汽車輪胎常見故障分析及失效檢查處理

張偉旗

(江西銅業集團銅材有限公司，江西貴溪 335424)

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汽車輪胎常見故障分析及失效檢查處理

張偉旗

(江西銅業集團銅材有限公司，江西貴溪 335424)

針對汽車輪胎常見故障進行長期深入的研究，闡述故障輪胎的檢查程序及方法，重點分析輪胎常見故障誘因，并提出相應的失效處理措施，可顯著提高汽車行駛的安全舒適性、穩定性、經濟性及使用壽命，為輪胎及相關行業提供參考。

汽車輪胎；故障分析；失效檢查；處理措施

0 引言

汽車是一種現代化的交通運輸工具。隨著經濟全球化的到來，公路運輸需求強勁增長且日益繁忙，車速較高，無疑給人們帶來極大的便利和巨大的財富。輪胎是汽車極其重要的安全裝置之一，隨著汽車保有量的增多，輪胎故障屢見不鮮且逐年呈上升趨勢，交通事故特別是爆胎、追尾及翻車事故陡增，輕則造成車輛報廢，重則車毀人亡，導致國家和人民的財產遭受巨大的損失。

汽車輪胎的運行工況惡劣，其故障成因復雜，表現形式也多種多樣，且有自身的變化規律和特征。輪胎使用過程中，易受到機械的、電氣的、物理的、化學的各種壓力的作用，道路、自然環境等多種因素的影響，以及司機和維修人員等人為因素的制約。針對汽車輪胎常見故障分析及失效檢查處理進行研究，可準確、迅速地判斷及排除輪胎故障，對輪胎系統的安全可靠性、實時性、可擴展性及運行效率等運行指標影響極大。

1 故障輪胎的檢查程序及方法

輪胎裝在鋼圈上，無法排查輪胎內部或胎唇損傷，必須先從鋼圈上卸下汽車輪胎，備好輪胎筆、放大鏡、手套等必要的工具。手工地面解體檢查輪胎時，應保持工作場所平整、干燥、清潔、無油污和泥沙且視線充足。故障輪胎排查項目包括汽車品牌、輪胎型號、氣壓、行駛路線、路程、路況、最高和平均速度、駕駛習慣等；輪胎排查順序通常為胎冠→胎壁→胎唇→內襯→輪輞。先要檢查輪胎胎壓是否合適、花紋深度、花紋磨損程度及胎面是否有金屬鑲嵌物或其他夾雜物，再排查輪胎內外壁是否有刮蹭、劃傷、鼓包及輪胎的整體磨損狀態，是否異常磨損如偏磨、啃胎等，最后檢查輪輞。

為確定檢查的起始位置，先在胎面劃一道從胎唇一側至另一側的橫線，將輪胎面對自己轉動，用輪胎筆標記所有的割傷、夾雜物、撞擊及胎面故障痕跡，且用手觸摸胎壁，排查是否有割傷、變形或其他痕跡，認真檢查內外側胎唇；檢查輪胎時，需戴好手套和備好布，將布沿著輪胎內側擦一圈，可能會觸及一些能刺穿胎體的鋒利釘子、玻璃或鋼絲等。異物易刺穿輪胎傷及輪胎內部，即便是輪胎外傷看上去能夠修補，但一些損傷如撞擊斷紗或撞擊后因挾傷而斷紗等，輪胎外表雖無痕跡，卻在胎層內部留有痕跡。

2 輪胎常見故障分析及失效檢查處理

2.1 胎面故障

2.1.1 不規則磨耗

該故障主要表現為輪胎磨損不均。每只輪胎皆有正常的里程數即使用壽命，但由于輪胎充氣氣壓不正確、輪胎老化、脫層變形、車輛的機械原因等，皆會加劇輪胎的不規則磨耗，導致輪胎快磨。輪胎氣壓過低或超負荷行駛時，輪胎與地面的接觸面積增大，致使輪胎兩邊與地面接觸工作，易造成胎面兩邊或兩側胎肩異常磨損，導致輪胎兩邊磨耗過大；氣壓過高時，車輛前束角調整不正確，俗稱內八字或外八字，會導致羽毛狀磨損，需維持輪胎標準氣壓；懸架部件彎曲或磨損、車輪錯位、輪胎及車輪總成不平衡等皆會造成杯形磨損，杯形磨損不可逆，一旦發生，輪胎將繼續這種不均勻磨損。

