泄气保用轮胎工作原理及结构设计分析

杨望　徐向阳　付嵩

摘 要：在汽车保有量逐年上升的现在，轮胎的安全性能也越来越受到重视。该文结合现有泄气保用轮胎分析了泄气保用轮胎功能及其工作原理。由于现有泄气保用轮胎结构多使用增强侧壁形式，具有支撑强度不足及降低驾乘舒适度的局限性，故针对增强泄气保用轮胎的性能，探讨和介绍了在該领域的研究发展趋势以及该趋势下新型泄气保用轮胎的工作原理。为增强泄气保用轮胎的安全可靠性和使用舒适性，其研究趋向于发展内支撑式或多腔体式泄气保用轮胎。

关键词：轮胎 泄气保用 防爆胎 工作原理 研究趋势

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（c）-0100-02

随着交通运输的快速发展，全球汽车保有量逐年上升，交通事故也随之增多。在造成交通事故的原因中，既有来自驾驶员的人为因素，也有来自车辆自身故障影响。在车辆自身故障中，爆胎引发交通事故的可能性极大，且极易造成恶性事故。具研究表明，当车速超过160 km/h时，爆胎造成的死亡率几乎为100%。军用方面，要求在各种特殊环境中，轮胎受损仍能保持车辆机动性，迅速通过危险地带。民用主要针对高速行驶时减小轮胎受损带来的危险性。故世界各大轮胎制造商均有针对泄气保用轮胎的技术研究，以使轮胎受损对车辆行驶带来的影响最小。可见，如何使得汽车在爆胎发生的情况下保持安全行驶状态极具研究价值。

1 轮胎泄气保用功能及工作原理分析

一般轮胎在失去压力时，会以极快的速度塌陷，仅靠轮辋与地面接触，为避免此种情况发生，现在常用的解决方式是使用泄气保用轮胎。常见的泄气保用轮胎设计原理为增加胎侧壁厚度以提高胎侧壁强度，以使即便车胎失去气压，胎侧壁依然能够支撑车辆重量。如德国大陆公司SSR（Self SupportingRunflat）泄气保用轮胎，其设计原理即是利用加强的侧壁提供支撑，并与胎压监控器TPI和加宽凸峰的轮辋配合使用。当轮胎压力下降时，TPI即向驾驶员发出警报，使驾驶员及时了解到轮胎信息预防不良情况出现。若是发生爆胎情况，胎压突然下降为零，则经过加强的侧壁进入工作，且经过特殊设计的轮辋也能防止轮胎在无气压状态下脱离轮辋。从而支撑车辆继续安全行驶至安全区域，给驾驶员足够的时间处理危险。

2 轮胎泄气保用措施及结构设计分析

由于上述轮胎加强了胎侧壁，故在一定程度上增加了轮胎刚度，必然影响车辆乘坐舒适性。目前，研究趋势多向内支撑式和多腔体式泄气保用轮胎技术发展。内支撑式泄气保用轮胎其基本思想则为在轮辋上附加支撑结构，当轮胎泄气或爆胎发生时，附加支撑结构进入工作，代替充气轮胎对车辆进行支撑，以保证车辆行驶可控。如法国米其林公司PAX系统。该系统包括轮胎、轮辋、支承环和气压监视器几个主要部件组成。其支撑环依靠机械的方式固定于轮辋上。故当轮胎气压降低时，气压监视器会对驾驶员发出预警，即使爆胎的情况下，支撑环在保持不与轮辋分离进入工作，并实现维持车辆以80 km时速继续行驶200 km。

多腔体式其目标为将轮胎的内部设计进行合理的整合，将一个轮胎变成两个轮胎使用，由于爆胎所带来的安全事故多发生在一瞬间，而多腔体式防爆轮胎旨在瞬间提供所需的安全保护。故现在的防爆轮胎一般都是采取这种多腔体式防爆轮胎的结构进行设计研究。

多腔体式防爆轮胎包括充气式防爆轮胎和免充气式防爆轮胎。充气式多腔体防爆轮胎可分为两类，一类是已预先充气式，二是自充气式。预先充气式多腔体防爆轮胎如图1所示其轮辋上安装多个互不联通单独充气的腔体，当爆胎发生时，其余腔体占据漏气腔体位置，剩余腔体中气体继续支撑车辆以保证车辆安全行驶。自充气式多腔体防爆轮胎如图2所示其轮辋上附着未充气的折叠内胎，内胎与轮辋间安装气体发生装置。当爆胎发生时，轮胎压力降低，触发气体发生装置，气体发生装置产生大量气体将附着于轮辋上的内胎充气，从而支撑车辆继续行驶。

免充气式多腔体防爆轮胎其轮辋上附着支撑装置。其支撑装置由支撑结构和减震结构组成。当轮胎气压降低时，支撑装置进入工作，和避震器一起使用就形成了免充气式多腔体防爆轮胎。

3 结语

车辆行驶过程特别是高速行驶中爆胎会带来极其恶劣的后果。该文介绍了现行常用侧壁加强式泄气保用轮胎工作原理。为使泄气保用轮胎更好更安全地工作，泄气保用轮胎研究趋向于发展支撑能力更强，且更加可靠的内支承式和多腔体式泄气保用轮胎。由于安全轮胎能有效地减少由爆胎引发的交通事故，提高专用车辆在特殊环境的生存能力，安全轮胎技术和应用必将得到大力的发展。

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