这可能是最危险的爆胎现象,轮胎驻波了解一下|聚侃

言 | 事故现场触目惊心。


究称,高速公路事故中有超过7成是由爆胎引起。既然爆胎这么危险,就有人提出了,我们是不是可以用实心轮胎来代替充气轮胎呢?


给出不能这么做的解释并不困难,因为实心轮胎重量大、减震效果差。不过对方可能会说了,这些问题可以通过减小扁平率以及增加悬挂行程来解决,并不能完全否认实心轮胎被使用的可能。


那是不是真的如此呢?我想你还可能忽视了一个重要论证方向。那就是我们今天要聊到的轮胎驻波现象。什么是驻波现象?那还要从轮胎的运转特点聊起。


我们知道,由于轮胎需要承受上吨的车重,在地面上旋转移动时,接触地面的这一部分区域会发生变形。这带来的好处是能够增加接触面积获得更大的抓地力。


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通常来说,变形部分在离开地面后会逐步回弹,直到下一次接触地面前恢复到未变形状态。不过凡事没有绝对。这有点像呼吸,轮胎接触地面就像吐气,离开地面就像呼气。既然呼气和吸气需要时间,轮胎也同样如此。

所以理论上会出现一种极为特殊的情况——在还没来得及呼气的时候又吐了一口气。你可以试试这种感觉,肯定会很难受。以上这个例子就是轮胎驻波现象的通俗理解。

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驻波现象是一种非常危险的驾驶状态,因为轮胎一直处在“亏气”的状态,胎面不断被地面和轮毂挤压,高温和高摩擦带来的损伤是不可想象的。

通常来说发生驻波现象后,车轮就好像被狗咬了一样,整个轮胎会被撕裂得非常严重,轮胎帘线层与橡胶层剥离,甚至还能看到被轻微烧焦的现象。比如上图这些,看起来非常触目惊心。

相较而言,实心胎虽然不容易变形,但回弹的速度相应也会慢一些,在高速转动时更容易出现这种“呼吸不畅”的现象。

一、轮胎驻波可不是简单的漏气爆胎

从原理上说,驻波现象是轮胎弹性恢复周期超过了轮胎受压周期。

虽然它同样会发生爆胎,而且不少人这时候会简单认为这就是普通的爆胎(比如漏气、被锐利物扎破)现象。但事实上这是一种比普通爆胎更为危险的现象,因为即便胎压状态良好的情况下也有可能发生驻波现象。

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更为可怕的是,驻波现象不像漏气或者方向跑偏这类,驾驶员很难发现征兆。由于又是汽车在高速行驶时才会产生的破坏现象,危险发生几乎就在一瞬间。所以了解避免轮胎驻波的办法就变得尤为重要了。

一般而言,我们认为轮胎运行速度过快和轮胎弹性刚度不足是导致轮胎驻波的主要原因。

转速就好比呼吸速率,过高的转速更容易导致“呼吸岔气”。轮胎驻波是汽车在高速行驶时才会产生的破坏现象,因此将轮胎在高速行驶中出现驻波的速度称为轮胎的临界速度。而这,也正是轮胎上最高限速值的来历。比如225/60 R17 99H中,“H”表示最高速度不得超过210km/h。

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不过我们并不能因为汽车驾驶在临界速度以下就掉以轻心,因为在临界速度以下时也有可能发生驻波现象。

这是因为轮胎是一个极为复杂的配件,通过理论计算出的临界速度是假设轮胎不会出现其他异常状况才得出的。但像胎冠部分刚度弱、胎压不够都会降低临界速度。

二、如何避免轮胎驻波现象的产生?

为了提高轮胎的临界速度,竞赛汽车轮胎采用宽断面轮胎,并将帘线沿圆周方向布置,同时尽量较少薄胎冠胶层的厚度,这些措施有明显效果。但对于普通汽车轮胎不一定都适用。因为这样做会使得普通轮胎胎面挠曲变形加剧。

一般来说,子午线轮胎的胎冠刚度较大,出现驻波的临界速度明显高于斜交胎,再加上它有更高的回正力矩和侧向力又能够进一步降低轮胎弹性恢复周期。所以这也是为什么子午线轮胎会越来越多的原因之一。特别要强调的是,断面高度较小、胎侧刚性较大的低断面子午线轮胎在避免驻波问题上尤为突出。

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除了以上因素外,普遍认为充气压力的增大能提高临界速度。所以如果汽车长时间在轮胎最高速度附近行驶时,将轮胎的充气压力提高20~30kpa也能有效阻止驻波的发生。当然了,我们通常不会将汽车长时间处在超高速驾驶状态,所以这种小技巧很难使用到。就当是作为了解吧。

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但赛车运动就不一样了,比如FIA就非常关注轮胎胎压最小值,这是因为很多厂家为了提高成绩会铤而走险,通过降低胎压来获得更大的抓地力。显然这会增加驻波现象的发生几率。

所以以后要是有人问你为什么F1官方要查常胜将军梅赛德斯奔驰车队的胎压,用低压容易爆胎来解释就不够专业了,更专业的说法是低压会增加轮胎驻波的风险。

车聚小结

汽车轮胎就好比篮球鞋,保证舒适性、包裹性的同时又要保证足够的支撑性才能算上是一双好鞋。一双鞋的好与坏,对于我们普通人来说可能平时不会感觉到差别,但对于运动员来说就不一样了,因为需要经常做一些极限动作这些特质缺一不可。

但我们也不可以掉以轻心,因为我们的日用轮胎不比赛车轮胎,可能使用几百公里就直接报废了。因为需要长时间使用,日积月累下的小毛病有可能在某一瞬间爆发。所以请务必关注轮胎的最高车速限制,并勤于检查轮胎的胎压和表面(特别是胎冠部分)是否出现异常。

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