車輛傾斜安裝時，輪胎會出現內傾角或外傾角，易導致胎面“偏磨”即單邊磨損，表明車輛四輪定位有偏差，應檢查校正車輛四輪定位，校正機械不良，維持標準氣壓，必要時，定期調換前后軸輪胎，但不可因為互調而將子午線輪胎與斜交胎混裝在同軸上；剎車不良或緊急剎車時，易導致局部磨損，行車時應避免急剎車，必要時校正制動系統；輪胎受到某些機油類物質或酸性物質等化學物品污染時，即使短時間內也會使橡膠變質，甚至膨脹、軟化或發黏等。

前輪定位調整不當、前懸架系統位置失?；蚯蝾^松曠時，會使行進中的車輪產生滑動或定位不斷變動，導致輪胎產生鋸齒狀磨損。不平衡的車輪高速行駛時，會使輪胎局部受力變大，磨損加劇，車輛轉向發抖、操縱性能變差；若發現以某一特定速度和方向行駛中有輕微抖動時，則必須對車輪作動平衡檢測，避免產生斑禿性磨損。

若胎面上某一個或多個點的磨損較周圍區域更嚴重時，說明可能出現剎車抱死、滑行，平衡不當，局部底層分離，懸掛組件松動、磨損，胎圈座、安裝不當，最初的胎面切口、裂口，道路危險損壞或化學品污染加重等問題。表面紋理雖可顯示輪胎在路面上滑行之初造成的磨損痕跡，但該痕跡可能已被磨掉。若兩個輪換輪胎中的一個存在不規則磨損時，可將其中一個輪胎相對于另一個輪胎的不規則磨損旋轉180°角；輪胎凹槽內的胎面深度不大于1.6 mm時，或簾線或胎面底部已暴露在外時，必須更換輪胎。

2.1.2 中部異常磨損

該故障主要表現為胎面中間部分異常磨損。輪胎過度充氣、輪圈寬度過窄、輪胎誤用、回形滑行造成胎面中心磨損、不正確的輪胎輪換、加速過快等，會導致胎面中心部位比相鄰的胎面區域磨損更快，某些高性能輪胎充氣不足行駛時，也會造成胎面中心磨損較快。導致該故障的主因是過度充氣，適當提高輪胎的充氣量，雖可減少輪胎的滾動阻力，節約燃油；但輪胎氣壓過高時，會影響輪胎的減震性能，使輪胎變形量過大，輪胎接地面積減少，單位接地面積的壓力增大，輪胎中部形成早期磨損，即使在窄輪輞上選用寬輪胎，也會造成中部早期磨損，使輪胎使用壽命降低，且汽車在不平路面行駛或路遇障礙物時，極易爆胎，應維持輪胎標準氣壓。若任意胎面凹槽中的胎面深度不大于1.6 mm，簾線或胎面底部暴露在外時，需更換輪胎；若剩余胎面深度充足，應檢查輪圈寬度、汽車配件是否正確，檢查并調整輪胎胎壓，再輪換輪胎以延長輪胎壽命。

2.1.3 羽毛狀磨損

該故障主要表現為胎面粗糙不平、花紋呈羽毛狀。若前懸架軸襯損壞或前束角設置不正確時，胎面呈羽毛狀磨損，即每個胎面花紋條一側邊緣變得略圓而另一側邊緣變得鋒利的狀況，表明車輛四輪定位有偏差，必須及時檢查校正車輛四輪定位，校正機械不良，使束角設置盡量接近0，以實現最佳的磨耗狀態。因汽車制造商確定的胎壓能實現汽車的最佳負載、駕駛操控性、滾動阻力及胎面磨損性能，因而應根據司機側車門內貼紙上標注的胎壓對輪胎充氣。

2.1.4 胎面脫落

該故障主要表現為胎面帶邊緣從輪胎上脫開，導致行駛震動或不規則磨損。長期胎壓維持不當，輪胎修補或儲存不當、負載過重、超速、過熱、撞擊損壞，胎面割傷、刺傷，或爆胎后繼續行駛時，會引起胎面橡膠與胎面下束帶層產生分離，必須報廢。

