轮胎异常磨损的原因

轮胎异常磨损的原因（精选5篇）

轮胎异常磨损的原因 篇1

摘要：介绍汽车轮胎异常磨损的几种情况, 从物力角度详细分析了轮胎异常磨损的原因, 并结合图示进行了对比研究, 具体研究了汽车轮胎的保养和维护措施, 对于现代交通运输业的发展和国民经济的良性运行具有重要的现实意义。

关键词：轮胎,磨损,维护

汽车轮胎是车辆的重要组成部分, 关系到汽车的使用性能和行驶安全。在汽车的运行过程中要特别注意预防轮胎的早期磨损, 防止轮胎的不正常损坏。正确合理地使用汽车轮胎, 不但可以有效地延长轮胎的使用寿命, 而且对于现代交通运输业的发展和国民经济的良性运行具有重要的现实意义。

1 轮胎异常磨损的物理分析

轮胎内胎故障多数属于偶然原因 (撞击、扎漏、暴裂) 所致, 一旦故障发生, 胎压顿减, 外胎凹瘪, 症状明显, 易于对症排除。[1]而外胎若使用不当就会发生异常磨损, 其主要有以下六种情况。

1.1 胎冠两肩磨耗

造成胎冠两肩磨耗的原因一是胎压经常不足造成的外胎胎冠及两肩严重磨损;二是在标准胎压下使用的外胎, 胎冠磨损均匀、轻微, 胎面保持了原来的基本形状。而轮胎胎压不足和汽车超载是造成胎冠两肩磨耗的主要原因。当轮胎胎压不足时, 充气轮胎的刚度也要因之下降, 行驶时胎侧发生强烈弯曲, 使胎体产生很大的应力, 帘布层要受到损害, 在弯曲变形的同时, 还提高了胎温。由于温度和应力的提高, 导致外胎脱层, 因脱层间产生摩擦, 又使胎温更进一步增高, 其恶果可造成轮胎暴裂故障[2]。此外, 胎压严重不足时, 外胎能在轮辋上窜动, 内胎气门嘴受剪切, 易于损坏。特别是在使用双胎并装的场合, 由于胎压不足或轮胎超载, 胎侧变形严重, 还会产生两胎胎壁的磨损 (擦伤) 。

1.2 胎冠中部磨损

当轮胎气压过高时, 轮胎接地的单位面积上压力增高, 致使胎冠中部很快磨损, 同时, 帘布层中的帘线将承受极大的拉伸应力, 也会引起早期损坏。如果胎压超过标准20%, 轮胎应力就超过30%以上[2]。在充气过量的情况下, 汽车如果行驶在不平坦的路面上或遇到路面上的障碍物, 那么, 它行驶的平稳性就会下降, 甚至还可能导致轮胎冠部暴裂。

1.3 胎冠外侧磨损、内侧偏磨损

此类磨耗多发生在转向轮。胎冠外侧磨损是由于外倾角过大所致, 而内侧偏磨损是外倾角过小造成的。

1.4 胎冠由外侧向里侧、由里侧向外侧呈锯齿状磨损

胎冠由外侧向里侧呈锯齿状磨损是由于前束过大造成, 而胎冠由里侧向外侧呈锯齿状磨损则是前束过小所致。

1.5 胎冠呈波浪状或蝶边状磨损

胎冠呈波浪状或蝶边状磨损是由于车轮平衡不良, 轮毂轴承松旷, 轮辋拱曲和经常采用紧急制动等原因造成的。

2 汽车轮胎的保养对策

2.1 及时检查和保持合适的气压[4]

汽车轮胎在使用中, 如果轮压过低或轮胎负荷过大, 在外力作用下胎体变形大, 胎面与地面的接触面增大, 使胎面和胎肩的磨损加快;轮胎气压过高, 轮胎刚性变大, 与地面接触面变小, 轮胎磨损加快, 因此应保持轮胎气压在正常范围内, 每天出车前可借助撬棒、长螺丝刀木柄等光滑器具适度敲击轮胎检查轮胎气压, 或用脚踢轮胎胎面感知轮胎的变形和气压, 并可感知轮毂轴承的松紧度, 对行车安全十分有利。

2.2 认真执行轮胎换位, 可以平衡轮胎的不均匀磨损

由于汽车的总重量不是均匀的分布在每一只车轮上, 所以, 当汽车在上坡、下坡, 转弯, 制动, 加速时, 前、后桥负荷将会随之改变, 又因公路路面呈拱形, 故左右, 内外轮胎的负荷也有差异, 磨损必然不同, 一般来说, 汽车的前轮胎比后胎磨损得相对快一些, 可采取交叉换位法和十字交叉循环换位法定期对轮胎换位, 就能平衡全车轮胎的负荷磨损, 这是延长轮胎使用寿命的有效措施。

除此之外, 还要定期检查汽车挡泥板、翼子板和汽车货厢有无与轮胎擦碰处;注意检查轮胎与轮胎之间有无夹石, 如有应挖出轮胎花纹中的夹石及杂物。雨天通过泥泞路面后轮胎变得很脏, 应视情况及时清洗干净。汽车不应停放在油污地面上, 防止轮胎受腐蚀老化变质, 同时应使备胎保持正常的气压, 以备某个轮胎损伤时更换。

