灌水轮胎在压实机械方面的应用

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摘 要：通过对灌水轮胎基本结构的介绍以及水气调压装置的工作原理的阐述，并通过轮胎在压实机械中的应用实验，得出灌水轮胎通过水气调压装置，兼并有充气轮胎压路机的垂直与水平压实力外，在行驶中可以保证连续碾压，分布载荷均匀，根据胎内水量和空气的连续流动的变化，使得载荷缓慢连续变化，这样既可以保证压实材料的变形过程的连续性，也达到一次性碾压到位的目的。

关键词：灌水轮胎 调压控制 压实机械 揉搓

中图分类号：U415.521 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-070-02

1 灌水轮胎基本结构简介

如图1所示，充气轮胎一般由外胎、内胎和垫带组成，而外胎则主要由胎冠、胎肩、胎侧和胎圈等部分组成。内胎中充满压缩空气，外胎用来保护内胎不受损伤且具有一定弹性；垫带放在内胎下面，防止内胎与轮辋硬性接触受损伤。而如图2所示在充气轮胎内胎注入一部分水，再加上适用于水气交换的调压装置，笔者初步认为其将在压实机械上是一种挑战。

2 水气调压装置的工作原理

目前国内外市场上轮胎压路机普遍采用气压集中调压装置，结构原理如图1所示。但其充填效率低，从低压到高压需要的时间较长，因此经济效益较差。故针对这种缺点现在提出把充气改为充水与充气互动调压这种方式，其结构原理如图3所示。

灌水轮胎调压装置的工作原理：

在调压控制系统中，普遍采用轮胎后端管道上安装的压力继电器来控制水泵压缩机的运行。调压装置启动时，加载阀处于不工作态，加载缸不动作，调压机头进水口关闭，电机空载启动。当调压装置启动运行后，如果轮胎用水量较大，储水罐和后端管路中压缩水压力未达到压力上限值，则控制器动作，加载阀打开进水口，电机负载运行，不断地向后端管路输送水进入轮胎。如果轮胎用水设备停止用水，后端管路和储水罐中压缩水压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，压力控制器发出卸载信号，加载阀停止工作，进水口关闭，电机空载运行。轮胎内胎压力会根据路面硬度的大小自动调节收用水量的大小，其主要通过水与气体的相互交换，进水的同时必须排气，但水压量总体大于排气压的大小。这样可以保证轮胎重力增大的同时阶梯式减少胎压，从而快速地使轮胎与地面接触面积增大，更好地完成轮胎与地面待压材料的充分揉搓运动。根据工作原理，我们设计出了能够实现上述功能的自控系统，其控制方框图如图4所示。

4 灌水轮胎的应用前景

由表1可见，随着轮胎内含水量的增加，沥青混合料的动稳定度先增加后减少，相对变形先减少后增加，故在含水量为胎内容积的15%时能够明显地增加路面压实度，从而明显提高抗高温变形能力。

该轮胎压路机是利用充水轮胎的特性来进行压实的机械。它兼并有充气轮胎压路机的垂直与水平压实力外，在行驶中可以保证连续碾压，分布载荷均匀，根据胎内水量的连续流动的变化，使得载荷缓慢连续变化，这样既可以保证压实材料的变形过程的连续性，也达到一次性碾压到位的目的，即所谓的“稳中求快”。

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