汽車輪胎結構解析與合理使用

方俊

摘 要：汽車輪胎作為車輛與地面接觸的唯一部件，與汽車日常使用中的安全性、舒適性等關系緊密，也直接影響到用車成本和環(huán)境污染，所以對輪胎的正確使用、合理選用、規(guī)范保養(yǎng)、及時更換非常重要。輪胎作為車輛損耗性零部件，很多車主忽略了輪胎的日常養(yǎng)護和更換，從而產生更高的額外維護成本甚至導致事故發(fā)生。文章結合車主用車實際現狀和需求，全面詳細闡述了輪胎作用、結構、分類、規(guī)格、養(yǎng)護常識與技巧等諸多內容。

關鍵詞：汽車;輪胎;結構;規(guī)格;養(yǎng)護;行車安全

中圖分類號：U463.341 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）12-179-04

Abstract： As the only part of the contact between the vehicle and the ground， the tire is closely related to the safety and comfort in the daily use of the vehicle， and also has a direct impact on the cost of the vehicle and environmental pollution， so the correct use， reasonable selection， standard maintenance and timely replacement of the tire is very important. As the wear-down parts of the vehicle， many car owners ignore the daily maintenance and replacement of the tires， resulting in higher maintenance costs and even lead to accidents. In this paper， based on the actual situation and demand of vehicle owners， the function， structure， classification， specification， maintenance knowledge and skills of tire are described in detail.

Keywords： vehicle; tire; structure; specification; maintenance; safe driving

CLC NO.： U463.341 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）12-179-04

前言

隨著社會經濟發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車作為日常商品快速在千家萬戶普及。國產汽車的日益繁盛，技術的日臻成熟，外形設計的日漸美觀，以及較高的性價比，更是為國內汽車市場的繁榮和汽車的普及提供了極大的助益。人們在享受汽車為生活帶來便利的同時，每年的交通事故統(tǒng)計數據也在無時無刻提醒駕駛員應該具備的安全出行理念。

根據世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球每年約有130萬人死于道路交通事故。我國伴隨《中華人民共和國道路交通安全法》的實施，交通安全綜合治理工作逐漸顯露成效，道路交通傷亡人數分別由2004年的451810人和99217人下降到了2010年的254075人和5225人[1]，但對于這一成效顯著的數字，交通事故傷亡仍是一個沉重的話題和社會負擔。

中國公路網的建設和汽車技術的不斷提高，為汽車的高速行駛提供了環(huán)境和技術的保障，雖然我國目前大部分高速公路最高時速限制120km/h，但仍有不少駕駛員缺少安全意識，超速行駛，并且存有嚴重的僥幸心理。即使合理合法駕駛車輛，但仍因車輛各零部件總成裝備數量多、各品牌廠家生產裝配產品質量參差不齊，仍然會給行駛中的車輛尤其是高速行駛車輛買下很多安全隱患，并在某一時刻發(fā)生意外而釀成嚴重事故。據統(tǒng)計，在交通事故中因車輛因素引發(fā)的比例高達12%[2]，全國平均每年因爆胎引發(fā)交通事故1033起，造成307人死亡、1215人受傷[3]。而并存的另一個現象是由于車輛輪胎更換價格相對比較昂貴以及其本身使用周期較長（一般在3-6年左右），導致車輛使用者不愿意更換或者忽略了保養(yǎng)與更換，最終成為事故的重要因素。所以輪胎的合理使用、養(yǎng)護、換位、換新、改裝等是車輛在使用周期和壽命內非常重要的環(huán)節(jié)和因素，必須重視。

1 輪胎作用、分類與結構

車輪作為汽車底盤部分中行駛系統(tǒng)的重要一員，能起到承載車輛人員、貨物的負重功能，吸收從路面?zhèn)鱽淼臎_擊力、起到緩沖的作用，將發(fā)動機或制動器的功率傳到路面，使車體起動或制動，能讓駕駛員向預想的方向轉彎或保持直行以保障行車操縱穩(wěn)定的功能。為了實現車輪的以上功能，對輪胎的使用和基本性能就要求其具有良好的經濟性、安全耐久性、合理的舒適性、高效的環(huán)保性等。

輪胎在生產過程中，需要用到以下原材料：原料橡膠、化合劑、胎圈鋼絲、輪胎簾線等。其中，原料橡膠可以是天然橡膠或合成橡膠，合成橡膠一般是烯系或二烯系共聚物等;化合劑一般包括碳黑、硫磺、硫化促進劑、防老化劑、防龜裂劑等;輪胎簾線可以使用尼龍、聚酯、芳族聚酰胺纖維或鋼制材料等。