2.3 适时检查前轮定位及车轮平衡

察觉轮胎有异常磨损的症状时, 应及时检查前轮定位是否正确, 可采用四轮定位仪或前束尺、量角器等器具测量前束值、主销后倾与内倾角等, 必要时予以调整, 如主销磨损使倾角变化应给予更换。及时检查转向传动的杆件是否弯曲变形, 否则应校正或更换, 保证转向功能良好, 前轮外倾适度, 汽车行驶稳定, 减少轮胎磨损[5]。

汽在车运行的过程中, 因起动、停车、转弯不及时等发生的打滑而造成的轮胎磨损, 产生车轮的不平衡状况, 使磨损不均匀, 导致乘座的平稳舒适性降低, 所以, 当汽车每行驶8000km～9500km时应检查平衡车轮, 或视情况检查调整车轮的动平衡性能, 装用防滑链条时, 应两边车轮并装, 通过困难路段后应立即拆除;汽车陷入泥泞或深沟道路时, 应尽量避免车轮空转;夏季长途行车, 应适当增加停车休息次数, 使轮胎自行散热, 禁止泼冷水降温和放气降压, 以免轮胎骤冷收缩爆裂或其它损伤。

2.4 尽量减少紧急启动、紧急刹车、紧急转弯等不良习惯, 正确选择路面, 避免轮胎超负荷运行

驾驶技术与轮胎异常磨损、使用寿命也有着密切关系, 急剧起步, 紧急制动、高速行驶、急转弯和漫不经心的超越障碍物等都会引起轮胎异常变形和滑移, 加速轮胎的磨耗和损坏[5]。为此, 在行车中宜采用经济车速, 按道路情况掌握车速;汽车转弯时应随弯转动方向, 以减少轮胎的磨损。超越障碍时, 防止路面石块、玻璃等尖锐锋利的物体刮伤轮胎, 尽量避免使用紧急制动。汽车驾驶时应选择相对平坦良好的路面, 减少轮胎磨损, 不顾轮胎的承受能力野蛮驾驶将对轮胎的使用寿命影响很大。

轮胎的负荷是一定的, 应尽量避免超负荷运行。一般小轿车超负荷运行的情况较少, 载货汽车有时超负荷较大。如有必要超负荷时, 应控制在20%以内。少数载货汽车, 为了多装运货物, 严重超载, 对于汽车轮胎十分不利, 有的汽车轮胎的损坏就是超负荷被压爆胎的。特别在极差路况上尽量少超载, 路上颠簸振动过大, 易使货物偏到车箱一侧, 使汽车和轮胎的冲击负荷急剧增加, 对轮胎危害极大, 应合理装载, 保证轮胎在所能承受的负荷范围内良好运行。

3 结语

轮胎在汽车使用过程中, 是仅次于燃料的一项重要运行消耗材料。正确使用、加强保养、及时换位, 可以延长其使用寿命, 对降低汽车运输成本具有重要经济意义。

参考文献

[1]徐明会.轮胎胎侧外观质量缺陷的原因分析及解决措施[J].轮胎工业, 2001 (9) :42～43.

[2]李建群.轮胎的使用环境与磨损[J].汽车维修, 2001 (4) :53～55.

[3]赵振友.轮胎早期磨损的主要原因[J], 商用汽车, 2001 (8) :18～19.

[4]郑九昂, 齐国强.汽车发动机保养修理问答[M], 北京:机械工业出版社, 1993:69～79.

[5]张凯良.汽车修理手册[M], 机械工业出版社, 2004.

轮胎异常磨损的原因 篇2

关键词：直流电机；换向器；磨损；保养

中图分类号：TM307.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0124-01

换向器是直流电机的核心部件之一，其性能好坏对电机的运行具有决定性作用。换向器一旦出现异常可能会导致电机换向不良，严重时还可能引发其他事故，造成直流电机损坏，影响绞车、转盘、泥浆泵的运转，耽误钻井生产。

1 换向器异常磨损的原因分析及处理

1.1 机械性磨损的原因分析及处理

1.1.1 原因分析

①碳刷压力过大或过小。电刷压力大时容易减小电刷径向跳动幅度，对换向性能的提升比较有力，不过压力过大则会增加机械磨损，降低换向性能；压力过小时，那么电刷和换向器接触不良，很容易造成电弧，加大换向火花，同样会造成换向器异常磨损。②换向器表面有异物或粘附油污。换向器运行或维修过程中可能会有粉尘、铜屑、云母粉等杂物进入，杂物一旦进入会在短时间内损伤换向器，同时电刷上会产生电流集中现象，使损伤进一步恶化。换向器表面粘附油污时，会增大摩擦系数，进而导致换向器和电刷之间的异常磨损。另一方面油污深入电刷后，会改变电刷表面的成分，降低其滑动特性。换向片不平和云母凸起。当然，对于换向器而言，在制作中容易受到外界的撞击、超速或换向片老化等，这样常常会造成其表面凹凸不平。云母凸起说明是因为换向片磨损超过云母片下刻深度或车削后云母片下刻不正确造成的。换向器表面一旦出现凹凸不平，电刷就会出现剧烈跳动，从而增大换向器与电刷之间的磨损。

