轮胎知识(6)

2019-03-09 16:42

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部结构已被破坏。如同一个人受了内伤,从外表看并没有见到血,但实际上已十分严重。使用这种变形的轮胎极容易发生事故,应当立即更换。 ●轮胎的脱层

轮胎带束层能承受的温度一般约为125度左右,超过此温度橡胶和帘布层的附和力降低,发热分离现象就会发生。这种异常发热引起的分离现象称为热分离现象。细看被损坏轮胎的情况,一般分离处的橡胶和帘布层被发热融化。轮胎内部温度提高则会降低构成轮胎橡胶、帘布层等材料的硬度或附和力,降低轮胎的内久力,也有可能发生突发性轮胎分离和过热现象,有发生事故的可能性。

轮胎的生热受气压、负荷、汽车的行驶速度、连续行使时间、轮胎花纹深度、轮胎结构、刹车系统的影响。使用过程中,轮胎周期性的反复切地变形和复原,但橡胶、帘布属于点弹性体,反复作变形运动引起能量损失使轮胎发热。此外,轮胎材料是热的不良导体,放热少,把热存储在轮胎内部,一般情况下不致于使轮胎损坏。但在气压不足、超载、超速行驶时使轮胎内部的温度提高,超过界限温度则使轮胎橡胶、帘布层和构成物质之间附和力和内久力降低,引起突发性的分离和爆破现象。

轮胎行驶过程中一边生热、一边受到外部温度的影响而冷却。卡车、汽车轮胎连续行驶一小时左右,在一定环境温度下,发热和散热保持平衡。气压情况也相同。检查轮胎的发热情况则能大概知道气压的高低程度。

轮胎的饱和温度根据结构、胎面胶的厚度、帘布层材料、橡胶质量不同而不同,即使同一种轮胎,也会根据胎面的磨损率、负荷、行驶速度、气压、外部温度的情况变化而变化。图2-1表示出了达到饱和温度的状态。

图2-1 饱和温度的情况

●轮胎的温度和损坏

轮胎发热引起的损坏频率如图2-2的分布。轮胎带束层周围的温度达到125度左右开始发生损坏,158度时则损坏已达到50%。

图2-2 发生损坏的温度分布

●驻波现象

轮胎旋转的时候,轮胎在圆周上反复变形和复原。如果汽车行驶速度高,轮胎的旋转速度加快,胎面出现的变形到下一个切地点时仍没有恢复(如图6-1),留下切地点后面的振动波。这种起波的现象称驻波现象。一般结构的轿车轮胎大约在150KM/H左右的行驶速度时出现驻波现象。若条件较差,也有可能发生在150KM/H以下的低速度,因此有必要注意。

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图6-1 驻波现象

(3)、其它缺陷 ●震动现象

轮胎是又黑又圆围绕车轴旋转行驶在道路上的物体,但行驶的路面来看,轮胎不是旋转的,而是一部分先切地后脱离的运动,路面与轮胎连续发生冲突,产生震动是理所当然的事情,行驶过程中有震动和噪音是正常现象。但也有属于异常情况的震动和噪音。震动和噪音根据路面的不同情况有较大差异,车辆中的震动和噪音大部分是由支架、发动机和动力传送装臵发出的,但在此处只说明轮胎本身的震动和噪音原因.震动和噪音在轮胎均匀性较差时发生。均匀性是一个广义的概念,其含义是指重量的不均匀性、尺寸的不均匀性和硬度的不均匀性。

驻波现象发生的情况下继续行驶,轮胎会受到强制性高振动频率的变形,旋转阻抗迅速增加,从而限制汽车的加速,使轮胎的温度急速上升,有可能在几分钟内发生轮胎变成碎片的现象,胎面橡胶一块一块脱落,这时要留意并能及时发现。 为防止驻波现象,在设计上可以变化结构、材质,改变构成帘布层的角度。使用时必须留意轮胎侧面的速度表示,并且速度必须在限速以内。如果高速行驶的情况较多,可以安装适合高速行驶的轮胎或者在轿车轮胎中提高轮胎气压0.2-0.3KG/CM2。

图6-2 低速行驶的情况

●硬度的不均匀性

轮胎的基本原理是充气后装载车辆、货物、乘客。切地面变形,就是轮胎每旋转一次,沿着圆周方向每个部位变形一次。例如,假设轿车的重量为1000公斤,则每一个轮胎承受的重量为250公斤。如图7-2 把轮胎分成N个部分,每一部分切地面时发生的接触压力决定于每一部分的硬度,由于硬度差异,各部分之间存在力的偏差。

