吳 丹 陳海軍

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧530023）

隨著私家車保有量的不斷上漲，道路交通安全已經(jīng)成為大家都關(guān)注的熱門話題，由于輪胎安全問題引發(fā)的汽車道路交通事故占比很大。汽車輪胎作為提供驅(qū)動力的部件，每天都要和粗糙的路面接觸，發(fā)生磨損是自然的事情。部分車主也認為只要沒有到磨損極限，輪胎就不用打理無須更換。其實，輪胎的磨損反映出很多汽車在使用中的情況，可以從輪胎的磨損程度發(fā)現(xiàn)汽車隱藏的故障。

汽車輪胎的工作性能直接影響汽車的安全駕駛等情況。隨著對汽車制動影響因素的攝入研究，發(fā)現(xiàn)汽車的輪胎花紋、輪胎結(jié)構(gòu)和輪胎的磨損程度都對汽車的制動性能有著不同程度的影響，目前關(guān)于汽車輪胎磨損的研究一般有兩種，一是在實驗室用試驗臺架進行磨損機理研究，二是通過車輛隊列開展實車行駛試驗。本文通過對輪胎磨損的研究，提出輪胎安全技術(shù)的展望和總結(jié)出的基地管理模式進行論述。

1 輪胎磨損的形式及原因分析

1.1 胎冠雙肩異常磨損

如果出現(xiàn)輪胎在胎冠兩肩處磨損量異于別處（如圖1），一般是由于輪胎長期在氣壓不足或者長時間處于嚴重超載的情況下使用，這種情況下，輪胎與地面接觸的部分會比較寬，兩側(cè)與地面接觸，中間部分向上拱起（如圖2所示）。

圖1 輪胎胎肩兩側(cè)異常磨損

圖2 輪胎氣壓示意圖

長時間使用造成兩肩處超長磨損。不論是氣壓不足還是嚴重超載，都會引起輪胎的剛度下降，而且試用中也會出現(xiàn)溫度升高，加劇輪胎的磨損。這種情況下，汽車在行車過程中如有急加速或者緊急制動，都有可能引起輪胎爆胎，危害行車安全。

應(yīng)對措施是：第一，避免超載；第二，按照車輛使用說明中的標準氣壓給輪胎充氣，同時注意季節(jié)變化，一般春秋季節(jié)，充氣氣壓等于額定氣壓，夏季略低，冬季適當高于額定氣壓即可［1］。

1.2 輪胎胎肩一側(cè)異常磨損

輪胎有一側(cè)的胎肩嚴重磨損（如圖3），一般是駕駛粗暴，特別是轉(zhuǎn)向過急或者由于四輪定位角度調(diào)整的問題，前輪外傾角或者前束調(diào)整不當，致使輪胎總是在滑移角度極限位置滾動，出現(xiàn)“偏磨”。車輛出廠時對汽車的前輪外傾角和前束都有調(diào)整，但車輛在使用過程中四輪定位都有可能發(fā)生變化，只要車輪定位還在廠家的誤差范圍內(nèi)，一般可以通過四輪換位來解決較小的輪胎偏磨情況，如果發(fā)現(xiàn)輪胎嚴重偏磨，則要注意四輪定位是否正確了。

圖3 輪胎一側(cè)胎肩異常磨損

1.3 胎冠異常磨損

圖4 胎冠異常磨損

輪胎胎冠中部異常磨損（如圖4），其顯著特點是胎冠磨耗特別快，胎冠面幾乎被磨平，胎冠兩側(cè)磨損不明顯。其主要原因是輪胎長期在氣壓過高或者裝載量不足的條件下使用，輪胎簾線過度伸張變形，胎體彈性下降，此時汽車在行駛中負荷增加，一旦路面凹凸不平，或者遇到障礙物，爆胎的可能性非常大。且輪胎胎壓過高時輪胎與地面的接觸面積小，摩擦力不足，制動距離也大大增加，極大影響行車安全。應(yīng)盡快調(diào)整至標準氣壓。