1.1.2 处理措施

对于机械性磨损，应先查明故障原因，然后采取合理的处理措施。以上原因的处理措施分别为：①控制电刷压力，用测力计测量电刷压力应控制在40±4 N范围内。②检查电刷的接触面，查看有无夹杂物的情况，用00#玻璃砂布对电刷的接触面进行打磨，修正换向器的表面，并对电机进行彻底的清洁处理。检查有无油污进入，尽可能选择致密性电刷，防止油污渗入。③先根据换向器跳动状况判断故障，若磨损严重，则研磨凸起部位，或者采取车削处理；云母片凸起应使用专用工具去除，使其低于转向器表面。

1.2 电气性磨损的原因分析及处理

1.2.1 原因分析

①电刷型号不匹配或使用不同厂家生产的同一型号碳刷。电刷性能对电机换向器的运行和磨损影响巨大，应做好电刷的选型工作，选择时应对电刷的接触压降、电力密度、换向器圆周速度、电刷硬度以及摩擦系数等要素进行整体的考虑。以接触压降为例，较高压降的电刷能减少换向电流，提高换向性能，不过过大的压降会增加接触损耗，不利于电机效率的提高；不同厂家生产的同一型号碳刷性能会有偏差，使用到同一电机中时，会造成换向器磨损程度不一致，进而加剧换向器表面磨损恶化。同时，电刷过热还会对氧化膜产生破坏作用，反而降低了换向性能，增加换向器的磨损。②电刷电力密度过低。选取电机时，若电机功率裕度过大，则直流电机会在轻载下运行，电机长期轻载运行会导致电刷平均密度降低，温度下降，不利于换向器表层氧化膜的形成，影响电刷滑动的稳定性。③电机超载运转。电机超载时，负载电流超过规定值，若电机长时间超载运行，会使氧化膜加厚，引发振动开裂，从而出现氧化膜脱落或剥层的现象。电流容易集中在氧化膜薄层部位，使局部电流加大，改变换向条件，加重换向器磨损。

1.2.2 处理措施

①根据电刷的电流密度和换向器速度选择电刷型号，再结合电机额定电压和电流值确定电刷的具体型号。具体措施如下：根据电机电压选择合适的电刷，高压、小电流电机可选择压降较大的电化石墨电刷；电机、碳刷要选用同一厂家、统一型号的产品；电刷与刷盒的间隙要满足相关规定，确保电刷能在刷盒内上下自由移动；同台电机弹簧压力差控制在20%以内；电刷沿换向器周围均匀分布，碳刷与换向器的接触面积至少为碳刷截面积的80%；新碳刷使用前需要在电机上进行磨弧度，将细玻璃砂纸放置在换向器与碳刷之间，将弹簧的压力调整到位，沿着电机旋转方向来研磨；在研磨的时候，砂纸要尽可能的靠近换向器，一直到碳刷弧面完全满足要求为止；将砂纸取下，借助高压空气将换向器表面的粉尘进行吹净，紧接着用软布给予擦拭。②如果在使用中出现消耗电流比较低，意味着电机功率比较大，需要对电机参数进行重新选择。选择时，可参照如下规定：负载与电机之间为直接传动，则电机功率应为被拖动负载机械功率的1～1.1倍；若负载与电机之间存在传动系统，则电机功率应为被拖动负载机械功率的1.1～1.2倍。③严格控制电机荷载，防止电机长时间超载运行。

1.3 化学因素分析及处理

1.3.1 原因分析

①空气湿度。钻井现场的直流电机在裸露的空间运转，湿度对换向器表面氧化膜的形成影响较大，湿度过高时，换向器表面形成的水膜过厚，由于电解作用，电刷上会析出铜，增大接触电压和表面粗糙度，影响电刷和换向器之间的摩擦。湿度过低时，换向器表面无法形成具有润滑作用的氧化膜，从而导致换向器异常磨损。②有害气体。大气中存在有害气体时，可能会引发换向不良或摩擦异常问题。大气中的氯化物、硫化物会在换向器表层形成有害的氧化膜，进而对换向器原有的氧化膜产生严重的破坏作用，导致换向器磨损加重。

1.3.2 处理措施

①控制直流电机运行环境的湿度，采取有效措施，对裸露的直流电机加装防雨棚，湿度大时打开直流电机内部的加热电阻将空气湿度保持在4～10 g/m3范围内，减少湿度引发的异常磨损。②做好电机运行环境的控制工作，避免电机在有害气体中运行。

2 直流电机换向器维护与保养

换向器是直流电机的核心部位，应按照维护保养制度定期对其进行维护，维护时要满足以下要求。

2.1 换向器的外观检查

维护人员要对换向器的表面状况进行仔细观察，并与正常状况进行比对，来判断换向器是不是有正常的性能，正常换向器表面和电刷接触摩擦后通常会表现为均匀、有光泽的薄膜，颜色为深褐色或浅褐色；如果换向器表面存在着不均匀的磨损，或者局部发黑且严重情况的话，应对其进行及时的故障排除。