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若把轮胎看成无数弹簧的集合体,如图7-3的模型。即使是同一工厂同一天制造的弹簧,各弹簧的冲击吸收能力也会不同。虽然各弹簧之间没有太大差异,但总免不了偏差。假设轮胎由这些不同特性的弹簧组成,接触地面时,根据弹簧不同冲击吸收能力不同,每个弹簧接触地面时发生的力如图7-4,这时产生的力的变化中最大与最小值之间差称为硬度的不均匀性。纵向力的变动较大时,轮胎的上下运动传递到操纵盘,发生操纵盘的上下震动;横向力的变动较大时,操纵盘沿着旋转方向震动。上下方向的震动称为摇动现象,旋转方向的震动称为摇晃现象。

●轮胎噪音的种类

行驶中汽车中产生的噪音有很多原因。主要是发动机(烟噪音、机器噪音),吸排气体,冷却扇,轮胎的噪音。噪音问题不仅发生在轿车上,轮胎噪音对大型车辆来讲也是重要性能指标之一,特别把噪音认为一种公害的今天,尤其需要

注意和考虑。减少轮胎的噪音,在设计过程中要 进行充分考虑。 噪音对不同接受能力的人来说有很大差异。例如有的驾驶员听见飞快赛车上的排气烟或者高速轮胎的摩擦音觉得很好,有的驾驶员听见窗外的风声觉得很烦。因此,噪音被主观地评为大小程度。 多余轮胎的噪音根据具体情况不同而不同,如随汽车性能、操作方法、地形、路面状况、防音壁的有无、气温等不同而不同,一律评定比较困难。有时驾驶员对音量低但不熟悉的声音也相当敏感,所以除了路面的改善、汽车的性能提高、噪音震动的对策之外,对驾驶员的要求也很多。有些国家在法律上规定了汽车噪音的标准。

车辆行驶中,与轮胎有关的噪音分为轮胎直接发出的噪音和轮胎间接噪音,分为以下几种: 1) 花纹噪音(Pattern Noise)

轮胎切地时,胎面花纹沟内空气被压缩发出的声音,原理如同拍手。拍手时,改变手的弯曲,则有不同声音,弯曲较大有低频率的声音,弯曲较小有高频率的声音,用力拍声音大,用力小声音小。轮胎产生噪音的原理也相同,根据胎面花纹沟的形状和大小,噪音的频率改变。速度越快声音越大。卡车用活块模样的轮胎胎面有一定大小和形状的连续图像,则特定轮胎的频率很大。为防止这种情况,故意让图像复杂,采用不同大小的块,防止连续噪音的发生。根据图像噪音的其原理,光滑路面上没有胎面花纹沟的图像声音最低。利用这一原理,不用硬度高的橡胶,减少花纹沟深度。但为提高雪地胎的性能,加大了胎面厚度,相对来说声音就较大。

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2)啸声(Squeal)

紧急加速、刹车、旋转时,轮胎与路面产生摩擦,产生啸声噪音。这时同时存在轮胎的急速摩擦,最好注意驾驶,避免这种情况。. 3) 嗡嗡声(Hum)

直线前进行驶中产生的噪音,胎面同间隔排列的橡胶和地面摩擦时产生的有规则的声音。 4)静噪音(Squelch)

行驶在光滑路面时产生的噪音。向前行驶的轮胎有弯曲运动,切地时变为平面,这时轮胎与路面有光滑运动,发出声音,但比较低。 5) 隆隆声(Rumble)

行驶在不平路面轮胎和路面、沙子摩擦时产生的声音通过车辆的装臵和车体传达到车内的声音. 6) 低沉噪音(Thump)

行驶在平滑道路上的车辆,驱动轴旋转时发出的声音通过车辆的底盘,座位,操纵盘传达。 ●水膜现象

车辆高速行驶在有水的路面时,减少了轮胎面上排水的功能,由于水的浮力,发生像浮在水面的现象,这叫水膜现象。 其原理如滑水。

图9-1 时速60KM之前,不发生水膜现象。

发生水膜现象的最低水深度根据轮胎的速度、磨损情况、路面的光滑程度不同而不同,一般是2.5 mm-10.0 mm。注意轮胎的以下几个方面:(1) 低速行驶 (2) 不使用磨损的轮胎。(3) 加大气压。(4) 使用排水效果较好的轮胎。 图9-2 80KM/H行驶时

时速80KM时,轮胎侧面进水,发生一部分水膜现象。

图9-3 100KM/H行驶时

时速100KM时,路面与轮胎分离,发生水膜现象。

轮胎前切地面上有水膜现象,其水压使轮胎离开水面。这时水压是车速的两倍,并与流体密度成比例.轮胎完全浮出水面的速度称为水膜现象界限速度。发生此情况时,从动轮胎由于水和阻力减少旋转速度,达不到与驱动轴共旋转的状态,汽车惯性行驶,驱动力和轮胎原来的运动功能消失,操纵盘无法控制车辆。