2.2 胎肩偏磨或異常磨損

該故障主要表現為胎冠接地印跡增寬，且中部略向上拱起。氣壓是輪胎的命門，過高和過低皆會縮短其使用壽命。胎壓不當、輪圈過寬、輪換不當、急轉彎或常在山路上行駛，易造成內外胎肩磨損，且該類磨損在商用送貨汽車的輪胎上多見。若前輪或后輪錯位(例如存在束角或外傾角)、懸架組件松動或磨損、急轉彎、輪胎輪換不當、輪胎誤用、高路拱或輪胎混裝等，皆可能造成輪胎單側胎肩磨損，即一側胎肩磨損比相鄰胎面區域更快，使簾線暴露于胎面凹槽底部。

氣壓過低時，輪胎在重力下的變形隨之增大，胎體應力、與地面接地面積增大，使胎肩磨耗和不規則磨損增大[1]，該現象也稱輪胎的“橋式效應”[2]。輪胎凹槽內的胎面深度不大于1.6 mm或簾線或胎面底部已暴露在外時，需更換輪胎；剩余胎面深度充足，需檢查輪圈寬度、汽車配件是否正確，檢查與調整胎壓，再輪換輪胎以延長輪胎壽命。

2.3 胎唇破損

該故障主要表現為胎唇部位橡膠破損、鋼絲彎曲或斷裂。胎唇破損通常是不專業的拆裝設備和方法所致，胎唇安裝于輪輞上產生損傷的主因是運輸或儲存過程、安裝過程中、缺氣行駛過程中或受撞擊產生變形。安裝輪胎時，若使用機油作為潤滑劑涂于輪胎胎唇上，橡膠易受到腐蝕，需涂抹輪胎專用潤滑油；裝胎不良時，會引起胎唇損壞，導致輪胎胎邊鼓包，應正確使用輪胎拆裝設備；不正確使用裝胎設備可能會造成胎唇處的鋼絲彎曲變形甚至斷裂，傷及橡膠，而斷裂或彎曲變形的胎唇鋼絲則可能在充氣或拆胎時產生爆破，導致人員傷亡。

2.4 胎側鼓包、胎裂或凹陷

胎側鼓包主要表現為胎側簾線被剪切而斷裂。輪胎胎側是質量“軟肋”，其強度最弱，故輪胎鼓包以胎側居多[3]，有時也會因材料間分離或受到污染等原因引起。汽車高速行駛中，胎肩或接近胎肩的胎邊部位會以一定的角度和速度與坑洞、路緣、大的石塊等障礙物發生強烈撞擊，導致輪胎輪輞(鋼圈)邊緣與外界異物之間產生嚴重擠壓，致使胎側簾子線被擠壓斷裂，輪胎內部壓縮空氣則由斷線處向外頂起，產生胎側鼓包。理論和實踐皆表明：汽車通過障礙物時，車速越快、載荷越大，輪胎受到沖擊和擠壓越嚴重，需謹慎駕駛，避免強烈沖擊。

輪胎鼓包是爆胎的前兆。胎側鼓包故障胎檢查步驟是檢測氣壓，在輪胎充氣狀況下在胎邊鼓包處做雙豎線記號；輪胎泄氣后、未卸胎前，因異物沖擊鋼圈邊緣，使橡膠粘著于鋼圈邊緣上，需檢查鼓包處鋼圈邊緣是否有黑色橡膠痕跡，或胎邊近胎唇處鋼圈邊緣是否有撞擊傷痕；在輪胎內層氣密層會發現在鼓包處有一、二塊沖擊后留下的烏痕，有時該處呈凹陷或破裂狀態。輪胎出廠前，應滿足國家強制檢驗法規如外緣尺寸、柱壓實驗、高速實驗、耐久實驗等，避免因扁平比過低、懸吊過硬等造成鼓包、胎裂。

