一種新型汽車防爆胎安全輪轂的設計

張德珍

【摘 要】針對汽車在高速行駛的情況下，會出現(xiàn)因爆胎而使車輛失控，導致發(fā)生碰撞、側(cè)翻等惡性交通事故而設計的一種新型的汽車防爆胎安全輪轂結(jié)構(gòu)，將對預防和消除因爆胎而帶來的汽車行駛安全隱患起到積極的推進作用，具有較高的現(xiàn)實應用價值。

【關鍵詞】防爆胎;安全輪轂;不等徑設計

中圖分類號： U463.343 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）25-0030-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.013

A New Type of Explosion-proof Tyre Safety Wheel Hub Design

ZHANG De-zhen

（College of Mechanical and Vehicular Engineering Linyi University，Linyi Shandong 276000，China）

【Abstract】For car under the condition of the high speed，will appear because of a flat tire and make the vehicle out of control and lead to a vicious traffic accidents such as collision，rollover and design a new type of car explosion-proof safety wheel structure，to prevent and eliminate by the car driving safety hidden danger of puncture and play a positive role in promoting，has higher practical application value.

【Key words】Virtual reality technology;Mechanical design;Mooc

0 前言

汽車在高速行駛的情況下，會出現(xiàn)因爆胎而使車輛失控，導致發(fā)生碰撞、側(cè)翻等惡性交通事故，它嚴重地威脅著駕駛員、乘客及車輛的安全。特別是在高速公路上行駛的車輛，萬一前輪一側(cè)爆胎，必定導致車輛向爆胎一側(cè)傾斜發(fā)生側(cè)翻。據(jù)公安部門統(tǒng)計，車輛在高速行駛中出現(xiàn)的事故有70%是由爆胎引起的，而輪胎爆裂又屬于突發(fā)事件，在突發(fā)狀況下駕駛?cè)藛T都很難在瞬間做出正確判斷，因此車輛會發(fā)生側(cè)翻的嚴重事故。

研究表明，造成車輛側(cè)翻的直接原因是爆胎，但造成車輛側(cè)翻的根本原因是輪胎和輪轂的結(jié)構(gòu)設計不合理，是輪胎與輪轂二者的直徑相差太大。輪轂的直徑越小，輪轂邊緣離地面距離就越大，車輛向爆胎一側(cè)傾斜角就越大，在高速行駛時更容易導致車輛側(cè)翻。

目前，有的汽車制造廠家試探在保持輪胎外徑不變的情況下，簡單地增大輪胎的內(nèi)徑和輪轂直徑，以此縮小輪轂與路面的距離，但這樣做只起減輕作用，不能完全解決因爆胎引發(fā)的安全隱患。這樣做還會使橡膠輪胎尺寸縮小，造成車輪氣室減小，車輪吸震減震性能降低。

本項目實施的目的是設計一種新型汽車防爆胎安全輪轂，對輪轂進行適宜的結(jié)構(gòu)設計，通過對傳統(tǒng)汽車輪轂結(jié)構(gòu)的合理改進，減小爆胎時車輛的傾斜程度，解決汽車在高速行駛時因爆胎所面臨的生命財產(chǎn)安全問題。設計時保留傳統(tǒng)汽車輪轂的基本結(jié)構(gòu)樣式和尺寸不變，橡膠輪胎的構(gòu)造形式和尺寸也不需要作任何變化，設計的這種汽車輪轂，既保留了傳統(tǒng)輪轂的優(yōu)點和輪胎的裝拆方式，改動很小，又可保證爆胎時車輛不會因支撐失衡而產(chǎn)生較大的傾斜，從而有效防止車輛發(fā)生側(cè)翻，從根本上預防和解除因汽車爆胎所引發(fā)的惡性交通事故，給汽車、駕駛員及乘客以充分的安全保障。

1 總體方案的設計

通過查閱相關資料，對現(xiàn)今使用的汽車車輪輪轂結(jié)構(gòu)進行分析，本著兼?zhèn)洮F(xiàn)有、簡單實用的原則，在保持傳統(tǒng)的汽車輪轂主要結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，制定新型汽車安全輪轂的創(chuàng)新設計方案。新型汽車防爆胎安全輪轂的總體方案結(jié)構(gòu)圖見圖1。

該設計通過對原有輪轂結(jié)構(gòu)形式和尺寸（下轉(zhuǎn)第37頁）（上接第30頁）的局部改動，打破傳統(tǒng)的汽車輪轂內(nèi)外兩個輪緣直徑相等的設計觀念，推出汽車輪轂的內(nèi)外兩個輪緣大小不等徑設計形式。保證輪胎作為車輛行駛主體的前提下，大膽縮小外輪緣與地面的距離，由原來的100mm以上縮減到40mmm左右，從而減小爆胎時車輛的傾斜程度，提高汽車行駛的安全性。

2 項目實施方案

首先對新型汽車防爆胎安全輪轂的安裝與工作原理進行分析，確定正確的安裝方法，采用輪胎的拆裝從內(nèi)輪緣著手，達到防車輛傾斜的安全性最好。分析輪轂外輪緣的功能、結(jié)構(gòu)特點，確定對輪轂的兩個輪緣作不等徑設計。新設計的輪轂主體仍是由優(yōu)質(zhì)碳鋼或高強鋁合金制作，但外輪緣壁要適當加厚，以滿足承擔爆胎后壓向它的車體重力和動載荷。設計時保持傳統(tǒng)汽車輪轂的基本結(jié)構(gòu)形式和尺寸不變，橡膠輪胎的構(gòu)造形式和尺寸也不需要作任何變化。通過實驗對輪轂直徑改進前后爆胎時車體傾斜角進行數(shù)據(jù)分析，以比亞迪S6和路虎TD4兩種車型為例，對輪轂直徑改進前后爆胎時車體傾角進行對比，分析設計的可行性和合理性，驗證兩種車的行車安全性。

3 結(jié)束語

該設計在保持傳統(tǒng)的汽車輪轂主要結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，進行內(nèi)外輪轂不等經(jīng)設計，輪轂的內(nèi)輪緣直徑不變，而增大外輪緣直徑與輪胎外徑接近，從而減少輪轂外輪緣與地面的距離，減少爆胎時車體傾斜角，有效防止車輛發(fā)生側(cè)翻，從根本上預防和消除因汽車爆胎所引發(fā)的交通事故，給汽車、駕駛員及乘客以充分的安全，同時這種安全輪轂的外輪緣還有及時報警、保護輪胎免遭碾壓破壞作用，具有較高的現(xiàn)實應用價值，但該設計目前處于原理設計階段，要想把設計變?yōu)樽罱K現(xiàn)實，還需要做更多的分析研究，做大量的實驗驗證。

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