2.2 碳粉清除

换向器表面积存的碳灰应使用高压风清除，若表面沾有油渍影响清除效果，或者出现轻度发黑的痕迹时，可用干净的、质软的白布蘸酒精清除。

2.3 烧伤痕迹处理

若换向器表面有明显的烧伤痕迹，且用白布+酒精的方式无法有效祛除时，可用00#的玻璃纱布进行打磨处理。打磨时要注意时间不可太长，防止对换向器造成严重损坏；而且禁止用金刚砂布替代玻璃纱布。打磨后需要拆下传动轴端出风罩，利用高压风管从换向器端的观察孔将换向器表面的异物清除掉，清除时选用0.6 MPa左右的压缩风力较为合适。

2.4 换向器表面平整度控制

换向器表面不允许有凸片、严重烧伤或拉伤，磨损深度应控制在0.2 mm以内。若换向器表面磨损严重影响电机正常工作时，应将电机拆卸，重新加工换向器表面。在加工时，换向器表面粗糙度应控制在Ra 0.8～1.6μm；先清除槽内的毛刺、云母粉和铜屑，然后下刻云母槽和车螺旋槽。

3 结 语

钻井现场使用的绞车电机、泥浆泵电机、转盘电机均为直流电机，换向器是直流电机的关键部分，设备操作人员和管理人员应严格按照规定进行操作、维护、保养，及时发现并将排除故障，确保电机运行的安全性，为钻井生产提供稳定的动力保障。

参考文献：

[1] 史桂英.直流电机的保养维护[J].科技展望，2015，（3）.

[2] 郭红梅.脉流电动机电刷与换向器异常磨耗探究[J].中国高新技术企 业，2015，（20）.

[3] 李翠兰.直流电动机换向器磨损异常的原因分析[J].微特电机，2011，

（11）.

轮胎异常磨损原因分析及预防措施 篇3

汽车在正常使用过程中, 轮胎损坏的形式很多, 但常见的损坏形式是轮胎的异常磨损。它大大缩短了轮胎的正常使用寿命, 说明车辆使用中存在隐患, 应该根据轮胎的磨损特征找出原因, 采取有效措施及时排除, 延长轮胎的使肘寿命。

1.轮胎异常磨损的原因

(1) 轮胎胎冠的内侧偏磨, 呈现内锥体。主要原因有:汽车长期在拱形路面上行驶, 不及时换位, 车轴两端向上弯曲变形, 使轮胎内侧承载过大;前轮外倾角不正确等。

(2) 轮胎胎冠外侧磨损严重, 呈现外锥体, 则为车轮外倾角失准或长期未换位所致。在轮胎定期换位的情况下, 当胎面外侧肩部磨损严重时, 则为外倾角过大;当胎面内侧磨损严重时, 则为外倾角过小。

(3) 轮胎的胎冠中部磨损严重, 即胎面中部磨损。主要原因为轮胎长期在过高胎压下工作, 这样容易造成轮胎胎冠中部磨损增加, 花纹底部开裂。另外, 车辆过载, 在行驶中随着轮胎内部温度升高, 同样也会加剧轮胎气压的升高。

(4) 轮胎胎冠的两边磨损严重。主要原因是轮胎气压长期不足, 或轮胎胎面过窄、轮辋过宽, 轮胎的磨损主要由胎面两侧承担。

(5) 轮胎局部磨损严重。主要原因为汽车使用中紧急制动较多, 制动鼓失圆, 轮胎不平衡;轮胎变形等。

(6) 前轮胎单侧胎肩磨成椭圆形。主要原因是前束值不正确且气压不足所致。

(7) 轮胎花纹斑状磨损。车轮总成动平衡不好或车辆减振性能差, 使车辆行驶中车轮跳动过大, 造成轮胎花纹出现斑状磨损;也可能是由于汽车长期在棱角石块路面上行驶所致。

(8) 胎面两边小花纹或大花纹块磨成锯齿形。一般是由于胎面接触坚硬路面的瞬时, 花纹块的前端受挤压变形。

(9) 胎面磨损痕迹从外向内横过胎面, 外侧磨损较严重, 内侧磨损较轻, 则为前束过大;如磨损痕迹从内向外横过胎面, 内侧磨损较严重, 外侧磨损较轻, 则为前束过小。

2.预防及排除措施

(1) 轮胎换位及安装

为了使全车轮胎磨损均衡, 避免不正常磨损和损坏, 应适时进行轮胎换位, 其方法有交叉换位法、循环换位法、混合换位法和同轴换位法。其中用得较多的, 而且效果较好的是交叉换位法。其优点是:对拱形路面的适应性好, 能更好地保证各条轮胎均衡磨损。换位时不用从轮辋上拆胎调面, 并且备胎也可参加换位。交叉换位法应用广泛。如果已经选定此法, 应始终按所选定的方法换位。车轮向车上装复时, 带有旋转方向的轮辋上有“人”字花纹轮胎, 应按规定方向装用。装后轮双胎时, 两个气门嘴应对面 (相隔180°) 装入, 并且气门嘴和制动鼓与蹄片的间隙检查孔要错开。后轮双胎中, 高、低压胎或大、小花纹轮胎不可混装。若两胎磨损不均, 可将磨损大的装在外面, 以适应拱形路面。

