淺析高速公路輪胎爆破的原因及預防措施

邵光澤

高速公路里程的不斷增加，對公路運輸業和地方經濟發展起到了極大的推動作用，但也帶來了“負效應”——高速公路交通事故的迅速增加。引發高速公路交通事故的原因是多方面的，但由于輪胎原因引發的交通事故，據統計約占45％以上。而由輪胎損壞引起的拋錨等故障更是達到85％左右。筆者就高速公路輪胎的爆破機理以及影響因素進行了分析，并提出了防止輪胎爆破的一些措施。

一、輪胎爆破機理

輪胎工作時，除了承受一定的氣壓外，其與路面接觸時產生較大的變形，這一部分胎體簾線的外側將承受拉力，內側承受壓力，隨著輪胎的運轉，胎體各部分將不斷地承受這一交變拉壓應力。由于胎體簾線之間不斷產生擠壓、拉伸及摩擦而生熱，導致胎溫升高：另外，外胎與內胎、外胎與輪輞、內胎與墊帶之間也會因輪胎的不斷變形產生摩擦而生熱：同時，汽車制動時產生的熱量一部分也會傳給輪胎，當上述產生的熱量超過輪胎的散熱能力時，胎體的溫度將會不斷上升。隨著輪胎溫度上升，胎體簾線的強度逐漸下降。圖1表示輪胎的溫度與胎體簾線的抗拉強度之間的關系。由圖1可見，輪胎溫度由0攝氏度上升到約120攝氏度時，簾線的強度下降大約為鋼絲5％、人造絲18％、尼龍30％：當胎溫繼續上升時，胎體簾線的強度將迅速下降。與此同時，胎溫的上升還將使輪胎氣壓隨之上升，胎體簾線將承受更大的應力，最終導致輪胎某一薄弱部位產生裂口，外層橡膠和簾線被撕裂，氣體由破口泄出，從而出現爆胎現象。

二、影響輪胎爆破的基本因素

輪胎爆破主要是胎溫過高所造成的，而影響胎溫升高的因素主要有以下幾個方面

1．車速

車速與輪胎的變形頻率成正比。車速提高，輪胎的變形頻率、滑動率、胎體的振動以及輪胎的周向和側向產生的扭曲變形也隨之增加，導致胎溫及胎壓隨之上升，輪胎的磨損將成倍增加，加速輪胎的機械和熱損傷，降低其疲勞強度。當行駛速度達到“臨界速度”時，胎冠表面將出現駐波，此時輪胎因“遲滯損失”所消耗的能量與車速的三次方成正比，這些能量大部分變成了熱量，致使輪胎溫度超過其“臨界溫度”(約920C左右)，極易產生輪胎胎體簾線脫層、熱爆胎等現象。

2．載荷

載荷增加，將使輪胎的變形增大，從而使車輪在滾動時其簾線的相互擠壓、摩擦加劇，胎溫升高；同時，載荷增加將使胎體簾線承受更大的應力。當輪胎所承受的載荷超過其允許的范圍時，輪胎的變形會過大，胎體簾線的疲勞強度下降，易造成簾線斷裂、胎體脫層、甚至爆胎等現象。輪胎的載荷還與輪胎的壽命有著密切的關系。圖2表示載荷大小對輪胎行駛里程的影響。

3．氣壓

輪胎的氣壓是輪胎的生命。保持正常的標準氣壓對輪胎的使用來說是至關重要的。氣壓過低時，胎體的剛性下降，變形增大，輪胎滾動時，將產生更多的熱量，胎溫易過高，從而造成胎體脫層、磨損加劇、易刺穿、滾動阻力增加。氣壓過高時，胎體的變形雖減小，但輪胎的接地面積減小，與路面的附著力下降，胎冠磨損嚴重，胎體簾線所承受的應力加大，簾線易斷裂。同時，氣壓高時，輪胎的剛性增大，其承受的動載荷相應增大，相對于氣壓低時更易產生爆胎現象。