根據《輪胎術語及其定義（GB/T 6326-2014）》的定義，汽車輪胎目前按照不同的分類方式可作如下劃分：

（1）按用途分類，可分為普通輪胎、特殊輪胎、雪泥輪胎、臨時使用的備用輪胎、T型臨時使用的備用輪胎。

（2）按結構分類，可分為斜交輪胎、帶束斜交輪胎、子午線輪胎。

（3）按配套車輛或機械或器械分類，可分為轎車輪胎、載重汽車輪胎、輕型載重汽車輪胎、工程機械輪胎、工業(yè)車輛輪胎、農業(yè)輪胎、林業(yè)輪胎、航空輪胎、摩托車輪胎、輕便型摩托車輪胎、力車輪胎、自行車輪胎。

（4）其他輪胎，包括澆注輪胎、發(fā)泡填充輪胎、內支撐輪胎、活胎面輪胎、壓配式實心輪胎、粘結式實心輪胎、導電實心輪胎、高壓航空輪胎等類型。

其中在轎車市場，應用最為廣泛的是子午線輪胎，其結構簡圖如圖1所示。

其中，胎面為輪胎與路面直接接觸部分。是可以保護輪胎內側簾布、延長輪胎壽命的厚厚的橡膠層。其表面為提高排水性能、抑制噪音及提高驅動制動性能而刻有花紋。胎肩為輪胎兩側肩部，采用了能夠保護胎體和維持輪胎內部散熱的設計原則。帶束層是位于輪胎胎面和胎體之間的補充強化層，可以緩沖輪胎受到的各種沖擊，并可防止胎面產生的外傷波及胎體，還可防止胎面和胎體發(fā)生剝離。而胎體則是覆蓋于橡膠的用纖維或鋼絲做成的簾線層，用于形成輪胎骨架，呈網狀或反射狀貼合，能夠保持輪胎氣壓，起到承重和抗沖擊的作用。胎圈則起到支撐簾線末端的作用，并可將輪胎固定在輪輞上。內襯層是相當于內胎的橡膠層，使用透氣性低的特殊橡膠制成。胎踵是指胎圈外側與輪輞胎圈座圓角接合的部位。胎趾是胎圈內側的尖端部分。鋼絲圈是由鍍銅鋼絲繞成的剛性環(huán)，是將輪胎固定到輪輞上的主要部件。三角膠是從鋼絲圈上部向胎側部位過渡的斷面為三角形的膠條。

2 輪胎尺寸及規(guī)格

2.1 輪胎尺寸

根據《輪胎術語及其定義（GB/T 6326-2014）》的規(guī)定，一般輪胎尺寸規(guī)格和大小可用圖2表示。

其中：

①輪胎外徑是在相應的輪輞上安裝輪胎并按規(guī)定氣壓充氣后，在沒有承重時的輪胎直徑。

②輪胎總寬（也叫輪胎斷面寬度），是指包括輪胎則面的文字及花紋的輪胎最大寬度（用mm表示）。

③適用輪輞寬是適合輪胎性能的輪輞寬度。

標準輪輞：最適合的寬度和形狀（用in表示）。

適用輪輞：能夠使用的輪輞。

④輪輞直徑是指適合輪胎的車輪的輪輞直徑，同輪胎內徑相同。（用in表示）

⑤輪胎斷面寬從輪胎的總寬中去除輪胎側面的文字及花紋厚度的寬度（用mm表示）。

⑥輪胎高（也叫輪胎斷面高度），是用輪胎外徑減去輪輞直徑后的數字的1/2。

⑦胎面寬是輪胎踏面的寬度。是指兩面最突出部分的寬度。

⑧胎面半徑是指胎面部分的曲率半徑。

2.2 輪胎規(guī)格

輪胎規(guī)格是常見于標識在胎側外部的表示輪胎尺寸規(guī)格大小的一組參數，是日常匹配與使用中最重要的參數之一。根據《轎車輪胎（GB 9743-2015）》的規(guī)定，每條外胎胎側上應有下列a）～h）項標志。其中a）～f）項為?？虡酥?，g）項為永久性標志，h）項可為水洗不掉的標志。

a）規(guī)格;b）商標、廠名或地名;c）負荷指數（負荷能力）或層級、充氣壓力;d）速度符號;e）子午線輪胎胎冠和胎側使用骨架材料名稱及其層數，斜交輪胎用骨架材料名稱;f）胎面磨耗標志位置的標記;g）生產編號;h）出廠檢查標記。具體如圖3所示。