(2) 调整转向盘转向角度

转向盘转向角度过大造成轮胎波浪状磨损。调整方法是:将汽车停置于平地, 保持直线行驶位置。转动转向盘, 在一定范围内车轮并不偏转, 表明转向盘自由行程很大, 但转动过程中并无卡滞, 说明转向器中齿轮齿条并无异常磨损。将汽车置于举升架上, 检查转向连接球头销、连接螺栓无松旷, 表明故障不在此处。综合以上诊断, 结论是转向器间隙过大, 导致转向盘自由行程过大。

松开转向器上锁紧螺母, 用内六角扳手转动调整螺栓, 消除齿轮与齿条的啮合间隙, 然后再将锁紧螺母锁紧 (注意:不要使调整螺栓同螺母一起转动) 。转向系统中各运动副均无间隙配合, 即转向盘为无自由行程。所以一旦感到转向盘有了自由行程, 则要调整和检查球头销、球头座及弹簧。若是转向器间隙较大, 就可能导致转向盘产生很大的自由行程 (游隙) , 这样在转向盘转向时就会有很大的空转角度, 并会产生转向盘的振颤现象, 有可能会出现轮胎胎面波浪形磨损的情况。

(3) 前轮前束的调整

前束可以通过调整横拉杆的长度来加以保证。前束数值一定要按说明书提供的数据进行调整。

开始调整车轮前束时, 应将左右车轮轮流用千斤顶顶起离开地面, 检查左右摆动情况。若发现摆动过大, 应对两轮轮毂内轴承的间隙进行调整。如果旷量不大, 就将两轮全部顶起并摆正, 在两轮胎胎面中心各画一道直线, 用钢卷尺测量两线间的距离, 记下数据。将轮胎后方数据减去前方数据所得差值, 与规定的前束值进行比较, 如数值不符, 则用扳手松开横拉杆上接头锁紧螺母, 旋紧或旋松横向拉杆。当差值小于规定值时将横向拉杆旋松, 当差值大于规定值时则将横向拉杆旋紧。反复进行, 直至调好, 最后按规定的转矩值紧固锁紧螺母。

(4) 合理操作

中重型汽车轮胎异常磨损浅析 篇4

关键词：中重型汽车,轮胎,异常磨损,浅析

前言

当前国内市场上中重型载重汽车轮胎尤其是转向轮轮胎异常磨损现象时有发生。通过对市场上的轮胎异常磨损问题进行现场调查和确认,并采取服务措施,收集整理相关信息,包括整车转向轮定位参数的变化、车辆用途、行驶里程、行驶路段等,并对上述信息进行综合分析后,认为轮胎的异常磨损,与以下几个方面因素有关:设计、生产制造、用户使用、路况等。本文着重从以上几个角度进行分析、探讨轮胎异常磨损的原因及异常磨损问题分析处理步骤。

1、设计因素

1.1 车轮转角关系匹配

图1所示为汽车转向时转向轮转角的关系。汽车在转向过程中,要避免车轮滑移,车轮保持纯滚动,所有车轮都必须绕同一瞬时中心转动,各转向车轮的转角应保持一定的对应关系,这就需要各转向桥的转向梯形机构来保证同一桥上两个车轮的转角关系,前、后可调连杆和前、后悬臂机构来保证不同转向桥上同一侧的两个车轮的转角关系。同一转向桥的内外轮转角关系应符合所谓的阿克曼条件,阿克曼条件是一种理想状况。

车辆在实际运行过程中不可能处于这种理想状态,实际状态下的车辆在转向过程中的转动中心比理论状态下要靠前,这是因为在车辆转弯行驶时,受侧向惯性力作用,轮胎要产生侧偏,导致转向中心前移。同时设计上也存在一定的误差。随着车辆向高速发展,转向梯形设计时采用平行转向设计,内外轮转角差介于阿克曼值与0之间。通过试验发现,该种设计比较适用于高速、采用低压轮胎的乘用车,中重型车转弯车速低、轮胎气压高侧偏刚度大,内外轮转角差应尽量符合阿克曼条件,尤其是双前桥转向中的第二桥。单前桥(转向桥)载重汽车,其对左右轮的转角关系敏感度较多前桥转向低。

1.2 直线行驶状态下转向轮参数协调性

1.2.1 转向轮定位参数的匹配

前轮定位参数在讨论轮胎异常磨损中致关重要。特别是前轮外倾角与前轮前束的匹配,首先要理解它们的作用,前轮外倾角:避免车桥因承载变形而可能出现的车轮内倾,从而避免汽车轮胎的偏磨损。同时,一定的外倾角可减轻轮毂外轴承的负荷;前轮前束:在车辆前行时,减少因轮胎外倾造成的两轮分别向外滚开的趋势,使轮胎不致在地面上横向推磨而产生异常通报。

外倾角过大时,轮胎外侧胎肩磨损较严重(图2 a);外倾角过小时,轮胎内侧胎肩磨损较严重(图2b);车轮前束过大时,车轮偏向行驶中心线,边滚动边向外滑动,造成胎面产生从外侧到内侧的横向磨损,外侧磨损严重(图2 a);车轮前束过小时,车轮偏离行驶中心线,边滚动边向内滑动,造成胎面产生从内侧到外侧的横向磨损,内侧磨损严重(图2b)。

