汽车转向、行驶与制动系统的检测与维修
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第四节 轮胎的使用与维护

一、轮胎的正确使用

轮胎的合理使用是延长其使用寿命的根本途径。只有合理使用轮胎,才能防止轮胎的异常磨损和诸如爆胎、划伤、漏气等致命损坏,而提高轮胎的行驶里程。轮胎的使用寿命直接影响运输经济效益。

1.合理控制车速

提高车辆行驶速度,特别是经常处于快速行驶时,轮胎的使用寿命显著降低。随着车速的增加,轮胎在单位时间内与地面的接触次数变多,摩擦也变频繁,使轮胎的变形频率增加。胎体周向和侧向产生的扭曲变形也随之加大。当速度达到临界速度时,胎冠表面的振动出现了波浪变形,形成静止波。这种静止波能在其产生几分钟后导致轮胎爆破,这是由于轮胎变形来不及复原所造成的滞后损失,而它的大小与负荷作用的时间有关,速度越快,时间超短,大部分的动能被吸收转变成热量,从而使轮胎温度升高,橡胶老化加速和帘布层的耐疲劳强度降低,轮胎因而早期脱空或爆破,因此,合理控制行车速度是非常重要的。另外,汽车行驶速度应根据道路情况的不同而不同。路面的种类及状况对轮胎的使用寿命有很大的影响,驾驶人应根据道路条件选择路面,掌握适当的行车速度,对增加轮胎的行驶里程具有积极作用。

车辆在平整、宽敞且视野良好的道路上行驶,如高速公路、国道线和省道线等,可根据车辆本身的技术条件和轮胎的性能适当提高车速,但也不宜过高,否则影响行车安全,降低轮胎的使用寿命。在不平整的碎石路和矿区路上行驶,由于尖石裸露或路边石块锐利,极易损坏轮胎,应注意选择路面并在较低车速下行车,以防止轮胎爆破损坏。

在冰雪路面上行驶,由于路面与车轮的摩擦系数较小,要注意防滑;若车轮打滑,应立即停车,试行倒退,另选路线前进,若倒退仍打滑,则应排除车前后和两旁的冰雪,或将后轮顶起,铺上石块、砖头、稻草,以便车辆通行。不要猛踏加速踏板,强行起步,以免轮胎越陷越深,原地空转剧烈生热,防止轮胎胎面及胎侧严重刮伤、划伤,甚至剥离掉块。在转弯频繁的路面上或陡坡上行驶,轮胎受到部分拖曳,即使路面条件较好,也应当在较低车速下行驶,以减少轮胎磨耗,确保行车安全。

2.保持轮胎气压正常

轮胎工作气压直接关系到汽车行驶的安全性和经济性。

轮胎制造厂在设计各种规格的轮胎时,都规定了其最大负荷量和相应的充气压力,使用时应按规定的气压标准对轮胎进行充气,否则将造成轮胎早期磨损和损坏。

轮胎气压低于标准值行驶时,其径向变形增大,轮胎两侧将发生过度挠曲,胎侧内壁受压,胎侧外壁受拉,胎体内的帘线产生较大的变形和交变应力。周期性的压缩变形会加速帘线的疲劳损坏。变形也使轮胎帘布层和轮胎与地面间相对滑移增大,摩擦产生的热量多,轮胎温度急剧上升。轮胎的应力增大和温度升高,降低了橡胶的拉伸强度,使帘线松散和局部脱层,当遇有障碍受到冲击时,极易爆破。轮胎气压过低,轮胎在接触面上的压力不均匀,轮胎向里弯曲,胎面的中部负荷要小一些,因而胎面的边缘负荷急剧增大,使材料的应力增大,有时称这种现象为“桥式效应”。产生桥式效应时,胎面磨耗不均匀,行驶面的中部几乎保持不变,而胎肩部分严重磨损,通常形成齿状或波浪状,这是胎压过低时轮胎磨损的特征。

当胎压过低时,轮胎花纹凹部最易嵌入道路上的钉子和石块,引起机械性损伤。并装的双胎在低压下行驶时,由于胎侧挠曲变形特别大,两个相近的轮胎侧壁易接触,相互摩擦而磨损,然后磨坏胎体;若并装双胎中有一只轮胎气压过低时,行驶中轮胎负荷将由另一只轮胎承担而超载,加剧轮胎的损坏。

轮胎气压过低,还会使滚动阻力加大,降低行车速度,增加燃料的消耗。试验表明,当汽车各轮胎的气压均较标准值降低49kPa时,则会增加5%的油耗;而仅一侧两个轮胎的气压较标准值降低49kPa,则增加2.5%油耗;前轮一只轮胎的气压较标准值降低49kPa,则增加1.5%的油耗。当轮胎气压低于标准值20%~25%时,就会减少20%的轮胎行驶里程,相应增加10%的油耗。

