一種野外快速定位輪胎漏點的新方法

孫開磊

（火箭軍工程大學(xué)，陜西 西安 710025）

輪胎是車輛的關(guān)鍵部分，它直接接觸地面，承受全車的重量與動力，輪胎的性能及質(zhì)量直接影響了車輛的安全，但是輪胎的工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常經(jīng)過砂石、荊棘路面，有時發(fā)生被尖銳的物體刺破導(dǎo)致漏氣的現(xiàn)象；在野外環(huán)境中，一旦輪胎發(fā)生漏氣，如果駕駛員沒有發(fā)覺，很容易引發(fā)事故，嚴重危及車輛及車上人員的安全，所以快速處理輪胎的漏氣故障，才能夠保證車輛的安全。

漏氣輪胎修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)是首先要發(fā)現(xiàn)漏點，漏點找到后，通過膠條補胎技術(shù)就很容易修復(fù)，現(xiàn)在通用的方法是把漏氣輪胎放入水中，用肉眼觀察漏點冒出的氣泡，這種方法需要有水池，但是在野外，有時很難找到水源，尤其在我國干旱地區(qū)；鑒于以上原因，我們采用氣體檢漏的方法，可以很好地解決這個問題，把氦質(zhì)譜真空檢漏技術(shù)應(yīng)用到輪胎檢漏，能夠快速尋找漏點。

1 氦質(zhì)譜檢檢漏方法

質(zhì)譜是不同質(zhì)量的粒子在磁場中運動后[1]，按照質(zhì)量的大小將它們依次分開排列，氦質(zhì)譜檢漏儀就是利用這種原理進行工作，儀器通過其質(zhì)譜室實現(xiàn)離子分離，不同質(zhì)量的氣體分子電離成粒子后在磁場的作用下開始運動，并且彼此分開，具有荷質(zhì)比一致的粒子會聚到一起，使一種氣體的粒子通過狹縫，對其他粒子進行阻擋，使其達不到接收極，儀器把接收極上的電流指示出來，測出漏率，檢漏時把氦氣吸入檢漏儀進行檢漏，這種方法就是吸氦檢漏法。

吸氦檢漏法主要應(yīng)用于檢查某些大型密封容器。例如氣罐、油罐等，先將容器抽真空，給容器內(nèi)部充入氦氣（為了節(jié)省用氦量，可以用低濃度氦氣） ，在氦質(zhì)譜檢漏儀的進氣法蘭處接上橡皮管，橡皮管的前端有直徑很小的毛細管，使毛細管在充了氦的被檢容器外壁的焊縫和密封接頭等處移動，如果該容器有漏隙，經(jīng)漏隙滲出的氦會被毛細管吸入，檢漏儀就會響應(yīng)。

氦質(zhì)譜檢漏儀的核心器件是離子源、分析器、接收極，離子源的作用是使氣體電離，形成一束具有一定能量的粒子，在真空中，在通電燈絲的高溫下產(chǎn)生電子，電子經(jīng)過加速電壓穿過電離室與氦氣分子發(fā)生碰撞，使氣體分子形成正離子，離子經(jīng)過電壓加速，磁場偏轉(zhuǎn)，形成離子束，這些離子在加速電場作用下進入磁場，由于洛倫茲力作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)[2]，形成圓弧形軌道，軌道半徑

R=（144/B）×10[（M/Z）U]1/2式中：R—離子偏轉(zhuǎn)軌道半徑（cm）。

B—磁場強度（T）。

M/Z—離子的質(zhì)（量）/（電）荷比（正整數(shù)）。

U—離子加速電壓（V） 。

比氦離子重的其他離子被全離子檢測極接收，氦氣最終經(jīng)過電離、加速、聚焦，全部收集到接收極，在接收極上表現(xiàn)為微弱的電信號，經(jīng)過放大器進行信號放大，電路處理轉(zhuǎn)換，就可以顯示漏率數(shù)值，漏點漏率較大，設(shè)備自動報警，就可以定位漏點。

2 常規(guī)汽車輪胎尋找漏氣點及修補技術(shù)