4、轮胎的正确使用与维护 ●保持正常的内压

空气是轮胎的粮食。汽车可以说是在空气上行走的,因此,适当的内压就是轮胎生命。 空气压力过高或不足都会使轮胎失去正常的变形,从而大大降低轮胎的寿命。有些驾驶员认为空气压力高能够增加轮胎的承载能力,对轮胎有好处,其实不然。空气压力过高的轮胎,就好比高血压的患者,极容易出现问题。首先,因为空气压过高,帘布层经常保持紧张,这时轮胎

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极容易受外伤,这就象吹的过饱的气球比吹的恰到好处的气球肯定更容易被刺破。气压过高的轮胎冲击路面的石子或经过凸凹不平的路面时,就会因为应力的瞬间集中而发生爆裂。其次,空气压力过高会引起轮胎的中央磨损,从而缩短轮胎的寿命。轮胎的空气压不足,就好像一个人营养不良,这时除了胎侧外凸和离地更近从而极易受伤以外,还会因轮胎的变形剧烈,内部温度迅速升高致使胎冠剥离,帘线的挠曲致使胎侧升温以致于帘布剥离,帘布破裂。空气压不足除了发生上述损伤以外,还会发生胎肩磨损,缩短轮胎的使用寿命。此外,轮胎气压不足也是发生“驻波”的最主要原因(在前面已经讲过)。所以,驾驶员朋友千万不要小看了气压,一定要做到经常检查气压,每月最少一次,并做到每次在长途行车前都要检查气压。测量轮胎气压时应注意以下两点: 第一,检查气压应在汽车行驶之前而不能在汽车行驶后。这是因为汽车行驶以后,轮胎的空气会因为热而发生膨胀,使气压上升10%-20%,所以这时测定的气压是不准确的。

第二,热胎不能马上充气或放气。热胎的空气温度很高,胎内部的热量是均匀地渐渐升高的,这时如果往胎里充气(是凉的),会使胎内部某个部位温度突然降低,因而会损坏轮胎内部结构的性能。这就好比一根烧红的铁棍,一端用凉水浇凉,一端让它自己变凉,这根铁棍的性能就肯定不一样了。热胎放气,也会使轮胎因为突然收缩等因素而破坏轮胎的性能,所以,不要在热胎时充气或放气。

不同轮胎上气压的表示方法也不相同,采用的单位主要有:千克力每平方厘米(kgf/cm2)、磅力每平方英寸(Ibf/in2)、千帕[斯卡](kPa)和巴(bar)。

●定期更换轮胎的安装位臵

定期更换轮胎的安装位臵是为了使每一条轮胎都能均衡地磨损,从而达到延长轮胎使用寿命的目的。

轮胎的磨损条件是跟轮胎的安装位臵有直接关系的。一般情况下前胎胎肩的磨损要快于胎心,这是因为前轮经常要转动以改变汽车的行驶方向,所以胎肩更容易磨损。而后胎胎心的磨损则要大于胎肩。此外,前轮驱动车种的前轮轮胎磨损几乎是后轮轮胎的2倍,后轮驱动车种后轮的磨损也比前轮要快很多。

为改变不规则不均衡的磨损现象,使每个轮胎都能均衡地磨损,延长轮胎的使用寿命,没有比更换轮胎的安装位臵更好的方法。因此行家建议,当汽车行驶到5000—10000km时要进行一次轮胎换位。轮胎安装位臵的更换受轮胎花纹及驱动种类的限制。 ●按规定载重量装载

前面已经介绍过,每一条轮胎上都有它的最大载重量,这个载重指标是轮胎厂家严格按照有关规定设定的,因此,使用轮胎时首先要明白它的最大载重量是多少,然后严格按照规定的载重量使用。轮胎一旦超载,同样也会发生与空气压力不足时相同的损伤。

●保持各个轮胎的承载量基本相同

装载货物时,应使车辆所有的轮胎承受均匀的重量,否则,各个轮胎磨损不均衡,承载较重的轮胎加速磨损,从而缩短轮胎的使用寿命。不使用生锈、变形或焊接过的钢圈。变形或焊接过的钢圈会导致动平衡被破坏,形成轮胎的额外负担,造成不正常的胎冠磨损和帘线的早期断裂。 ●避免急加速、紧急制动和急转向

反复进行急加速、紧急制动等不正常的行驶会引起胎冠的不均衡磨损,从而缩短轮胎的使用寿命。同时也是造成胎冠剥离、纵向沟纹撕裂、轮胎爆裂的主要原因。

转向时速度过快不仅会造成轮胎的急剧变形,使内部温度上升、帘布疲劳,轮胎处于容易爆裂的危险状态,而且还会发生打滑,引起交通事故。 ●其它注意事项

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