当轮胎气压高于标准值时,行驶中将使轮胎的帘线受到过度伸张,胎体帘线的应力增大,帘线疲劳过程加快,引起帘线拉断,造成轮胎早期爆破。胎压过高时,轮胎与路面的接触面积减小,增加了单位面积上的负荷,将加速胎冠中部的磨耗,这是胎压过高时轮胎磨损的特点。并装双胎中的一只胎压过高时,特别是内侧轮胎气压过高,受道路拱形路面的影响,更易造成超载而过早损坏。胎压过高还使汽车平顺性降低,加速汽车部件的磨损和损坏;在不平路面上行驶时,胎压过高,使汽车振动加剧,汽车垂直位移增加而消耗能量,使汽车的燃料消耗增加。

3.严禁超载

当汽车超载或装载不均衡时,会引起轮胎超载。

超载时轮胎损坏的特点和胎压过低行驶时的损坏相似。但是,超载时轮胎损坏更严重。因为,在这种情况下,胎体帘线的应力加大,轮胎材料的疲劳强度下降,产生的热量大(特别是在轮胎胎肩部位),而且轮胎与路面接触面积上的压强增大,分布更不均匀。

轮胎超载不许用提高胎压的方法补偿。因为这会使胎体帘线的应力显著增大,造成轮胎的早期报废。

超载的轮胎碰上障碍物时,常发生对角线形成十字形、直线形及Y形胎冠爆破。超载还能引起胎体脱层,胎面和胎侧脱空。当悬架的弹簧变形时,超载可能使轮胎与车身相接触,引起轮胎损坏。

4.注意胎温

轮胎的工作气压应与胎温相适应。汽车在行驶时,其轮胎断面产生变形,而形成挠曲变形,产生内部摩擦,引起轮胎发热,胎温升高,胎内气体受热膨胀,致使胎压升高。

胎温升高,对轮胎的使用寿命有很大的影响。它会使橡胶老化,降低物理性能,产生龟裂,同时还会发生胎体帘布层脱层以致破坏。当胎温超过95℃时,就有爆破的危险。试验表明,轮胎内部的温度与轮胎的负荷和速度的乘积成正比,与外胎厚度的二次方成反比。在负荷和胎压正常的情况下,轮胎升温的主要原因是天气炎热、散热条件差。

大气温度每上升10℃,行驶时轮胎温升控制系数应下降10℃。我国北方地区冬季时间长,气温较低,每年从11月中旬至次年3月上旬,大气温度都低于13℃,有利于充分发挥轮胎的最佳性能,可适当增加轮胎的气压29~49kPa。短途运输也可参考这个数值。但在炎热的夏季,轮胎内的摩擦产生的热量不易散发出去,应适当降低轮胎的充气压力。所以,夏季行车时,要特别注意爆胎问题。在行驶中如果发现胎温过高,应将汽车停在阴凉地,待胎温降低后再继续行驶,不得采用泼冷水或放气降压。

不同车速下温度对轮胎使用寿命的影响是不同的,试验表明,以55km/h车速行驶,当气温为22℃时,轮胎的使用寿命为100%。而当气温上升至36℃时,若车速为35km/h,轮胎使用寿命尚可达50%以上;若车速达到75km/h,轮胎使用寿命为38%;若车速超过100km/h,则轮胎使用寿命只有25%。所以,胎温的变化也可通过控制车速来实现。

5.正确驾驶

1)汽车起步不可过猛,无论空载、重载都应低速平稳起步。避免轮胎与地面拖曳,以减少胎面磨耗。

2)在良好路面上行驶,应保持直线前进,除会车和避让障碍物外,禁止左右摇摆和急剧转向,以防轮胎和轮辋之间产生横向的切割而损伤轮胎。

3)车辆下长坡时应根据坡度大小、长度和道路情况,适当控制车速。在坡长、路陡、路况复杂的情况下,应挂档行驶,并利用轻微制动控制车速下坡,这样不但可以避免紧急制动,减少轮胎磨损,而且对安全行车也有保障。

4)车辆上坡时,应尽量利用惯性行驶,适时变速,及时换档,上坡时要保持车辆有适当的余力,不要等车停了再重新起步,以减少轮胎的磨损。

5)行车转弯应根据弯道情况控制车速,不要高速转弯,否则车辆产生较大的离心力,使车载货物倾斜,重心偏移一侧,单边轮胎超载拖曳,加速磨耗,同时还会使轮胎被轮辋横向切割,造成损坏。

6)在复杂情况下(会车、超车、通过城镇、交叉路口、过铁路)行驶时,应掌握适当的行车速度,减少频繁制动和避免紧急制动,否则会造成轮胎与地面之间的滑动摩擦,致使胎面严重磨损。

7)在不良道路上应减速行驶,并仔细观察、择路通过,通过后应停车检查双胎之间是否夹有石子,如有,应及时排除。

8)车辆途中停车和到场停车,要养成安全滑行的停车习惯。在停车前要选择地面平整、干净和无油污的地面停放,每条轮胎都要平稳落地,尤其是车辆装载过夜时,更应该注意选好停放地点,必要时将后轮顶起。

