汽车轮胎常见异常磨损原因浅析
作者:任贤,陈日骏,吕志军
来源:《汽车维护与修理·汽修职教》 2018年第11期
    随着车辆技术快速发展和市场规模持续增大,各大汽车生产厂商争相针对个人家庭设计生产出乘坐舒适、操作灵活又具备良好动力的汽车。不过家用小型汽车性能受到轮胎的耐磨性和使用寿命的影响与制约,驾驶过程中轮胎异常磨损导致车辆故障极易引发安全事故,因而轮胎日常养护显得至关重要。
    1 轮胎异常磨损类别及原因
    轮胎是车辆与路面接触的唯一零部件,两者摩擦产生驱动力和制动力,所以在此过程中轮胎的磨损属于正常情况。当轮胎表面出现磨损、轮胎花纹的磨损标记被磨掉时,轮胎与地面的附着力降低,在潮湿路面行驶时有可能产生滑行和漂浮现象,这是非常危险的。桑塔纳LX型轿车新轮胎底部的花纹的磨损标记中宽为12 mm,深为1.6 mm,如图1所示。轮胎花纹深度通常不应小于1.6 mm,宽度大于175 mm的轮胎花纹深度不应小于2 mm。
   
    如果轮胎在短时间内出现明显或非常严重的磨损就是异常磨损,需引起驾驶人的注意。以下分别从轮胎充气压力、车轮定位、悬架、轮胎动平衡等方面分析轮胎异常磨损的形式。轮胎各种磨损形式及原因分析见表1所列。
    2  轮胎磨损综合案例分析
    轮胎磨损与轮胎充气压力、负载和车辆行驶速度等密切相关。充气压力不足将直接影响乘坐舒适性,而且轮胎与地面的接触面将增大,摩擦力也增大,这势必会导致胎肩处磨损加剧。负载加大使得轮胎过度变形,意味着轮胎与地面的移动接触加大,摩擦力和胎温都加大,轮胎的抗磨能力下降。车辆正常行驶、转弯或制动等情况发生时,轮胎就随之产生抓地力、转向力或制动力,但是车辆本身存在与之相反运动趋势即惯性,当惯性大于摩擦力时,轮胎向着惯性方向滑动。当车辆发生急加速时,轮胎在单位时间内与地面接触的次数增加;急转弯或紧急制动时,摩擦力会随着车速的增加而增加,轮胎的摩擦也越频繁,使用寿命也随之降低。
   
    2.1 案例1 迈腾车行驶向右跑偏
    某型号迈腾轿车行驶里程约12万km,该车直线行驶时转向盘不居中,转向盘居中时车辆向右跑偏,
而且车速保持在60 km/h时跑偏现象较明显。检查底盘、转向器、转向传动机构和悬架,均无异常。对车辆进行车轮定位,将相关数据调整至正常值再试车,故障依旧。使用专用仪器对轮胎侧向力进行检测,结果显示同轴两车轮的组合力均向右。对轮胎进行检查,发现轮胎花纹偏磨损非常严重,如图2所示。更换四条轮胎后,故障彻底排除。事实上,在车辆行驶过程中,车轮产生的横向力会影响行驶直线性,如果作用在两前轮上的横向力不均衡,可能导致车辆跑偏。
   
    对跑偏原因进行分析,认为可能的原因如下。
    (1)前束过大或过小。前轮有了外倾角后,当它向前滚动时,由于受到转向桥和横拉杆的约束,不能任意向外滚动,只能是一边向前滚动一边向内滑动,其结果是轮胎横向偏磨增加,轮毂轴承载荷增大。前轮前束随着外倾角的增大而增大,随着外倾角的减小而减小。因此,只要外倾角和前束配合得当,就能保证车轮与地面之间的纯滚动,轮胎内、外偏磨的现象也会减小。如果前束过大或过小,轮胎偏磨就会发生。
    (2)左右前轮气压不等或轮胎直径不等。气压过低,胎侧容易出现裂口,同时产生屈挠运动,使轮胎内层受到的压缩力与外层受到的伸张力大大超过允许的屈挠极限,导致过热,促使橡胶老化,帘布层疲劳、帘线折断。气压过高,会使轮胎帘线受到过度的伸张变形,胎体弹性下降,使汽车在行驶中受到
的负荷增大,加速胎冠磨损,并使耐轧性能下降。
   