4．其他因素

(1)環境溫度。環境溫度與輪胎的使用性能有著密切的關系。環境氣溫高時，輪胎的散熱效果下降，高速行駛時，胎溫易升高。這正是夏天輪胎易爆破的一個主要原因。

(2)制造缺陷。輪胎制造質量的好壞，也是影響輪胎使用壽命的一個方面。例如，外胎厚度不勻、膠料不勻、簾線質量低劣、外胎與輪輞的結合不牢固等都易造成輪胎的早期損壞，甚至爆胎現象。

(3)選型及使用不當。不同類型的輪胎，其性能差異較大。例如，從高速性能來說，無內胎輪胎要比有內胎輪胎好(因為少了內、外胎之間的擠壓、摩擦生熱現象，可降低胎溫)。而輪胎在使用中，合理的維護及正確地駕駛操作，對其使用壽命有著較大的影響。

三、預防爆胎的措施

預防高速公路行車時的爆胎現象，主要應做好以下這些方面

1．合理選用輪胎

常在高速公路上行駛的車輛，其輪胎宜選用子午線無內胎輪胎。子午線輪胎具有滾動阻力小、承載能力高、耐磨、減振性與附著性能好等優點。它是高速公路行車優先選用的一類輪胎。無內胎輪胎則具有密封性好、胎溫低、質量小，適宜高速運行。目前，絕大多數轎車選用無內胎的子午線輪胎。

選用輪胎時，還應注意其速度等級。國產貨車用子午線輪胎的速度級別一般為L、M、N三個等級，相應的最高限速為120km／h、130km／h、210km／h。轎車用子午線輪胎的速度級別為S、T、H，相應的最高限速為180km／h、190km／h、210km／h。另外，輪胎的花紋最好選縱向布置的溝槽細而淺的普通花紋，這種花紋防側滑性能好、散熱快、噪音小。

2．正確使用

第一，要保持輪胎的氣壓正常。通常汽車制造廠在確定所選輪胎的氣壓時，將考慮汽車的載重量、最高設計車速、行駛安全性等因素，而胎側標志上的氣壓值是由輪胎制造廠根據輪胎簾線材料、層數、結構特點等因素來確定的。因此，輪胎的充氣壓力應以汽車制造廠的為標準，胎側標志上的氣壓值可作為參考。另外，現代高速轎車前后輪胎氣壓還有較大的差異，一般前輪比后輪氣壓低50—100kpa，這主要是為了提高車輛高速行駛時的安全性，不可隨意改變。

第二，嚴禁車輛超載。超載主要是貨車輪胎早期損壞和爆破的另一主要原因。超載除了引起輪胎損壞外，還是造成路損和引發交通事故的一個主要因素。此外，還應注意車輛裝載要均勻，以防止車輛沒有超載而造成個別輪胎超載的現象。

第三，同一輛車裝用的輪胎應一致，包括尺寸、花紋、規格、速度等級等。同一輛車的輪胎不一致，不僅會使輪胎早期損壞，還會使車輛的使用性能發生變化，以致于無法保證使用要求。

3．合理駕駛操作

輪胎作為易損件，其使用壽命的長短，還與駕駛方法有關。其合理的操作方法應是：盡量保持中速行駛，少用制動，盡可能以滑行代替制動，避免緊急制動：轉彎要平穩，尤其是在急彎，要提前減速；遇不良道路時應慢行，并選擇良好路面通過。夏天正午應休息，行車選擇在早上、晚間、傍晚等時段。冬季寒冷的天氣行車，剛開始行駛的一段里程(20—30km)，車速不宜太高，因為此時輪胎的溫度低，胎體較硬，輪胎的防滑和抗震性能都較差，等胎溫有所上升后，再以正常車速行駛。

4．定期維護

輪胎的定期檢查、維護工作，合理換位，及時更換十分重要。不用的輪胎應妥善保管。此外，車輪的定位參數、懸架的工作狀況、制動系統的工作情況對車輪的影響最大，定期對上述參數和機構進行檢查、調整和修復。保持車輛良好的技術狀況，對延長輪胎壽命來說也是重要的環節。