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在汽车的复杂构造中，轮胎气密层虽只是一个小小的部分，却扮演着举足轻重的角色，堪称汽车安全的关键防线。
轮胎，作为汽车与地面接触的唯一部件，承载着车身的重量，传递着驱动力、制动力和转向力，其性能直接影响着汽车的行驶稳定性、操控性、燃油经济性以及乘客的舒适性。而气密层，作为轮胎的重要组成部分，主要职责是确保轮胎内部压缩气体的稳定，防止气体泄漏。就像一个隐形的守护者，默默守护着轮胎的气压稳定，为行车安全奠定基础。
想象一下，如果轮胎气密层出现问题，会发生什么？最直接的影响就是轮胎气压下降。当轮胎气压不足时，轮胎与地面的接触面积增大，摩擦力也随之增大，这不仅会导致燃油消耗增加，还会使轮胎的磨损加剧，缩短轮胎的使用寿命。同时，气压不足还会影响轮胎的操控性能，使车辆的转向变得沉重，制动距离变长，在高速行驶或紧急情况下，甚至可能引发爆胎等严重安全事故，危及驾乘人员的生命安全。
展开剩余91%除了对行车安全的影响，轮胎气密层的性能还关系到汽车的整体性能表现。例如，在一些高性能汽车中，对轮胎气密性的要求更高，因为只有保持稳定的气压，才能确保轮胎在高速行驶时的稳定性和抓地力，从而提升汽车的操控性能。而在新能源汽车中，由于电池重量较大，对轮胎的负荷要求更高，良好的气密层性能有助于减少轮胎的滚动阻力，提高车辆的续航里程。
一探庐山真面目：仪器大揭秘
既然轮胎气密层如此重要，那么如何精准检测其透气性呢？这就不得不提到轮胎气密层透气性测试仪了。接下来，让我们深入了解一下这款仪器的工作原理和技术参数，揭开它神秘的面纱。
（一）工作原理：压差法的奥秘
轮胎气密层透气性测试仪大多基于压差法的测试原理，这种原理看似复杂，实则条理清晰，就像一场精心编排的气体 “舞蹈”。
首先，工作人员会将预先处理好的轮胎气密层试样小心翼翼地放置在仪器的上下测试腔之间，然后将其夹紧，确保密封良好，就如同为气体搭建了一个专属的 “舞台”。准备工作就绪后，测试正式开始。仪器会率先对低压腔（下腔）进行真空处理，就像把房间里的空气全部抽走一样，让下腔处于近乎真空的状态。随后，对整个系统进行抽真空，进一步营造一个纯净的测试环境 ，为后续的测试奠定基础。
当达到规定的真空度后，就像演出即将开始，舞台已经布置完毕，此时关闭测试下腔，接着向高压腔（上腔）充入一定压力的试验气体，通常可以选择氧气（O₂）、氮气（N₂）、二氧化碳（CO₂）等常见气体，这些气体就像是舞台上的 “演员”，即将开始它们的 “表演”。充入气体后，要保证在试样两侧形成一个恒定的压差（可调），这个压差就像是一股无形的力量，推动着气体在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透，也就是从舞台的一端向另一端 “舞动”。
在这个过程中，仪器会通过高精度的传感器对低压侧内压强的变化进行实时监测和处理，就像台下的观众在仔细观察演员的每一个动作。通过对压强变化数据的分析和计算，最终就能得出所测试样的各项阻隔性参数，比如气体透过量、气体透过系数等，这些参数就像是这场 “表演” 的评分，直观地反映了轮胎气密层的透气性能 。
（二）技术参数：精准的衡量标准
轮胎气密层透气性测试仪的技术参数是衡量其性能和检测结果准确性的关键指标，每一个参数都蕴含着重要的意义，就像一把把精准的尺子，丈量着轮胎气密层的透气性能。
测试范围：常见的测试范围一般在 0.01 - 50,000 cm³/m²・24h・0.1MPa（常规），有些仪器的扩展体积上限甚至不小于 600,000 cm³/m²・24h・0.1MPa。测试范围决定了仪器能够检测的气体透过量的区间，范围越宽，就意味着它能够适应更多不同透气性能的轮胎气密层材料的检测，无论是低透气性的高端轮胎材料，还是透气性稍高的普通材料，都能准确测量。