以上几种状态虽然能保持车辆直线行驶状态,但轮胎在运动过程中有相对地面的横向移动,即所谓轮间侧滑,将加剧轮胎磨损。这种侧滑量一般不允许超过5m/Km。

同一轴车轮外倾角不相等(相差大于0.5°)时,会引起车轮向外倾角大的一侧拖曳,并产生车轮摇摆,加剧轮胎磨损,这种情况下一般会伴随有跑偏情况发生。

1.2.2 两转向轴平行度对轮胎磨损的影响

当两转向轴不平行度较大时,也能保持车辆直线行驶,但两轴有相反的运动趋势,产生相反的相对地面的横向移动,即所谓轴间侧滑(图3)。

以上两种行驶状态,不但对轮胎的使用造成重大破坏,而且对整车的经济性也有很大影响。这样会使同一轴轮胎的磨损部位都在同一侧(图4),即如果第一转向轴两轮胎都是右侧磨损(图4a),那么第二转向轴肯定是两轮胎左侧磨损(图4b)。

1.3 前悬架与转向系的协调性

1.3.1 前轴与前板簧定位

前转向轴是靠前钢板弹簧中心螺栓定位,如果前转向轴定位孔与前板簧定位螺栓匹配不合理(配合间隙偏大),就有可能造成前转向轴与车辆直行方向不垂直、第一、二转向轴不平行,导致前轮异常磨损。

1.3.2 转向系与前悬架的运动匹配

在轮胎跳动和车辆侧倾时,若转向系与悬架的运动关系不协调,将引起转向车轮侧倾而干涉转向。在汽车行驶时,这种干涉会引起前轮转动,从而一方面损害汽车的操纵性,另一方面引起轮胎的摆振,加剧轮胎的磨损。转向系统在设计时就要进行转向运动校核,运动干涉量要符合设计要求,并尽量小。

上述的参数对轮胎的磨损影响很大,因此在设计时要进行运动学分析,和相关的理论分析,在设计上保证前轮不会产生异常磨损的缺陷。

1.4 轮胎结构和花纹匹配

实验表明,子午线轮胎的耐磨性要比斜交线轮胎高出30%～50%,轮胎的运行条件越是恶劣,子午线轮胎在磨损方面的优越性就越是明显。图5是在侧向力相等条件下用实验方法测得的轮胎磨损率与侧偏角之间的关系曲线。

胎面花纹也是决定轮胎特性的重要因素。胎面花纹对轮胎的滚动损失和胎面磨耗具有重要影响。

胎面花纹基本上可分为纵向花纹、横向花纹和块状花纹三类。其中块状花纹由于花纹在纵向和横向都不连续,胎面在切向力作用下的滑移较大,再加上它在路面接触过程中的不连贯,存在冲击,因此其耐磨性最差。

胎面花纹的密度系数对轮胎磨损也有较大的影响。胎面花纹的密度系数提高后不但可以增加轮胎与路面间的直接接触面积,降低接触压力,而且可增加胎面的切向刚度,减少轮胎与路面间的滑移量,从而减少轮胎的磨损。所以,在保证胎面花纹排水和贮水能力的前提下,应尽量提高胎面花纹的密度系数。

此外,胎面花纹的深度增加,会因花纹块的滑移大,而使胎面磨耗增大同时还将导致磨耗不均匀。

2、生产制造因素

2.1 转向连接杆件

双前桥转向虽然在结构设计上十分合理,但零部件在生产制造过程中不能保证产品质量或者产品本身不能满足使用要求,在使用过程中就可能会改变前轮转向参数,造成前轮轮胎异常磨损。主要有以下几个方面:

(1)前桥横拉杆刚度偏低或强度不够易折弯,造成转向中心位置改变和前轮前束偏小或负值;

(2)两转向轴直拉杆刚度偏低或强度不够易折弯,造成转向中心位置改变和两转向轴不平行度增大;

(3)可调连杆(连接两转向轴,控制两转向轴转角关系)长度难控制,装配调整没有到位,两转向轴平行度太差也将会影响轮胎的磨损。

2.2 轮胎质量和动不平衡

轮胎的质量尤其是胎面胶的耐磨性直接影响着轮胎的使用寿命,所以轮胎质量也是异常磨损的一个主要影响因素。

车轮在高速旋转时,其不平衡质量将引起车轮的上下振动和横向摆动,影响了汽车的操纵性、平顺性;同时又加速了轮胎的异常磨损。车轮的摆振角随不平衡量的增加而增大(如表1所示),这样车轮的动不平衡性的大小将直接影响到轮胎的磨损量,使轮胎出现斑秃形磨损。

2.3 制动系统工作不良

同轴左右制动严重不平衡、制动拖滞和制动鼓失圆等导致轮胎拖磨,使轮胎产生局部磨损。

2.4 车架精度

车架弯曲、变形有可能导致轮胎有规律的偏磨。目前产生偏磨的机理还未找到。

3、用户使用因素

3.1 轮胎气压异常的影响

车辆使用过程中,如果轮胎的气压过低,由于胎侧刚度的影响,胎肩部的压强将增大,而胎冠部的压强将减小,从而使胎肩部的磨损加剧,而胎冠部的磨损减轻(图6b)。另外由于轮胎的气压越低,其侧偏刚度越小,在一定横向力作用下其滑移角越大,也会增大磨损。同样如果轮胎气压过高,则轮胎的胎冠部将明显突出,使胎冠磨损加剧(图6a)。而且轮胎气压过高使轮胎变硬、刚度增大,起不到应有的缓冲作用,导致轮胎受到的动载荷增加,易产生胎体爆裂、脱层和外伤等。