一般而言，汽車輪胎發(fā)生漏氣后，為了安全考慮，需要及時補胎，輪胎修復(fù)必須經(jīng)過以下兩步。

2.1 首先尋找輪胎的漏氣點

有時用肉眼可以觀察利器、釘子等插入輪胎，這種情況一般在扎入利器的周邊涂抹肥皂水就能夠判斷是否漏氣；還有一種情況是利器扎輪胎，但是利器沒有留在輪胎上，只有扎過的孔眼，由于輪胎有彈性，孔眼一般很難被發(fā)現(xiàn)，只有用水池浸泡有一定氣壓的輪胎，尋找氣泡，從而確定漏點，這種方法是現(xiàn)代尋找漏點的常規(guī)有效的方法，但是該方法在野外環(huán)境很難實現(xiàn)。

2.2 汽車輪胎的常規(guī)修補技術(shù)

輪胎修補技術(shù)大致可以分為3 種[3]：膠條補技術(shù)、冷補技術(shù)（俗稱粘貼補）、熱補技術(shù)（俗稱火補）。

2.2.1 汽車輪胎的膠條補胎技術(shù)

這種方法在輪胎有一定氣體壓力的情況下進行，方法非常簡單，而且不浪費時間，是野外應(yīng)急補胎的一種非常有效的方法，經(jīng)常被越野愛好者使用，這種方法維修輕微漏氣非常便捷，只需要使用一種類似于圓錐的工具及膠條、膠水2 種材料就可以完成修理。首先將圓錐工具插入輪胎的孔洞中，上下來回銼漏氣孔，使漏點孔壁出現(xiàn)毛刺，以便膠條在孔內(nèi)充分接觸受力，完成“錐孔”，選擇大小適的膠條，在膠條的外面涂抹膠液，再用圓錐工具將膠條帶入孔中，孔被堵住，把圓錐工具拿出來，剪除多余外露的橡膠條，完成膠條補胎的過程。這種方法補胎相對可靠性差，主要用于野外，在不具備拆卸輪胎的情況下應(yīng)急使用。

2.2.2 汽車輪胎的冷補技術(shù)

所謂冷補技術(shù)是將受傷的汽車輪胎從輪輞上卸下，找到漏點之后，先將破損處周圍進行打磨處理，然后吸塵，以便和貼片達到更好的粘合效果；將破損處和周圍涂抹一些專用的補胎膠水，然后將補胎用的貼片粘在破損處，同時碾壓牢固，再附上一層膠，補胎就完成，這種技術(shù)需要專用的大型設(shè)備扒胎機才能完成；這種補胎方法效果較好，修復(fù)后輪胎的穩(wěn)定性比較高，但是技術(shù)相對復(fù)雜，需要專用設(shè)備分離輪胎和輪轂，并且補好后還需要做動平衡，另外只是從內(nèi)部解決了破損問題，而輪胎表面的破口還在，長時間使用會面臨破損變大的情況，雨水泥沙等還會通過損傷處腐蝕輪胎。

2.2.3 汽車輪胎的熱補技術(shù)

熱補技術(shù)俗稱火補，是比較理想的補胎方法。汽車輪胎熱補技術(shù)需要用設(shè)備將汽車輪胎從輪輞上卸下，然后將專用的生膠片貼附于創(chuàng)口，用烘烤機對創(chuàng)口進行烘烤，使生膠片融化，并與汽車原輪胎完全貼合。熱補技術(shù)的優(yōu)點是修復(fù)后輪胎非常耐用，基本不用擔(dān)心汽車輪胎的原漏點處會重復(fù)漏氣；不過它也有缺點，需要的材料多，需要輪胎拆卸設(shè)備，對維修人員技術(shù)要求高，需要經(jīng)驗豐富，一旦烘烤時的火候控制不好，很可能會將汽車輪胎烤焦，嚴重時還會使輪胎產(chǎn)生變形，給汽車輪胎帶來更大的傷害。