真空分辨率：比如达到 0.05 Pa 甚至更高精度的真空分辨率，意味着仪器能够极其敏锐地感知到测试腔内微小的真空度变化。在测试过程中，精确的真空度控制对于保证测试结果的准确性至关重要，高真空分辨率可以有效减少误差，确保测试环境的稳定性，就像在精密的天平上称量物品，微小的重量变化都能被精准捕捉。
控温精度：控温范围通常在 5 - 95°C，控温精度可达 ±0.1°C。温度对轮胎气密层的透气性能有着显著的影响，不同的温度条件下，材料的分子结构和气体的扩散速率都会发生变化。因此，精准的控温能力能够模拟轮胎在各种实际使用环境下的温度情况，使检测结果更贴合实际使用场景，为产品的研发和质量控制提供更有价值的数据支持。
火眼金睛：检测的重要意义
通过轮胎气密层透气性测试仪对轮胎气密层进行检测，具有多方面的重要意义，它就像汽车安全和性能保障体系中的火眼金睛，能够精准洞察轮胎气密层的状况，为汽车的安全行驶、性能优化以及成本控制提供有力支持。
（一）安全保障：防患于未然
行车安全是汽车使用过程中最为关键的问题，而轮胎气密层的良好状态则是保障行车安全的重要前提。轮胎作为汽车与地面直接接触的部件，在行驶过程中承受着巨大的压力和摩擦力，还要应对各种复杂的路况和环境。一旦轮胎气密层出现透气性问题，导致轮胎气压不足，就会引发一系列严重的安全隐患。
在高速行驶时，气压不足的轮胎侧壁会因为反复弯折而产生大量热量，局部温度甚至可达 100°C 以上 ，这会加速橡胶的老化，削弱轮胎的结构强度，使帘线更容易断裂，大大增加了爆胎的风险。据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）统计，17% 的轮胎相关事故由胎压异常引发。而在爆胎发生的瞬间，车辆的操控稳定性会急剧下降，驾驶员很难控制车辆的行驶方向，极有可能导致车辆失控，引发碰撞、翻车等严重的交通事故，对驾乘人员的生命安全构成巨大威胁。
通过轮胎气密层透气性测试仪的检测，能够及时发现轮胎气密层的潜在缺陷和透气性异常，提前采取措施进行修复或更换，将爆胎等安全事故的风险扼杀在摇篮中，为行车安全提供可靠的保障。
（二）性能优化：提升驾驶体验
除了安全方面的考量，轮胎气密层的透气性检测对于优化汽车的性能、提升驾驶体验也有着重要的作用。气密性良好的轮胎能够始终保持适当的气压，这对于提高轮胎的抓地力和稳定性至关重要。
在汽车行驶过程中，轮胎的抓地力直接影响着车辆的加速、制动和转向性能。当轮胎气压正常时，轮胎与地面的接触面积和摩擦力处于最佳状态，能够提供足够的抓地力，使车辆在加速时迅速响应，制动时能够及时停下，转向时更加精准稳定，让驾驶员能够更好地掌控车辆，享受顺畅、舒适的驾驶体验。相反，如果轮胎气压不足，轮胎与地面的接触面积会增大，摩擦力分布不均匀，导致抓地力下降，车辆的操控性能也会随之变差，转向变得沉重，制动距离延长，在行驶过程中还可能出现跑偏等问题，极大地影响驾驶的安全性和舒适性。
此外，稳定的轮胎气压还可以减少轮胎的滚动阻力，使发动机在驱动车辆时消耗更少的能量，从而提高燃油经济性。对于车主来说，这不仅意味着可以减少加油的频率，降低使用成本，还符合节能环保的理念。
（三）寿命延长：降低使用成本
从经济角度来看，定期对轮胎气密层进行透气性检测，有助于延长轮胎的使用寿命，降低车辆的使用成本。
当轮胎气密层的透气性良好，能够有效保持轮胎内部的气压稳定时，轮胎在行驶过程中的磨损会更加均匀，减少了因气压不足或不均匀导致的局部磨损加剧的情况。同时，稳定的气压还可以减少轮胎内部的热量积累，避免轮胎因过热而加速老化和损坏。这样一来，轮胎的使用寿命就能够得到显著延长，减少了更换轮胎的频率，为车主节省了一笔可观的费用。
相反，如果忽视了轮胎气密层的透气性检测，任由轮胎在气压不足或漏气的情况下使用，轮胎的磨损会加快，使用寿命会大幅缩短。频繁更换轮胎不仅增加了经济支出，还会造成资源的浪费。
