高强度防爆轮胎的阶段性分析和论证

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【摘 要】汽车在改变了人们的生活，给人们的出行带来了极大的方便，但让我们体验到极速的同时给我们带来了一定的安全隐患。据权威数据显示高速公路致人死亡的事故中有70%是由于爆胎引起的。因此研究新型防爆轮胎显得尤为必要。防爆轮胎摒弃了原有易爆的充气轮胎，采用了减震性能良好的材料制成的吸振轮辐和表面覆有橡胶材料的胎面结构。该轮辐形式利用特殊的拓扑结构既保证了轮毂的强度，又提高了轮胎的抓地能力，可广泛应用于轿车、重载工程车辆、石油特种车辆。

【关键词】防爆轮胎 拓扑结构 节能

新型防爆轮胎如图1所示，由五部分组成，如下图2-图5所示，其中：（1）内胎面，（2）内胎面中部组件，（3）铰接式结构，（4）外胎面中部组件，（5）外胎面，它是通过铰接结构调整轮胎各部分位置，从而改变不同路况下胎面与路面的接触面积，实现轮胎的阻力系数的改变。

一、总体结构的配合

图1整体视图

二、特殊部分介绍

图2铰接式结构 图3内胎面

图4中部组件 图5外胎面

三、新型防爆轮胎的原理分析

由于轮胎的滚动阻力系数与轮胎的宽度成正比，故所设计的新型防爆轮胎通过五部分的位置相互调整，从而改变胎面与地面的接触宽度，实现轮胎滚动阻力系数的改变，其中内胎面和外胎面为固定部分，位置不做变化，主要通过拓扑结构和铰接结构改变中部组件和铰接结构位置。轮胎不同路面有不同的行驶模式，根据路面条件，新型防爆轮胎可以转换以下4种模式：

模式一（干燥路面条件）：胎面所有组件与外侧体胎面部位保持齐平；

模式二（低滚动阻力路面条件）：胎面中部组件可以部分突出于胎体外侧，与胎体外侧胎面部位保持齐平；

模式三（湿路面条件）：胎面中部部件和铰接式结构体系可收回胎体内部，通过胎面中部结构排水；

模式四（雪地路面条件）：胎面中部组件和铰接式结构可完全与胎体胎面部位保持齐平。

四、展望与憧憬

社会在进步，技术在发展，人们追求高效的劲头也越来越强。NASA在月球车上已经应用了防爆轮胎以增加恶劣路况适应性。米其林正在研究一种原型为拓扑结构的轮胎将使用在美国军事，这无疑也会帮助无气轮胎进入民用领域。防爆轮胎毫无疑问是未来汽车轮胎发展的最重要方向之一，因为它带来的安全性和方便性是人们所需要的。重要的是，随着技术的进步，防爆轮胎的成本最终也将会走到一个合理的阶段。

参考文献：

[1]陈家瑞，张建文，《汽车构造》[M]北京：机械工业出版社，2009.2

[2]朱张校，姚可夫，《工程材料》[M]北京：清华大学出版社，2011：111～113（5）

作者简介：

郭玉宽，男，1992.8.10，汉族，本科，中国石油大学（华东）车辆工程，学生。

孙成富，男，1991.3.29，汉族，本科，中国石油大学（华东）车辆工程，学生。

*本装置已获2013年大学生校级创新创业训练项目