要】针对汽车在高速行驶的情况下，会出现因爆胎而使车辆失控，导致发生碰撞、侧翻等恶性交通事故而设计的一种新型的汽车防爆胎安全轮毂结构，将对预防和消除因爆胎而带来的汽车行驶安全隐患起到积极的推进作用，具有较高的现实应用价值。

【关键词】防爆胎;安全轮毂;不等径设计

中图分类号： U463.343 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）25-0030-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.013

A New Type of Explosion-proof Tyre Safety Wheel Hub Design

ZHANG De-zhen

（College of Mechanical and Vehicular Engineering Linyi University，Linyi Shandong 276000，China）

【Abstract】For car under the condition of the high speed，will appear because of a flat tire and make the vehicle out of control and lead to a vicious traffic accidents such as collision，rollover and design a new type of car explosion-proof safety wheel structure，to prevent and eliminate by the car driving safety hidden danger of puncture and play a positive role in promoting，has higher practical application value.

【Key words】Virtual reality technology;Mechanical design;Mooc

0 前言

汽車在高速行驶的情况下，会出现因爆胎而使车辆失控，导致发生碰撞、侧翻等恶性交通事故，它严重地威胁着驾驶员、乘客及车辆的安全。特别是在高速公路上行驶的车辆，万一前轮一侧爆胎，必定导致车辆向爆胎一侧倾斜发生侧翻。据公安部门统计，车辆在高速行驶中出现的事故有70%是由爆胎引起的，而轮胎爆裂又属于突发事件，在突发状况下驾驶人员都很难在瞬间做出正确判断，因此车辆会发生侧翻的严重事故。

研究表明，造成车辆侧翻的直接原因是爆胎，但造成车辆侧翻的根本原因是轮胎和轮毂的结构设计不合理，是轮胎与轮毂二者的直径相差太大。轮毂的直径越小，轮毂边缘离地面距离就越大，车辆向爆胎一侧倾斜角就越大，在高速行驶时更容易导致车辆侧翻。

目前，有的汽车制造厂家试探在保持轮胎外径不变的情况下，简单地增大轮胎的内径和轮毂直径，以此缩小轮毂与路面的距离，但这样做只起减轻作用，不能完全解决因爆胎引发的安全隐患。这样做还会使橡胶轮胎尺寸缩小，造成车轮气室减小，车轮吸震减震性能降低。

本项目实施的目的是设计一种新型汽车防爆胎安全轮毂，对轮毂进行适宜的结构设计，通过对传统汽车轮毂结构的合理改进，减小爆胎时车辆的倾斜程度，解决汽车在高速行驶时因爆胎所面临的生命财产安全问题。设计时保留传统汽车轮毂的基本结构样式和尺寸不变，橡胶轮胎的构造形式和尺寸也不需要作任何变化，设计的这种汽车轮毂，既保留了传统轮毂的优点和轮胎的装拆方式，改动很小，又可保证爆胎时车辆不会因支撑失衡而产生较大的倾斜，从而有效防止车辆发生侧翻，从根本上预防和解除因汽车爆胎所引发的恶性交通事故，给汽车、驾驶员及乘客以充分的安全保障。

1 总体方案的设计

通过查阅相关资料，对现今使用的汽车车轮轮毂结构进行分析，本着兼备现有、简单实用的原则，在保持传统的汽车轮毂主要结构尺寸不变的情况下，制定新型汽车安全轮毂的创新设计方案。新型汽车防爆胎安全轮毂的总体方案结构图见图1。

该设计通过对原有轮毂结构形式和尺寸（下转第37页）（上接第30页）的局部改动，打破传统的汽车轮毂内外两个轮缘直径相等的设计观念，推出汽车轮毂的内外两个轮缘大小不等径设计形式。保证轮胎作为车辆行驶主体的前提下，大胆缩小外轮缘与地面的距离，由原来的100mm以上缩减到40mmm左右，从而减小爆胎时车辆的倾斜程度，提高汽车行驶的安全性。

2 项目实施方案

首先对新型汽车防爆胎安全轮毂的安装与工作原理进行分析，确定正确的安装方法，采用轮胎的拆装从内轮缘着手，达到防车辆倾斜的安全性最好。分析轮毂外轮缘的功能、结构特点，确定对轮毂的两个轮缘作不等径设计。新设计的轮毂主体仍是由优质碳钢或高强铝合金制作，但外轮缘壁要适当加厚，以满足承担爆胎后压向它的车体重力和动载荷。设计时保持传统汽车轮毂的基本结构形式和尺寸不变，橡胶轮胎的构造形式和尺寸也不需要作任何变化。通过实验对轮毂直径改进前后爆胎时车体倾斜角进行数据分析，以比亚迪S6和路虎TD4两种车型为例，对轮毂直径改进前后爆胎时车体倾角进行对比，分析设计的可行性和合理性，验证两种车的行车安全性。

3 结束语

该设计在保持传统的汽车轮毂主要结构尺寸不变的情况下，进行内外轮毂不等经设计，轮毂的内轮缘直径不变，而增大外轮缘直径与轮胎外径接近，从而减少轮毂外轮缘与地面的距离，减少爆胎时车体倾斜角，有效防止车辆发生侧翻，从根本上预防和消除因汽车爆胎所引发的交通事故，给汽车、驾驶员及乘客以充分的安全，同时这种安全轮毂的外轮缘还有及时报警、保护轮胎免遭碾压破坏作用，具有较高的现实应用价值，但该设计目前处于原理设计阶段，要想把设计变为最终现实，还需要做更多的分析研究，做大量的实验验证。

【参考文献】

[1]张耀丹.浅析国内汽车防爆胎技术[J].科技资讯，2014（06）.

[2]薛艳丽.未来汽车安全新概念[J].汽车工程师，2009（02）.

[3]沙玉章，孙涛.汽车防爆胎安全轮毂的创新设计[J].机械设计，2014（05）.

[4]岳红旭，赵友群.一种新型安全车轮的非线性有限元分析[J].中国机械工程，2012（11）.