輪胎胎側凹陷也稱胎側起伏，其主要表現為胎體簾子布接頭突起。它是子午線輪胎構造的常見特點，并不影響輪胎安全使用，屬于生產工藝問題，并非質量問題。胎體簾子布接頭是胎體材料(滌綸簾子布)在結合部位的重疊，接頭部分是對胎體局部的加強，輪胎充氣時，該區域比無接頭區域空氣膨脹少，會引起該部分胎體局部凹陷，且大型/寬子午線簾布層輪胎的胎側凹陷較明顯，胎壓較高時則更顯著。簾布層在胎側區域連接，可能造成微小凹陷，輪胎充氣后胎側表面外觀呈波浪形。因胎體簾子線是徑向排列即從一邊胎唇到另一邊，故胎體簾子布接頭會導致輪胎兩側胎邊凹陷，且位置相對應；此外，也應高度重視胎側割破、撞擊破損或橡膠退化等其余凹陷因素，切忌使輪胎接觸碳氫化合物、溶劑或酸性物質。

若胎側呈褐色完全正常，隨著時間的推移，根據使用情況，它會慢慢消失。為減緩空氣中的臭氧對輪胎產生的不良影響，輪胎橡膠配方中含抗臭氧劑，而該抗臭氧成分會浮至橡膠表面，其外觀像褐色灰塵一樣，從技術上而言，完全沒必要擔心；正常駕駛過程中積聚的灰塵，或剎車片腐蝕剎車盤引起的剎車灰塵也可能引起變色，若剎車很新或剛換過襯片，后一種情況則更加普遍，需使用溫和的肥皂水和清水來清洗輪胎。

2.5 輪胎爆胎或裂成碎片

爆胎故障主要表現為裂口外表面有機械損傷痕跡，裂口內表面邊緣有龜狀裂紋[4]；或輪胎碎裂成眾多小碎片，而非整塊脫落。氣壓過高或不足、漏氣、磨損嚴重等，易導致爆胎事故，且以輪胎保養不當居多，夏季最頻繁。資料顯示：輪胎故障約占高速公路交通事故的10%，且七成事故源自爆胎。

輪胎慢性漏氣。胎面被扎釘或割破，胎邊被割破或扎透，胎唇損壞；輪胎安裝不正確，安裝后又未按操作規程檢查漏氣，如未更換新的氣門嘴，裝胎以后未檢查氣門嘴、氣門芯、胎唇與鋼圈凸緣的結合部等是否漏氣；特別是胎面、胎邊、胎唇皆完好無損時，輪胎扎釘或被割破造成氣密層破損后的不良修補，氣門嘴老化或斷裂、輪輞破損等，皆會造成輪胎緩慢泄氣，導致爆胎。

輪胎快速漏氣。輪胎被割破或受到外界異物的嚴重撞擊時，會立刻完全泄氣，極易導致爆胎。要盡量避開坑洼地，特別是高速行駛時，更要避開路上的不明障礙物。

輪胎嚴重漏氣或完全漏氣。必須從車輪上卸下輪胎，進行全面內檢，確保輪胎未損壞。檢查爆胎的輪胎，需排查胎面是否扎釘、被割破或不良修補，胎邊是否割破，胎唇是否損壞等。若看到爆胎胎邊有缺氣碾過的圓周性痕跡或成圈的胎邊掉落下來，輪胎氣密層有被嚴重扭傷的皺紋，或內部橡膠被燒成黑斑時，即可判斷為該輪胎因慢性漏氣而導致最終爆胎。若檢查輪胎胎面、胎邊和胎唇皆完好無損時，則應檢查氣門嘴及密封墊片，再檢查鋼圈是否有裂痕等。

輪胎氣壓不足。汽車行駛時，輪胎被刺、割破而造成氣密層破損而泄氣，屬于意外事故；安裝輪胎時，若安裝方法不正確和未檢查漏氣，會造成氣壓不足，如未更換新氣門嘴，裝胎后未檢查氣門嘴、氣門芯與胎唇和鋼圈邊緣的結合部是否漏氣等。剛開始氣壓不足時，從輪胎內層氣密層可看到因屈曲過度產生的皺紋；若發現不及時，氣壓不足行駛時，胎體易嚴重扭傷，胎邊接地磨耗，會出現圓周性缺氣碾過的痕跡；胎壁因長時間反復屈曲過度產生高熱，使內部氣密層橡膠被燒成黑斑，橡膠和胎體簾子布因過熱而脫層、剝離、爆胎，但并非馬上爆胎，而需經歷一定的時間和過程；氣壓極度不足行駛時，輪胎胎體因過度屈曲產生高熱，使內部氣密層橡膠被高熱燒熔，持續高熱會使輪胎內部結構遭到嚴重破壞；輪胎在強度下降的狀況下繼續行駛，易損壞輪胎，甚至胎壓突然泄漏，若未及時發覺，極易爆胎。