各种车型对轮胎气压有明确要求,应确保轮胎在规定的标准充气压力内。重型卡车允许气压误差值不超过±0.2MPa,同一辆车上各轮胎的气压差不应超过0.02MPa。

3.2 超载影响

当其它参数不变时,磨损量与载荷成正比,载荷越大,轮胎与路面间的接触压力就越大,轮胎的磨损就越严重。但载荷对轮胎磨损的影响主要还不在于它使轮胎与路面间的接触压力增大,而在于它使轮胎在驱动、制动及转向时的切向力显著增加。因而,超载或载荷分布不均都会影响到轮胎的磨损。具体地讲,轮胎在正常气压下,超载对轮胎的影响与胎压不足的效果几乎相同;若轮胎本身气压较高,从某种角度上讲,超载与胎压过高相互补充,这样只会加剧胎冠的均匀磨损。当承载负荷超过额定值的10%、20%、50%、100%时,则轮胎行驶里程数将相应地减少8%、35%、50%、80%,轮胎的寿命随超载的递增而缩短;偏载使部分轮胎磨损加剧。如果是子午胎,由于层数较斜交胎少,气压过大胎肩鼓出,易磨损胎肩。

另外,当严重超载时前轴相对刚度偏低,容易产生弯曲现象,当前轴上下方向弯曲时,会使车轮产生外倾效应;前轴前后方向弯曲时,会使车轮产生前束效应。

3.3 驾驶员操作习惯影响

轮胎冲击、震抖,使其滑动摩擦而加剧磨耗;凹凸不平的路段和尖锐的障碍物,轮胎与沟、坑边缘发生猛烈撞击会加速损坏,道路上的污物和不明液体;陷车时轮胎空转均可能加剧磨损;紧急制动和急速转弯也会加速轮胎的磨损。

3.4 维修保养

转向传动机构磨损部件而使得前轮定位参数发生难以预料的变化,这样会最终影响到轮胎胎面的偏磨损。板簧与板簧支架的连接松旷、前桥安装U型螺栓松旷、前桥轮毂轴承松动均会产生斑秃状磨损。定期检查、维修保养是防止轮胎磨损的必要措施。

4、轮胎异常磨损问题的一般分析处理步骤

轮胎异常磨损问题分析处理,一般可采用下述步骤:

(1)故障模式调查。查看故障车辆轮胎磨损部位,磨损状态,忽略次要因素,采用统计方法确认主要故障模式;

(2)车辆信息调查。车辆使用工况、行驶里程、出现故障的里程、轮胎使用时间等;

(3)分析可能的原因。根据故障模式、车辆信息、轮胎磨损影响因素,进行FTA分析,推断可能的原因;

(4)检测调整、验证。根据推断出的可能原因,进行检测及调整,采用排除法逐一验证;

(5)完善FMEA文件。解决问题后完善FMEA文件,为后续的问题分析提供帮助。

5、几种疑难故障实例的解决措施

故障分析处理实践会总结积累一定的解决轮胎磨损的经验,但造成轮胎磨损问题的因素错综复杂,实际问题往往是多种因素共同作用的结果,通常采用以往的经验并不能直接解决问题。下面列举几种市场疑难故障实例的解决措施,以期带来启发。

(1) 4×2单前桥车型前桥左右车轮外侧胎肩磨损

生产多年的成熟车型少量出现该故障。分析检测转向梯形、前轮定位参数、轮胎气压、载荷、前桥的装配间隙,均符合设计要求;行驶路面、使用保养均与以往车辆没有区别。

解决措施:将主销后倾角增大1°,将前束调整为零。

(2) 8×4载货车所有的轮胎均是胎肩均匀磨损,后桥轮胎磨损更为严重,胎肩与胎冠产生较大落差。如图7。

该车为并装双后桥。更换后桥、板簧等部件,检测、调整后桥推进线、轮胎气压等均没有效果。

解决措施:更换车架总成,问题得以解决。

(3) 6×4自卸车前桥左右车轮外侧胎肩磨损快,轮胎磨损呈锥状,如图8。

检查前轮定位参数、前桥总成间隙、悬架装配间隙、轮胎动平衡等均未发现明显异常,更换前桥、调整前束均没有改善。超载严重地区车辆未出现该故障,载重较小的地区出现上述故障。

解决措施:将7.5t前桥更换为5.5t前桥,问题解决。

6、结束语

本文结合市场问题信息收集及服务实践,对中重型汽车轮胎异常磨损影响因素进行简单的分析,提出了解决轮胎异常磨损问题的一般步骤,并列出了三种疑难故障实例的解决措施,对于分析、解决轮胎异常磨损问题具有一定的参考意义。

参考文献

[1]康展权等.《汽车工程手册.设计篇》.北京.人民交通出版社.2001.6.