操作指南与日常维护
（一）操作步骤：轻松上手
对于初次接触轮胎气密层透气性测试仪的人来说，清晰的操作步骤是确保准确检测的关键。下面以一款常见的基于压差法原理的轮胎气密层透气性测试仪为例，详细介绍其操作流程。
在正式测试之前，试样准备是第一步。首先，要从轮胎气密层上裁取合适尺寸的试样，一般要求试样的尺寸为直径约 97mm 的圆形 ，确保试样表面平整、无褶皱、无破损，且具有代表性。如果试样表面有杂质或油污，需要使用适当的清洁剂进行清洗，然后用蒸馏水冲洗干净，再将其放置在干燥、清洁的环境中晾干，避免残留的水分或杂质影响测试结果。之后，按照 GB/T 6672 标准要求，使用精度合适的厚度测量仪，在试样上至少测量 5 个不同的点，并取其算术平均值作为试样的厚度，准确记录该厚度值，因为厚度数据将用于后续的测试数据计算。
接着是仪器设置环节。接通测试仪的电源，打开仪器开关，等待仪器完成自检和初始化过程。进入仪器的操作界面，首先设置测试温度，根据实际需求，将温度设定在 5 - 95°C 的范围内，例如，如果要模拟轮胎在常温环境下的使用情况，可以将温度设置为 25°C。然后设置测试压力，一般试验气体的压力范围在 - 0.1MPa ～ + 0.1MPa（常规），根据测试要求，向高压腔充入试验气体（如氧气、氮气或二氧化碳等），使试样两侧形成一个恒定且合适的压差，比如常见的压差设置为 0.1MPa 。同时，还要设置好低压腔的真空度参数，通常要求测试腔真空度小于 20Pa，真空分辨率达到 0.1Pa ，以确保测试环境的准确性。
当试样准备和仪器设置都完成后，就可以启动测试了。将准备好的试样小心地放置在仪器的上下测试腔之间，确保试样完全覆盖住测试腔的透气孔，然后轻轻放下上测试腔，通过夹具将试样夹紧，保证密封良好，防止气体泄漏。关闭透气室各针阀，开启真空泵，对低压腔进行真空处理，然后对整个系统抽真空。当达到规定的真空度（如小于 20Pa）后，关闭测试下腔的针阀。接着，打开高压室针阀及隔断阀，向高压腔充入试验气体，使高压腔的气体压力达到设定值（如在 (1.0 - 1.1)×10 Pa 范围内）。如果压力过高，可开启隔断阀排出部分气体进行调节。之后，关闭高低压室排气针阀，开始透气试验。为了剔除开始试验时的非线性阶段，一般需要先进行 10 分钟左右的预透气试验。预透气试验结束后，正式开始记录低压室的压力变化值 Δp 和试验时间 t。在测试过程中，仪器会自动实时监测低压侧内压强的变化，并根据预设的算法进行数据处理和分析，持续试验直到在相同的时间间隔内压差的变化保持稳定，达到稳定过程至少取 3 个连续时间间隔的压差值，求其算术平均值，以此计算该试样的气体透过量及气体透过率等阻隔性参数。
（二）维护要点：延长使用寿命
正确的日常维护是保证轮胎气密层透气性测试仪性能稳定、延长其使用寿命的关键，就像精心呵护一位亲密伙伴，让它始终保持最佳状态，为我们提供准确可靠的检测数据。
仪器的清洁是日常维护的基础工作。每次使用完仪器后，要及时清理仪器表面的灰尘和杂物，可以使用柔软干净的湿布轻轻擦拭仪器的外壳和操作面板，避免使用含有腐蚀性的清洁剂，以免损坏仪器表面的涂层。对于测试腔内部，由于在测试过程中可能会残留一些试验气体或杂质，需要定期进行清洁。可以使用干净的毛刷轻轻清扫测试腔内部，去除可能存在的灰尘和颗粒，然后用无水乙醇等挥发性有机溶剂擦拭测试腔的密封面和试样接触部分，确保这些部位干净、无杂质，以保证良好的密封性能和测试准确性。