3 氦質(zhì)譜檢漏法定位輪胎漏點及快速補胎方法

駕駛員發(fā)現(xiàn)車輛輪胎漏氣，應(yīng)及時將車輛停放在具備維修條件的地面上，一般可以直接更換備胎，但是有的車輛備胎不是全尺寸輪胎，備胎比常用輪胎尺寸小，只用于應(yīng)急使用，所以野外修補主輪胎還是非常有必要的，野外使用氦質(zhì)譜檢漏法定位輪胎漏點，需要準(zhǔn)備的設(shè)備包括：便攜式氦氣瓶，一般為3 L 即可，氦氣純度為99.99%高純氦；便攜式氦質(zhì)譜檢漏儀；便攜式小型交流發(fā)電機；檢漏連接如圖1 所示。

輪胎漏點檢測及使用膠條法修補流程如下。

圖1 氦質(zhì)譜檢漏漏點檢測圖

3.1 輪胎充氦

首先檢漏在不拆卸輪胎的情況下進行，將便攜式氦氣瓶通過轉(zhuǎn)接氣嘴向漏氣輪胎充氦氣，氣瓶壓力一般大于輪胎壓力，如果輪胎初始壓力較小，可以先充一定的氣壓，充氦1 s～2 s 即可即可，氦氣由于分子熱運動，約5 s～10 s 時間，就可以擴散到整個輪胎內(nèi)部空間，氦氣通過輪胎的漏點向外泄漏。

3.2 用檢漏儀對輪胎檢漏

提前10 min 打開便攜式氦質(zhì)譜檢漏儀，使檢漏儀處于高真空檢漏狀態(tài)，先用標(biāo)準(zhǔn)漏孔校驗設(shè)備，使檢漏儀對氦氣檢漏響應(yīng)強烈，連接好檢漏吸氣槍，采用吸氦法進行檢漏，在輪胎的表面全方位尋找漏點，檢漏儀找到漏點時會蜂鳴器會自動報警，一條輪胎檢漏時間為5 min～10 min，發(fā)現(xiàn)漏點后及時用彩筆標(biāo)定位置。

3.3 用膠條法對漏點進行快速補胎

用圓錐工具插入輪胎的漏點中，修磋銼漏氣孔，使漏點孔壁出現(xiàn)毛刺，選擇大小合適的膠條，在膠條的外面涂抹膠液，再用圓錐工具把膠條帶入孔中，孔被堵住，剪除多余外露的橡膠條，完成膠條補胎的過程，這種方法補胎一般耗時5 min～10 min。該方法是應(yīng)急補胎，原理就是先用膠條堵住漏點，能夠使輪胎應(yīng)急行駛幾百公里，到車輛行駛到修理廠再做常規(guī)可靠的補胎。

4 氦質(zhì)譜檢漏快速補胎的優(yōu)點

4.1 定位漏點快速

氦質(zhì)譜檢漏對氦氣非常靈敏，設(shè)備靈敏度為10-10Pa·m3/s，在微漏的情況下，儀器響應(yīng)敏感，發(fā)現(xiàn)漏點1 s 左右就能夠報警，普通輪胎一般檢漏時間為5 min 左右，相比傳統(tǒng)把輪胎放入水池找氣泡法，氦質(zhì)譜檢漏法不用拆卸輪胎就可以完成漏點的定位，非常高效。

4.2 補胎快捷高效

該方法在不拆卸輪胎的情況下進行對檢漏及補胎，相對于傳統(tǒng)拆卸輪胎、分解輪轂的方法，省時省力，非常適合車輛在野外不具備輪胎維修條件下，進行輪胎的修復(fù)。

5 結(jié)論

應(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏方法，使用無污染純凈的惰性氣體氦氣作為檢測氣體，對輪胎進行檢漏，是一種新方法，該方法配備便攜式氦質(zhì)譜檢漏儀、小型氦氣罐、移動電源就可以完成野外輪胎的檢漏、修補，改變傳統(tǒng)水池法檢漏方式，更加豐富了野外補胎的方法。這種方法能夠快速尋找輪胎的漏點，是目前在野外不拆卸輪胎的條件下，比較可行的一種方法，它較好地解決了野外輪胎微漏帶來的潛在危害，可以快速定位輪胎的漏點，并結(jié)合膠條補漏技術(shù)能夠迅速堵住漏點，為車輛及人員安全提供技術(shù)保障。