1.4 輪胎羽狀磨損

輪胎的胎面花紋凸塊及條形花紋的邊緣出現(xiàn)羽狀磨損（如圖5），主要的原因是定位錯誤，一般是轉(zhuǎn)向輪前束過?。ɑ蜻^大）造成的。汽車前束保證汽車穩(wěn)定地直線行駛，使轉(zhuǎn)向輪具有自動回正作用，即當轉(zhuǎn)向輪在遇到外力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，在外力消失后能保證其立即自動回到直線行駛的位置。不同的車輛前束值是不同的，前束值如果沒在規(guī)定值范圍之內(nèi)，就會造成轉(zhuǎn)向不準等轉(zhuǎn)向特性變差的情形，同時會造成轉(zhuǎn)向輪非正常磨損，如果前束值偏小，則輪胎有內(nèi)測向外側(cè)呈鋸齒狀磨損，此時應(yīng)加大前束值。反之，如前束值偏大，輪胎則由外側(cè)向內(nèi)次呈鋸齒狀磨損，此時可減小前束值。一般可通過改變橫拉桿的長度來調(diào)整。

圖5 羽狀磨損

1.5 輪胎局部磨損

圖6 輪胎局部磨損 輪胎波浪狀磨損

輪胎出現(xiàn)某一部位或者幾個部位磨損明顯快于其他部位（如圖6）。造成這種情形的原因很多，比如制動器工作不良，在剎車時別住車輪造成局部磨損；或者車輪定位不良；車輪縱向跳動異常；駕駛粗暴，急加速急減速。此時應(yīng)調(diào)整懸掛，對車輪進行動平衡校準，并調(diào)整輪胎、輪輞相位，避免粗暴駕駛。

1.6 輪胎波浪狀磨損

輪胎的波浪形磨損,也稱為多角形磨損,在異常磨損的同時往往伴有汽車行駛中的異常振動,究其原因主要有：①兩側(cè)的輪胎動不平衡不良,引起雙側(cè)輪胎離心力加大,當行駛速度越高,離心力越大。②輪胎安裝時產(chǎn)生偏心,出現(xiàn)松曠現(xiàn)象。③轉(zhuǎn)向節(jié)偏斜或傳動軸安裝偏心。④轎車起動過快或多次使用緊急制動等不良駕駛習慣。⑤換位次序不良。針對這種磨損，一般需要調(diào)整輪胎動平衡，檢查并緊固底盤各機械部件，避免粗暴的駕駛。

2 輪胎安全技術(shù)展望

輪胎技術(shù)的發(fā)展主要考慮如何提高輪胎的滾動阻力性能、摩擦性能、磨耗性能以及安全性能。在安全技術(shù)方面主要以減少爆胎概率，控制爆胎后損失為主要發(fā)展方向［2］。

2.1 汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)TPMS

胎壓監(jiān)測系統(tǒng)簡稱TPMS，是Tire Pressure Monitoring System的縮寫，其主要部件有安裝在汽車輪胎內(nèi)的壓力傳感器、溫度傳感器、信號處理器、發(fā)射器、數(shù)字信號處理單元以及顯示器。能在汽車行進或停放的時候，對輪胎的壓力、溫度進行實時檢測，確保輪胎壓力、溫度都在可控范圍，一旦超出TMPS系統(tǒng)能發(fā)出提醒，提醒駕駛員及時檢查輪胎狀況。

胎壓監(jiān)測系統(tǒng)有兩種形式：一種是間接式，主要是通過汽車ABS系統(tǒng)的輪速傳感器的數(shù)據(jù)來比較輪胎之間轉(zhuǎn)速差別，從而判斷輪胎是否異常；另一種是直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，在輪胎里面加裝4個胎壓監(jiān)測傳感器，利用無線發(fā)射技術(shù)將各個輪胎內(nèi)部的壓力、溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理模塊，當某個輪胎出現(xiàn)異常時就可以直接報警提醒車主。

間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)價格低廉，但無法具體指示哪一個輪胎氣壓出現(xiàn)問題，而且當兩個或者四個輪胎同時缺氣（如車輛長期停置）時就沒法檢測出氣壓的問題。這種監(jiān)測系統(tǒng)也不能測量輪胎溫度，在更換輪胎后，系統(tǒng)還需要重新設(shè)定；直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)警示信號精確，當輪胎壓力快速降低時（如爆胎），系統(tǒng)能立即發(fā)出警告，日常行車時也能直接檢查到每個車輪的胎壓值。但由于生產(chǎn)成本比較高，而且受電池壽命的影響，目前配備直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的車輛并不多。