定期检查仪器的各个部件是否正常工作也十分重要。首先要检查仪器的气路系统，查看气管是否有老化、破损或漏气的现象，检查各连接部位的接头是否松动。如果发现气管有问题，应及时更换新的气管；对于松动的接头，要重新拧紧，确保气路的密封性良好，避免因气路泄漏导致测试结果不准确。还要检查仪器的压力传感器和温度传感器，这两个传感器是仪器获取测试数据的关键部件，其准确性直接影响测试结果。可以使用标准的压力源和温度源对传感器进行校准和验证，查看传感器的测量值与标准值之间的偏差是否在允许范围内。如果偏差过大，需要对传感器进行校准或更换，以保证仪器能够准确地测量压力和温度。此外，还要检查仪器的真空泵，查看真空泵的油位是否正常，油质是否变差。如果油位过低，要及时添加符合要求的真空泵油；如果油质变黑或变浑浊，说明真空泵油已经受到污染，需要及时更换新油，以确保真空泵的正常运行和真空度的稳定性。
除了上述日常检查维护外，定期校准仪器是确保测试结果准确性的重要措施。一般建议每隔一定时间（如半年或一年）对仪器进行一次全面校准，校准过程需要使用具有可溯源性的标准物质，这些标准物质的透气性能已知且准确可靠。在校准过程中，按照仪器的校准操作规程，将标准物质放置在仪器中进行测试，然后将仪器测量得到的结果与标准物质的已知值进行对比，计算出仪器的测量误差。如果误差超出了仪器的允许误差范围，需要对仪器进行调整和校准，使其测量结果能够准确反映标准物质的透气性能，从而保证在实际测试中，仪器对轮胎气密层试样的检测结果具有可靠性和可比性。
未来已来：行业发展趋势
科技的车轮滚滚向前，轮胎气密层透气性测试仪所处的行业也在不断发展变革。展望未来，我们可以清晰地看到它在技术创新和应用拓展等方面呈现出令人期待的发展方向。
（一）智能化：数据驱动的未来
智能化无疑是未来轮胎气密层透气性测试仪发展的重要方向。随着人工智能、大数据、云计算等前沿技术的迅猛发展，这些先进技术将深度融入测试仪中，为其带来前所未有的变革。
未来的测试仪将具备强大的自动化检测功能。它能够自动识别不同规格和型号的轮胎气密层试样，并根据预设的程序自动调整测试参数，无需人工频繁干预，大大提高了检测效率，减少了人为因素导致的误差。在数据处理和分析方面，智能化的测试仪将展现出其独特的优势。它能够快速准确地对大量检测数据进行实时分析，不仅可以计算出常规的气体透过量、气体透过系数等参数，还能通过数据分析挖掘出更深层次的信息，比如预测轮胎气密层的使用寿命、评估不同批次产品质量的稳定性等。这些数据分析结果将以直观、易懂的方式呈现给用户，为企业的生产决策、质量控制和产品研发提供有力的数据支持。
智能化的测试仪还可以与企业的生产管理系统实现无缝对接，将检测数据实时上传到云端，企业管理者无论身处何地，都能通过手机、电脑等终端设备随时查看检测数据和设备运行状态，实现远程监控和管理。这不仅提高了企业的管理效率，还能及时发现生产过程中出现的问题，及时采取措施进行调整，确保生产的连续性和稳定性。
（二）多功能化：满足多元需求
除了智能化，多功能化也是轮胎气密层透气性测试仪未来发展的一大趋势。为了满足不同用户在不同场景下的多样化需求，未来的测试仪将不再局限于单一的透气性检测功能，而是朝着集成多种测试功能的方向发展。
例如，将透气性检测与拉伸性能测试、耐老化性能测试等功能相结合，使企业在一台设备上就能完成对轮胎气密层材料多种性能的检测，不仅节省了设备购置成本和实验室空间，还能提高检测效率，减少因不同设备测试带来的误差。随着新能源汽车的快速发展，对轮胎的性能要求也越来越高，除了传统的透气性能，还需要考虑轮胎在高温、高压、高湿度等极端环境下的性能表现。因此，未来的测试仪可能会增加环境模拟功能，能够模拟不同的温度、湿度、气压等环境条件，对轮胎气密层在这些复杂环境下的透气性能进行测试，为新能源汽车轮胎的研发和质量控制提供更全面的数据支持。
随着材料科学的不断进步，新型轮胎气密层材料不断涌现，这些新材料的性能特点与传统材料有所不同，对检测技术也提出了新的挑战。未来的测试仪将不断创新检测技术和方法a股加杠杆，以适应新型材料的检测需求，为新材料的研发和应用保驾护航。
发布于：山东省