[2]刘惟信.《汽车设计》.清华大学出版社.200l.

[3]陈家瑞.《汽车构造》.下册.人民交通出版社.1998.8.

[4]李兵源,刘志华.《轮胎异常磨损的原因及诊断方法》.《公路与汽运.》2003.第1期.

[5]安相璧等,《车轮定位与轮胎磨损关系分析》.《汽车研究与开发》2001第2期.

机动车轮胎非正常磨损原因分析 篇5

这里我们重点分析轮胎的异常磨损。检查轮胎花纹的异常磨损, 可以发现故障的早期征兆和原因, 以便及时排除影响轮胎寿命的不良因素, 防止轮胎早期磨损和损坏。

1.前轮轮胎偏磨

故障现象:轮胎的胎肩磨损、胎冠磨损、轮胎一侧磨损和羽片状磨损。

故障原因:

(1) 前轮定位及操纵特性失调。

(2) 轮胎以极限横向偏离角滚动时最终将导致轮胎偏磨, 并伴有纹槽磨凿特征, 胎面出现细缝。在路面长时间行驶后, 轮胎最终将发生“磨光”效应。

(3) 在多弯道路段上高速行驶时, 轮胎外胎肩的磨损尤其严重。

(4) 外胎肩磨光及外胎花纹的严重磨损可归于高速转弯。因此, 驾驶方式是这种磨损类型的直接原因。

(5) 为使操纵特性达到最佳状态, 必须将行驶系统的车轮定位的车轮外倾角调整到规定值。如果轮胎在偏离规定值的条件下运转, 势必导致单侧严重磨损。

(6) 尤其在车轮定位外倾角失准的情况下, 轮胎偏磨尤其严重, 同时将加剧轮胎对角线磨蚀。

排除方法:避免车轮偏磨, 必须使车轮定位角调整正确, 停车时不要使车轮碰撞马路缘。适当选择前束可使前束引起的侧向力与车轮外倾引起的侧向力相互抵消, 能避免额外的由轮胎横向滑磨而引起的异常磨损。子午线轮胎胎侧软, 胎冠硬, 主要变形区在胎侧, 因此它的外倾角所产生的侧向力比斜交轮胎的小, 随子午线轮胎车轮外倾引起的侧向力减弱, 因而为了平衡这种侧向力而采用的车轮前束值就可以相应地减少。因此, 装用子午线轮胎的汽车, 前束值应比斜交轮胎的小。载货汽车一般是0～3 mm。

2.轮胎胎冠磨损

故障现象:此种磨损常出现在长距离高速行驶的驱动车轮上。

故障原因:高速行驶时, 在离心力的作用下, 胎面中央的轮胎直径伸长量大于胎肩的伸长量, 因此使胎面中央与地面的磨损加剧。此种磨损在扁平率大的轮胎上尤为明显, 不能通过降低气压缓减此种磨损, 充气压力不能低于规定值, 否则会影响行车安全。

排除方法:使驱动车轮适时地与非驱动车轮的轮胎进行换位。

3.轮胎吃角磨损

故障现象:吃角磨损通常与轮胎周向成45°角, 也称为对角线磨损。大多数情况下, 仅有一处对角线磨损, 但也可能沿圆周形成多处对角线磨损。

故障原因:此类磨损的90%发生在前驱动车辆的非驱动轮上, 外倾角越大, 磨损越重。

排除方法:适当降低轮胎气压, 可以减小此种磨损, 两后轮的车轮定位角应保持一致, 若发生此种磨损, 应将轮胎换位至驱动轮上。

4.轮胎锯齿形磨损

故障现象:锯齿形磨损是指花纹块形成阶梯形磨损。

故障原因:轮胎着地时, 花纹块不均匀变形是锯齿形磨损的主要原因, 非驱动车轮比驱动车轮严重, 新轮胎产生锯齿形磨损较多, 这是因为花纹块高度越大, 弹性变形越大。从行驶方向上看, 花纹块前端比后端高。

导致轮胎严重的锯齿形磨损的因素有:整车的车轮定位值偏高;维护时轮胎充气压力不符合规定;粗糙的开式花纹;使用磨损率低和力传递小的轮胎, 如前轮驱动的车辆, 其后轮更易形成锯齿形磨损;驾驶方式不当, 如极端转弯。

排除方法:对于非单一运转方向的轮胎, 一旦形成锯齿形磨损, 则必须改变轮胎旋转方向。锯齿形磨损及滚动噪声严重的车辆, 必须将两轮交叉换位, 可迅速减缓轮胎锯齿形磨损。前轮驱动的车辆, 由于前轮磨损相对较严重, 因此车轮换位后的效果更加明显。换位后, 轮胎滚动噪声可能略有增大, 但行驶500～1 000 km后, 滚动噪声即可恢复到正常水平。

对于单一旋转方向的轮胎 (子午线轮胎) , 在后轮轮胎锯齿形磨损严重的情况下 (前轮驱动车辆居多) , 则必须将前、后轮换位。若某一轮胎胎外缘锯齿形磨损严重, 则必须将两车轮轮胎沿轮辋转动一角度, 改变其相对车桥的位置。