二、轮胎的维护

轮胎的维护分日常维护、一级维护和二级维护。轮胎维护的分级和周期与车辆维护相同。

1.轮胎的日常维护

1)要保证轮胎的气压在标准的气压范围内,因此要定期检查轮胎气压,同时还要检查轮胎的磨损情况,有无夹带异物,有无异常磨损和伤痕等,以便及时发现问题。标准气压状态下的轮胎比低气压和高气压下的轮胎的磨损要小30%以上,同时还可以减少燃油的消耗。

2)必须定期对轮胎进行动平衡检查,因为如果轮胎的动平衡发生变化而且变化较大,则会在高速行驶过程中产生振动,影响转向盘的稳定性,同时也会造成轮胎的异常磨损。

3)在使用过程中,如果发现车辆有跑偏或者是轮胎异常磨损,则有必要对车辆进行四轮定位检查。因为轮胎定位不准确也是轮胎异常磨损的一大原因。

4)对前、后轮胎进行换位调整时,换位必须根据轮胎的特性进行。如方向性轮胎只能进行同向前后对调等。

2.一级维护轮胎作业项目

1)紧固轮胎螺母,检查气门嘴是否漏气、气门帽是否齐全,如果发现损坏或缺少,应立即修理或补齐。

2)挖出轮胎夹石和花纹中的石子、杂物,如果有较深伤洞,则应用生胶填塞。特别是子午线胎,刺伤后若不及时修补,水气会进入胎体锈蚀钢丝帘线,造成早期损坏。

3)检查轮胎磨损情况,如果有不正常磨损或起鼓、变形等现象,应查找原因,予以排除。

4)如果需要检查外胎内部,则应拆卸解体,发现损伤应及时修补。

5)检查轮胎搭配和轮辋、挡圈、锁圈是否正常。

6)检查轮胎(包括备胎)气压,并按标准补足。

注意:备胎气压应高于使用中轮胎的气压。

提示:厂家一般推荐至少每月或每次长途旅行前检查一次胎压,包括备胎。

7)检查轮胎有无与其他机件刮碰现象,备胎架是否完好、紧固,如果不符合要求,应进行排除。

8)必要时(如单边偏磨严重)应进行一次轮胎换位,以保持胎面花纹磨耗均匀。

完成上述作业后应填写维护记录。

3.二级维护轮胎作业项目

除执行一级维护的各项作业外,还应进行下列项目:

1)拆卸轮胎,按轮胎标准测量胎面花纹磨耗、周长及断面宽的变化,作为换位和搭配的依据。

2)轮胎的解体检查:

①胎冠、胎肩、胎侧及胎内有无内伤、脱层、起鼓和变形等现象。

②内胎、垫带有无咬伤、折皱现象,气门嘴、气门芯是否完好。

③轮辋、挡圈和锁圈有无变形、锈蚀,并视情况涂漆。

④轮辋螺栓承孔有无过度磨损或损裂现象。

3)排除解体检查所发现的故障后,进行装合和充气。

4)高速车应进行轮胎的动平衡试验。

5)按规定进行轮胎换位。

6)发现轮胎有不正常的磨损或损坏时,应查明原因并进行排除。

完成上述作业后应填写维护记录。

4.轮胎维护操作要点

(1)充气

1)轮胎充气应按照该汽车使用说明书上规定的标准气压执行,并在冷态时用气压表测量,若在热态时测量,应略高于标准气压,取适当的修正值。气压表应定期校准,以保证读数准确。

2)轮胎装好后,先充入少量空气,待内胎充气伸展后再继续充至要求气压。

3)充气前应检查气门芯与气门嘴是否配合平整,并擦净灰尘。充气后应检查是否漏气,并将气门帽装紧。

4)充入的空气不得含有水分和油雾。

5)充气时应注意安全防护,充气开始时用手锤轻击锁圈,使其平稳嵌入轮辋圈槽内,以防锁圈跳出。

(2)轮胎换位

1)按时换位可使轮胎磨损均匀,延长约20%的使用寿命,应结合车辆二级维护定期换位。在路面拱度较大的地区或夏季,轮胎磨损差别较大,可适当增加换位次数。

提示:厂家一般推荐车辆行驶8000~10000km应对轮胎换位一次。

2)轮胎换位方法常用的有交叉换位法、循环换位法和单边换位法,如图2-20和图2-21所示。

装用普通斜交轮胎的六轮二桥汽车,常用图2-20中的交叉换位法,具体做法是:左右两交叉,主胎(后内)换前胎、前胎换帮胎(后外)、帮胎换主胎。这样,通过三次换位每只轮胎就可轮到一次担负主力胎。

四轮二桥汽车斜交轮胎也可采用交叉换位法,如图2-21a所示。子午线轮胎宜用单边换位法,如图2-21b所示。

子午线轮胎的旋转方向应始终不变。若反向旋转,会因钢丝帘线反向变形产生振动,汽车平顺性变差,所以一些轿车使用手册推荐单边换位法。

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图2-20 六轮二桥汽车轮胎换位法

a)循环换位 b)交叉换位

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图2-21 四轮二桥汽车轮胎换位法

a)交叉换位 b)单边换位

3)轮胎换位后,应按所换的胎位要求,重新调整气压。

4)轮胎换位后必须做好记录,下次换位仍要按上次选定的换位方法换位。