由于胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）能很好地對胎壓進行實時監(jiān)控，對輪胎爆胎起到很好的預(yù)防作用，目前已經(jīng)成為中國汽車電子產(chǎn)業(yè)的研發(fā)熱點。而在美國、歐洲和日本，該項技術(shù)也已經(jīng)成為應(yīng)用相當廣泛的輪胎安全技術(shù)。比如美國的法律要求從2007年8月起在美國銷售的所有乘用車和輕型卡車必須安裝胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。

2.2 防爆胎

防爆輪胎學名叫“泄氣保用輪胎”，英文縮寫RSC。這樣的輪胎在出現(xiàn)壓力下降時，能立刻向駕駛者發(fā)出警告，同時能確保輪胎安全地固定在輪輞上，使輪胎繼續(xù)行駛一定的距離。這樣，車輛上不再需要放置備胎。

輪胎作為支撐車輛重量的主要部件，胎壁設(shè)計都比較厚，特別是扁平比大的輪胎，而突然的爆胎會使胎壁的瞬間崩脫，使輪胎一下子失去支撐力，導(dǎo)致車輛重心立刻發(fā)生變化，嚴重時會發(fā)生車輛側(cè)翻等情形。而防爆胎在輪輞凸峰中做了優(yōu)化設(shè)計，對凸峰進行了加寬，這樣的輪輞能夠防止輪胎在壓力突然下降后脫離輪輞。同時車輪根據(jù)車輛負載情況，及時壓力降至最低的情況下，使車輛以80公里/小時的最高車速繼續(xù)行駛50～250km。

這項技術(shù)大大地提高了車輛使用中的安全性，同時減少備胎裝備后節(jié)約汽車的空間，減輕汽車整備質(zhì)量，也大大提高了經(jīng)濟性。不過這樣的輪胎價格不菲，一般也都在寶馬、奔馳等品牌中采用［3］。

2.3 汽車爆胎自減速裝置

即便是安裝了汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的車仍然是存在爆胎的可能性，而根據(jù)對交通事故的研究表明，駕駛員對外界信號的平均反應(yīng)時間大概是0.16s，這個反應(yīng)時間還會隨著車速的增加而增加，同時信號源的干擾或者疊加更會影響駕駛員的反應(yīng)時間，而多數(shù)爆胎引起的嚴重事故都是由于駕駛員來不及反應(yīng)或者瞬間誤操作導(dǎo)致的，那么，在爆胎發(fā)生的瞬間，如果能有汽車爆胎自減速裝置，將會大大降低嚴重交通事故的發(fā)生概率［4］。

汽車爆胎自減速裝置主要由檢測模塊、伺服模塊、制動模塊組成，其工作原理是當檢測模塊檢測到爆胎信號，通過無線電發(fā)射、導(dǎo)線傳送的方式傳送到伺服模塊進行信號處理，并控制制動模塊工作。

其技術(shù)主要利用了機電器件快速反應(yīng)特性，彌補人腦對外界信息反應(yīng)滯后的生理局限，在汽車爆胎遇險后，人還沒有來得及做出反應(yīng)的寶貴時間里自動制動，使汽車減速或停車，為人們行車安全帶來極大保障。

3 結(jié)語

綜上所述，輪胎作為汽車的主要零部件，主要安全部件，同時也是主要消耗部件，對輪胎磨損的機理研究，輪胎安全問題的討論是非常有必要的，而隨著汽車輪胎結(jié)構(gòu)、材料的優(yōu)化改進，汽車安全技術(shù)的不斷進步，輪胎也朝著更加節(jié)能、環(huán)保和安全的方向發(fā)展。

［1］孫宏偉.汽車輪胎爆胎預(yù)警系統(tǒng)的研制［D］.吉利大學，2005.

［2］劉雅文.綠色輪胎漸行漸近［J］.中國石油和化工，2013（10）.

［3］周相鋼.淺議汽車輪胎的保養(yǎng)及使用［J］.科技與企業(yè)，2013（5）.

［4］姚紅.對汽車主動安全新技術(shù)的探討［J］.科技致富向?qū)В?011（18）.