胡 云

（常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，常州 213164）

一種用于汽車上的爆胎再行駛安全防護裝置設(shè)計

胡 云

（常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，常州 213164）

本文采用UG三維軟件對汽車輪胎進行改進設(shè)計，在原有輪胎結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加內(nèi)部副輪胎設(shè)計，能顯著地改善汽車爆胎時的操縱穩(wěn)定性，減少爆胎車輪的摩擦和生熱，增加汽車的零壓續(xù)行能力。最終采用三維軟件和實驗驗證其設(shè)計的合理性。

輪胎 安全 防護裝置

引言

隨著汽車行業(yè)及交通的發(fā)展，輪胎故障引起的交通事故日益增多，其中輪胎爆胎導(dǎo)致的交通事故最為嚴(yán)重，每年由于爆胎引起的車禍在惡性交通事故中所占的比例高達70%以上?；诖?，更多的輪胎廠商將目光鎖定在各式各樣的安全輪胎的研發(fā)，其中內(nèi)支撐型安全輪胎更具有市場前景，可起到降低高事故率的作用。

1 汽車側(cè)翻原因研究

汽車兩個前輪要支撐約車體60%的重量，因此前輪承受載荷較重。尤其是在剎車時，車體的重心向前移動，加大輪胎與地面的壓力，同時摩擦力也加大，使前輪爆胎的可能性增大。尤其是當(dāng)一個前輪爆胎時，在車體重力、慣性力、剎車力和附加動壓力作用下，會造成車身向爆胎一側(cè)傾斜，此時只能靠輪轂滾動支撐車體，輪轂在地面上滾動時，車的前行阻力增大。普通輪轂直徑小，車輛向爆胎一側(cè)傾斜角度大。汽車爆胎后側(cè)翻的原因多數(shù)是當(dāng)車胎爆裂時，輪胎厚度瞬間變小為輪轂的大小，直接導(dǎo)致高速行駛的車身產(chǎn)生瞬時距地落差沖擊，進而車身失去平衡發(fā)生側(cè)翻。

2 汽車爆胎防護裝置設(shè)計

為防止輪胎爆胎發(fā)生側(cè)翻和側(cè)滑撞擊故障，現(xiàn)設(shè)計一種用于汽車上的爆胎再行駛安全防護裝置，以減少在爆胎時的瞬時距地落差，避免發(fā)生側(cè)翻。如圖1、圖2所示，包括安裝輪架1、副輪胎2，安裝輪架包括呈筒狀的支撐輪1-1、位于支撐輪的外圓周表面且沿支撐輪周向均勻分布的多個支撐架1-2、固定于支撐架上且與支撐輪同軸的支撐環(huán)1-3，支撐輪1-1固定于汽車輪胎3的輪輞3-1內(nèi)側(cè)，支撐輪1-1與汽車輪胎3的輪輞3-1同軸。如圖2所示，在支撐環(huán)1-3的外表面沿周向有一圈U型槽1-3-1。如圖3、圖4所示，副輪胎2固定于U型槽1-3-1內(nèi)，副輪胎2的外徑d小于汽車輪胎3的外徑D，副輪胎2的外徑d大于輪輞3-1的外徑N。支撐架1-2包括兩個垂直固定于支撐輪外表面且相互交叉的階梯輻板1-2-1，支撐環(huán)1-3固定于階梯輻板1-2-1的端部。

如圖4所示，副輪胎的外徑d大于汽車輪胎的輪輞的外徑D。本安全防護裝置安裝在汽車主輪胎的內(nèi)側(cè)面，不影響整車的外形美觀，占用空間小，安裝便捷，安裝輪架采用整體式結(jié)構(gòu)，整個裝置具有牢靠的強度及穩(wěn)定性。在正常運行時，內(nèi)部的安全防護裝置不起任何作用。

圖1 帶安全防護裝置 輪胎裝配示意圖

圖2 安裝輪架

圖3 副輪胎

圖4 汽車爆胎安全防護裝置側(cè)視圖

本設(shè)計采用的副輪胎2外形尺寸比正常行駛汽車輪胎3稍小。當(dāng)汽車輪胎3發(fā)生爆胎時，副輪胎2能瞬間著地而讓車輛繼續(xù)前行，這個高度落差相對較小，能夠保證車身具有較好的平衡性，駕駛員可以有充分的時間安全調(diào)整車輛，直至剎車，從而避免交通事故的發(fā)生。

3 技術(shù)驗證

在上述設(shè)計方案基本確定后，采用三維UG軟件造型設(shè)計。運用自底向上的設(shè)計方法設(shè)計裝配圖。該設(shè)計總體結(jié)構(gòu)較簡單，但局部結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜。設(shè)計完成后運用UG軟件的進行運動仿真，檢驗尺寸設(shè)計是否合適，可大大提高設(shè)計的合理性。最后通過實驗分析，驗證檢查各零件之間的裝配正確性。經(jīng)驗證，發(fā)現(xiàn)副輪胎2的直徑d不能過大也不能過小。若副輪胎2的直徑d尺寸過大會與外輪胎間沒有間隙，從而造成正常狀態(tài)下時氣壓不夠；而副輪胎2的直徑d尺寸過小時內(nèi)部副輪胎2的高度不能保證在爆胎時能安全行駛一段路程。

[1]姜成，趙又群，阮米慶，等.非充氣安全輪胎技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機械設(shè)計與制造，2013，（9）：266-268.

[2]王旭，曹陽，曹軍.爆胎及安全輪胎技術(shù)[J].商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，（5）：74-76

[3]薛梓晨，賀建蕓，丁玉梅，楊衛(wèi)民，焦志偉.非充氣安全輪胎的研究現(xiàn)狀[J].橡膠工業(yè)，2014，（10）：632-635.

[4]陳柏圣.析汽車跑偏原因及其危害[J]駕駛園，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