其中，①品牌名或花紋類型名稱;②平衡性（動/靜平衡）檢查標記，一般用黃點或黃圈表示，代表輪胎的平衡性輕點，一般在輪胎安裝時，與氣門嘴相鄰;③輪胎規(guī)格通用標識（如205/55R1691V）;④無內胎輪胎，一般有“Tubeless”字樣;⑤子午線胎一般有“Radial”字樣;⑥制造商名;⑦JIS標識（日本工業(yè)規(guī)格），其它國別或品牌使用相應標準認證標識;⑧制造編號或制造記號，1999年以前制造的輪胎，其制造編號的后3位數表示制造年數和周數;2000年以后制造的輪胎，其制造編號的后4位數表示制造年數和周數。⑨旋轉方向記號，比如對于單導向胎，會有“ROTATION”并外加箭頭標識;⑩均勻性檢查標記（一般用實心紅點表示，代表輪胎使用中出現力波動高點）。

此外，由于輪胎國別、品牌、類型和匹配車型的不同，現在的車用輪胎還有諸如可缺氣行駛輪胎RFT（Run Flat Tire）標識、磨損極限標識、非對稱花紋輪胎的內外側標識、輪胎構造材料分布標識（如PLIES：TREAD 2 RAYON + 2 STEEL + 2 NYLON SIDEWALL 2 RAYON）、DOT認證標識、3C認證標識、E/e-Mark認證標識、輪胎氣壓推薦值標識、輪胎磨損指數標識、濕滑路面制動指數標識、溫度指數標識、氣候條件適用標識（如冬季輪胎、全天候輪胎、雪泥輪胎、夏季輪胎等）以及各配套整車廠相應認證標識等等?？紤]到普通車主日常使用主要對尺寸匹配有直觀需求，這些標識在此不贅述。

根據《轎車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負荷（GB/T 2978- 2014）》規(guī)定，圖3中項目③提及的輪胎規(guī)格通用標識含義如圖4：

3 輪胎日常使用與養(yǎng)護技巧

由于輪胎在使用過程中的合理性和規(guī)范性直接影響到行車品質和行車安全，也直接影響到駕駛員的養(yǎng)車用車成本，所以在車輛日常使用過程中，理應注意。

一般整車會在油箱加油口蓋板或B柱下側、車門厚度方向下部明確標注該車型在空載、滿載時的胎壓，正常情況下，駕駛員可根據車輛使用的載重情況調整胎壓即可。輪胎壓力表示單位可以是bar、psi、kPa等，一般用巴（bar）較為常見，因為簡單來說，1bar約等于一個標準大氣壓的數值。輪胎氣壓過高或過低都會對行車品質、行車安全、輪胎壽命、車輛操控性等產生影響。一般建議駕駛員每個月需要檢查一次輪胎壓力，及時調整。對于相對高溫季節(jié)，環(huán)境溫度和路面輻射的熱量，以及車輛前機艙發(fā)動機熱輻射、制動過程中產生的熱量累積，均會影響到胎壓，所以此時駕駛員在行車過程中需要密切關注輪胎壓力變化，尤其是在高速行駛過程中。為安全考慮，一般建議可以適當調低0.2～0.3bar的氣壓經驗值。

駕駛員駕駛車輛過程中也盡量采用更為合理的預見性駕駛，少用急加速、緊急制動等方式，避免造成輪胎的過早磨損、升溫等問題。而在車輛停放時，也應注意盡量讓四個車輪均置于無明顯棱角凸起等地面上，以免胎冠胎面受損。

對于目前小型乘用車幾乎全部使用的子午線輪胎類型，其結構特征便已決定該類型輪胎胎側相對比較薄弱，輪胎高速行駛過程中的沖擊、胎側與路肩或其他障礙物之間的摩擦剮蹭、跨越溝坎時的沖擊等現象均會導致胎側因簾布層簾線斷裂而出現鼓包、胎側橡膠部分裂口等現象，給行車安全帶來不必要的隱患，也給駕駛員帶來不必要的經濟損失。

輪胎屬于車輛結構中的損耗性零件，即使駕駛員合理規(guī)范使用車輛，輪胎的正常物理性磨損亦不可避免，駕駛員在輪胎使用超過4萬km時，還應多關注輪胎花紋深度，確保同軸車輪輪胎花紋深度一致，同時，根據經驗數值，建議4個輪胎花紋深度均應保持在1.6mm以上，如果沒有相對比較精密的工具測量，在輪胎胎側位會以小三角塊標識指出胎面主花紋處的磨損標記位置，如果花紋深度接近或者淺于磨損標記，表示應該及時更換輪胎，以免影響行車安全。更換輪胎建議同軸車輪同時更換。盡量確保同軸兩側車輪的新舊程度、型號規(guī)格、花紋深度等一致。

參考文獻

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[3] 丁正林，高巖等.交通事故中汽車輪胎爆胎分析[J].交通與安全， 2009年12月上半月刊（總第210期）：155-160.