摘  要：介绍了汽车轮胎微泄漏的整个微观过程，以及影响气体渗透的橡胶材料、温度、充填气体种类等三种因素，并给出了减少微泄漏的方法。
关键词：微泄漏,渗透,扩散系数

Analysis of Auto Tyre Minim Leak

Abstract: The paper introduces the full microcosmic process of auto tyre minim leak,  and the three kinds of factor affecting leak,  rubber material; temperature; the kinds of gas. At last the paper introduces the way of reducing auto tyre leak quantity.

Keywords: toothful leak,  permeability,  diffusivity coefficient D,  test

一、概述

    一个汽车轮胎，在充足气以后，使用6～12个月，会出现不同程度的胎压下降，对轮胎进行检查，一般也不会发现有泄漏点。这样的微泄漏，通常并不是轮胎胎体、气门受到了损伤，而是由于完好无损的轮胎材料本身气体渗透所造成的。本文将从微观上对造成汽车轮胎微泄漏的一些原因进行分析，希望对汽车轮胎的生产和使用者能有所帮助。

二、气体穿过轮胎橡胶层的过程分析

汽车轮胎内的气体压力一般为0.2～0.25MPa ，也就是说轮胎内气体分子的密度是轮胎外气体分子密度的2～2.5倍，这样在轮胎内外就形成了气体分子的浓度差。从微观的角度来看气体分子穿过轮胎橡胶层是按以下步骤进行的（如图1所示）：

1 在轮胎内侧，高压高浓度的气体原子或分子在热运动过程中不断碰撞到轮胎的内表面；

2 气体原子或分子逐渐溶解到轮胎内侧的橡胶材料内；

3 气体分子在胎内侧的橡胶表面达到溶解平衡；

4 由于浓度梯度的存在，气体分子向轮胎外侧的橡胶材料内扩散；

5 扩散到橡胶外侧的气体分子解吸至空气中。

气体分子不停地进行上述过程，最后导致轮胎的压力越来越低。这种渗透过程非常细微，用常规的检

测方法无法检测到。

 

 图1. 气体分子渗透过程示意图

三、影响气体渗透的因素

㈠ 轮胎材料本身的的影响。

    如图1所示气体穿过橡胶层的几个步骤中，扩散是气体渗透过程中最慢又是最关键的步骤，当同一种气体透过不同的材料时，气体渗透量主要取决于气体在材料中的扩散系数。气体的扩散现象遵循Fick Law（费克定律）：

 

式中，J ——扩散量，单位为g/s

A ——扩散发生的截面积，单位为m²

D——扩散系数，单位为m²/s

c₁——浓度，单位为g/m³

z——距离，单位为m。

    这是费克定律的一种形式。费克称其中的D为“决定于物体本性的常数”，这就是扩散系数，扩散系数D取决于气体和材料之间的分配系数。不同橡胶材料的D是不同的，即使是同一种橡胶材料，由于原料、生产工艺的不同，其物性常数D也会有所差异。

    需要强调的是，橡胶材料在使用过程中，会逐渐老化，其常数D也会随之变化。

㈡ 温度的影响

    扩散系数D与温度有关，温度越高，高分子链运动越剧烈，气体分子扩散越容易，扩散系数D<SPAN style="COLOR: bla