輪胎氣壓過高。汽車行駛時，若氣壓過高，胎壁會因張力過大而失去彈性，此時輪胎極易受到外力的沖擊或振動，導致突然爆破；輪胎被刺、割破或與障礙物嚴重撞擊時，會立即完全泄氣，導致爆胎。

為防患于未然，安裝無內胎輪胎時，需更換新氣門嘴，以策安全；安裝輪胎后，應檢查輪輞的氣密性，用刷子蘸肥皂水刷氣門芯、氣門嘴基座、輪胎凸緣與胎唇結合部，查看是否冒氣泡；應按規定正確充氣，排查輪胎氣壓過高或過低的原因；對非缺氣保用輪胎，爆胎后不得繼續行駛，僅有零胎壓續行輪胎具備加強胎側設計，可在漏氣狀況下支撐汽車質量，能使汽車繼續以最高80 km/h的速度行駛80 km，但取決于道路和行駛條件，而標準輪胎未采用該項技術。

輪胎爆胎后即使行駛一小段距離，極易受損且變得無法修復。大多數刺傷、釘扎或6 mm以下的切口只對胎面形成損害，專業人員可通過業界認可的方法對輪胎進行完美的修復；若胎面刺穿處超過6.35 mm(1/4英寸)，刺穿處位于胎側或胎面磨損至1.6 mm深度，則無法修復。預防爆胎的主要措施有定期檢查輪胎胎壓是否正常，備好胎隨時替換壞胎；挑選較好地段行駛；杜絕超載；避免長期行駛致使胎溫過高爆裂；要檢查臨時備胎胎側，掌握輪胎的正確胎壓、速度及里程限制。

輪胎裂成碎片。輪胎行業將該狀況稱為“缺氣行駛”即胎壓低于標準胎壓，指輪胎緩慢或突然漏氣后繼續行駛。刺穿、割傷、刮破、撞破、氣門桿漏氣、安裝不當等皆會使輪胎漏氣，即使低速行駛時，也會傷及輪胎，且潛伏期長、隱蔽性強、危害性極大；汽車“缺氣行駛”時，高速、胎壓不足是爆胎的禍根。輪胎繼續漏氣時，輪胎與地面的摩擦會隨著胎壓的下降而倍增，胎側內部變形摩擦生熱，使胎溫陡升，輪胎變軟，強度驟降，鋼絲簾線和橡膠老化加速，胎體變形過大，當內部磨損使胎身足夠脆弱時，胎壓會突然流失，倘若繼續行駛，即使車輛行駛至路邊，鋒利輪圈凸緣將切入癟氣輪胎，使簾線斷裂、斷層，甚至拉鏈式爆胎碎裂。

2.6 輪胎老化、開裂、脫落

該故障主要表現為胎面和側壁裂紋增多，部分橡膠脫落。若普遍出現裂紋，則表明輪胎老化嚴重。輪胎屬易耗品，由多種材料及橡膠復合物構成，其屬性會隨著時間的推移而發生改變，且主要取決于氣候條件、存儲條件和使用條件(載重、速度、胎壓及維護)等多種因素，往往因改變差異很大，故難以提前預測特定輪胎的使用壽命。

不能僅根據行駛里程來判定輪胎壽命，輪胎老化現象與其使用存儲環境關系極大，且無準確時間點，這也是國家未規定輪胎使用時間和公里數的原因之一。車輛行駛、停車或存儲輪胎時，切忌接觸油、酸、易燃品和化學腐蝕品，確保遠離熱源和臭氧源，防止腐蝕、變形或軟化；避免陽光直射，以防輪胎過早老化、損壞；輪胎庫房應通風、清潔、干燥和陰涼，以室溫-10～+30 ℃、相對濕度50～80%為宜。使用輪胎或備用胎超過10年，即使輪胎未達到磨耗指示標志，也需換胎，這是簡單可行的安全保障措施。