    (3)两前轮的定位角不等。前轮是转向轮,其安装位置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等 4 个参数决定,反映了转向轮、主销和前轴3者在车架上的位置关系。定位角如果不等也会导致车辆跑偏。
    (4)一侧车轮制动拖滞。同轴两侧车轮制动力各异,致使车轮转速不同,直线行驶的距离也就不相等从而造成跑偏。这通常为某侧车轮制动分泵漏油、制动摩擦片严重油污、摩擦系数出现差异或左右轮胎气压不等而引起。轮胎磨损
    2.2 案例2 大众桑塔纳车轮胎外侧磨损
    一辆大众桑塔纳轿车行驶里程约3万km,检查发现轮胎外侧磨损非常严重。检查胎压正常,检查轮胎动平衡,数据也正常。对车辆进行车轮定位发现前轮前束过大,需要调整。
    轮胎经常处于充气不足状态或车轮定位不准确,造成4个轮胎不是在标准要求的横竖两条直线上,此时同侧的两个车轮在行驶时会发生侧面磨损的现象。
    3 轮胎异常磨损预防措施
    在车辆高速行驶过程中,轮胎故障是所有驾驶人最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。轮胎是汽车行驶系统的重要部件,除了根据使用功能来正确选择外,还要懂得如何去维护。轮胎的正常使用与否不但直接影响汽车的运行状态,而且对汽车的安全行驶也有很大的影响。
   
    为了减少轮胎磨损,延长轮胎的使用寿命,驾驶人应尽量做到以下几点。
    (1)保持良好的驾驶习惯,正确选择行车路面。限制行车速度,不要过快行驶;起步不可过猛、无论空载、满载都应低速平稳起步,不可急加速或急减速,转弯要减速;车辆尽量在平整、宽阔、视野良好的路面行驶,避开有尖锐物、化学腐蚀品等危险路面。
    (2)及时调整轮胎气压,使胎压保持在正常范围。按照原厂提示标签进行胎压监测,轮胎气压根据前轮、后轮及满载、空载等不同工况要求调整,家用车冷态时轮胎充气压力标准值见表2所列,胎压在标定值的一定浮动范围内(10%)是安全的。
    (3)尽量避免轮胎处于超负荷运行。车辆长期超载导致车轮承受更大的压力,尤其在路况较差时,车辆的颠簸使轮胎冲击负荷加大,严重加剧轮胎磨损。
    (4)让轮胎自然降温。炎炎夏日轮胎温度上升非常快,轮胎积热难以散发,除了降低车速外,尽可
能选择早晚温度相对较低时行车,不要放气降压或浇冷水降温。
    (5)最重要的是要定期做好检查,包括车轮定位、动平衡和轮胎换位。由于各种轮胎工作条件和负荷不同,小型汽车一般前轮负荷大于后轮,需要定期做车轮定位,调整参数,并进行轮胎换位,轮胎换位方式根据前驱和后驱又有所不同,具体换位方式如图3所示。轮胎换位时需要进行动平衡检测。
    4 结语
    轮胎位于车辆的最下端,肩负着重要的使命,受伤的机会也最多,当驾驶者清楚地了解自己的爱车车胎是否变形、性能是否下降时,就可以及时维修或更换新轮胎,从而避免故障的发生。所以我们要正确、合理、科学地使用轮胎,这样轮胎的使用寿命完全可以达到理想预期,因轮胎引发的交通安全隐患也可以排除。
    (收稿日期:2018-09-05)