2.7 輪胎振動過多或抖動

該故障主要表現為輪胎產生多種不同的振動或抖動。輪胎不均勻即沿輪胎圓周方向的剛度、質量和尺寸存在不一致或不對稱，或汽車高速行駛時側向力作用皆會引起振動，應及時排查振動誘因，及時糾正；若不注意，振動可能導致輪胎和懸掛過度磨損，甚至導致發生危險的狀況。動平衡不良、輪胎異常磨損、輪胎安裝、輪胎氣壓、車輛定位或減震器等零部件損壞時，皆可能導致車輛產生較大的抖動。該車輛故障先兆也預示著輪胎內部可能有問題，即便輪胎并非車輛抖動的根本原因，但抖動也會損害輪胎性能，進而引起輪胎問題；特別是車輛在路況良好的道路上出現抖動時，需將車輛送至維修廠進行檢修。

2.8 輪胎噪聲大

該故障主要表現為胎噪聲異常。其主因是輪胎花紋磨損不均勻或不規則磨損。日常生活中，車噪、胎噪、道路噪聲交雜在一起，長時間駕駛易損傷身心、誘發交通事故。胎噪級別大小主要取決于輪胎花紋設計、結構尺寸、胎面磨損、輪胎氣壓、路面結構材料及粗糙程度等，輪胎和輪輞寬度制約著降噪難度，雖然寬輪胎的操控更穩健，剎車制動更出色，但油耗高、胎噪大，且車速越快，胎噪越大。應改善輪胎橡膠材質、胎面形狀和路面狀況，養成良好的駕駛保養習慣，切忌高速駕駛，在惡劣路況中行駛時，一定要放慢車速，減少振動，實現降噪；需勤清除輪胎溝槽內的石子等雜物，定期做好輪胎清洗、四輪定位、胎壓監測等養護工作。

3 結束語

在輪胎常見故障分析及失效檢查處理過程中，不難發現多數輪胎故障皆是由駕駛習慣不良、誤操作或維護保養不當造成的。故司機應具備良好的職業道德和駕駛技能，做好日常維護保養，養成良好的駕駛習慣，不開“違章車”、“英雄車”、“斗氣車”，可及時消除事故隱患，極大提高行車安全。

【1】張偉旗.基于ANSYS的大型電動輪巨型輪胎失效仿真研究[J].汽車零部件,2015(11)：23-26.

ZHANG W Q.Failure Simulation Research of Large Mine Electrics Wheel Giant Tires Based on ANSYS[J].Automobile Parts,2015(11)：23-26.

【2】鄧桂芳.汽車輪胎早期磨損和損傷的原因及其預防措施[J].現代橡膠技術，2015，41(5):38-43+13.

【3】李果,黎新福.簡析汽車輪胎鼓包故障[J].裝備制造技術,2013(9)：51-53.

LI G,LI X F.Simply Analyze the Reason of Vehicle’s Tyre Malfunction[J].Equipment Manufacturing Technology,2013(9)：51-53.

【4】張偉旗.礦用汽車巨型輪胎失效機制分析及預防控制研究[J].汽車零部件,2015(10):24-27.

ZHANG W Q.Failure Mechanism Analysis and Prevention Control Research for Mine Car Giant Tyres[J].Automobile Parts,2015(10):24-27.

雷諾-日產聯盟與微軟攜手開拓智能網聯汽車的未來

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(來源：日產汽車)

The Automobile Tire Common Fault Analysis and Failure Inspection

ZHANG Weiqi

(Jiangxi Copper Corporation，Guixi Jiangxi 335424，China)

A long-term in-depth research was conducted on the common faults for auto tire. The fault tyres inspection procedures and methods were expounded，the common malfunction causes were analyzed，and the corresponding failure treatment measures were put forward.It can significantly increase the car’s safety, comfort, stability, efficiency and service life. It also provided reference for tyres and related industries.

Automobile tires；Failure analysis；Failure check； Measures

2016-05-10

張偉旗(1965—)，男，學士，高級工程師，研究方向為礦山機械、銅加工、有色冶金、機電設備工程、教育教學研究。E-mail：zhangwq678@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.10.021

U463.341

B

1674-1986(2016)10-083-04