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汽车轮胎爆胎测试试验及其相关安全控制技术研究综述
康诚1 严欣1 高友发2 张森2
1.中汽研汽车试验场股份有限公司 江苏省盐城市 224100
2.盐城工学院 汽车工程学院 江苏省盐城市 224051
摘 要: 汽车轮胎安全及其测试技术是汽车技术研究的重要方面。在对国内外汽车轮胎安全及其技术法规的分析的基础上,梳理汽车轮胎安全性能的主要指标的试验方法及现有相关技术研究现状,特别是对轮胎爆胎安全控制及其测试试验技术方面进行分析,提出未来车轮胎爆胎安全控制及测试技术研究的重点内容和发展方向,预测未来的发展趋势。
关键词:汽车轮胎 安全性能 法规标准 爆胎轮胎
因轮胎的安全问题导致的交通事故长期存在,2018年公安部交管局统计数据,机动车仅因轮胎爆胎原因发生事故数量就有185起,死亡65人,322人受伤[1]。轮胎爆胎原因分析受多种因素的影响,确定轮胎爆胎原因成为一个复杂的难题。不仅需要对于事故车辆运动过程、事故道路路面情况进行分析,而且还需
要在实验室进行全方位、有条理、系统的检测,这样才能得出准确的判断结论[2]。汽车轮胎与地面直接接触,它不但,承载了汽车全部重量,而且在行驶过程中,汽车与地面之间的各种力也都作用在轮胎上。其随载能力、抓地能力、耐磨性、耐久性、耐蚀性等等性能要求,对于汽车行驶的安全性、能量使用的经济性、驾乘的舒适性等都常重要。自轮胎发明以来,除了在轮胎的设计制造方面是轮胎技术研究的主要内容之外,轮胎的测试技术也是随着轮胎技术的发展而不断发展。所以与轮胎相关的汽车安全控制及测试技术一直是汽车技术研究的重要内容。
1 国内外汽车轮胎安全标准及技术法规分析
1.1 汽车轮胎安全标准及技术法规简介
北汽幻速s6介于轮胎对于汽车制造及安全使用的极端重要性,随着轮胎工业的不断不展,
世界各国相继制定了汽车轮胎安全标准及
技术法规。
美国2007年9月1日制定实施了第
139号联邦机动车辆安全标准 (FMVSS
NO.139)《轻型车辆用子午线轮胎》,以及
另外两个安全标准:分别是FMVSS NO.109风神ax7
《新充气斜交轮胎和某些特殊轮胎》以及
FMVSS NO.119《车辆总重4536kg(10000
磅)以上的机动车辆用新充气轮胎和摩托车
轮胎》。欧盟也制定了汽车轮胎的一系列相
关法规,如ECE30《关于批准乘用车用充气
轮胎的统一规定》、ECE54《关于批准商业
车辆及其拖车用充气轮胎的统一规定》),
国际标准化组织也制定了ISO国际标准,如
ISO 10191《轿车轮胎室内性能试验方法》、
倍耐力轮胎怎么样ISO 10454《载重汽车轮胎室内性能试验方
法》)。其他国家日本、印度等国也相继制
定了有关轮胎的标准。
我国轿车轮胎和载重汽车轮胎性能检测
方法国家标准的修订,在采用国际标准的同
时,参考了美国、欧洲、日本等国的技术法
规和标准的相关规定,试验方法基本等效,
只是对某些试验条件略作修改,以满足国内
的需要[3]、[4]。主要借鉴了美国的安全标准,
同时参考了欧盟的法规极国际标准。主要有
GB 9743—2015《轿车轮胎》和GB 9744—
2015《载重汽车轮胎》。另外还有GB/T
2978—2014《轿车轮胎规格、尺寸、气压与
负荷》和GB/T 2977—2016《载重汽车轮
胎规格、尺寸、气压与负荷》两项产品系列
标准及GB/T 4502—2016《轿车轮胎性能室
内试验方法》和GB/T 4501—2016《载重汽国产速派
车轮胎性能室内试验方法》两项方法标准虽
然属于推荐性国家标准,但是被GB 9743—
2015《轿车轮胎》和GB 9744—2015《载重
汽车轮胎》强制性标准所引用。我国轿车轮
胎及载重汽车轮胎的性能要求在某些规定上
甚至还高于国际标准及国外技术法规的要求。
1.2 轮胎性能检测标准内容
以轿车轮胎性能检测标准为例。相关检
测包括强度性能试验、无内胎轮胎脱圈试验、
高速性能试验、耐久性能试验以及低气压性
能试验等内容。(见表1)
从以上有关轮胎标准、法规及其具体内
容可以看出,目前汽车轮胎的生产、使用虽
然有了相应的标准,但仍有不全面之处。比
如目前仅有室内试验方法,还没有室外试验
方法的相关标准,另外从试验的内容上来说,
试验项目仍有需要补充之处,或者说轮胎产
Summary of Research on Automobile Tire Burst T est and Related Safety Control T echnology
Kang Cheng Yan Xin Gao Youfa Zhang Sen
Abstract: A utomobile tire safety and its test technology is an important aspect of automobile technology research. Based on the analysis of the automobile tire safety and its technical regulations at home and abroad, the test methods of the main indexes of automobile tire safety performance and the current situation of the related research technologies are sorted out, and especially, the safety control and test technology of tire blowout are analyzed, and the key content and development direction of future research on tire blowout safety control and test technology are put forward.
Key words:automobile tire,safety performance,laws and regulations and standards,fl at tire
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品设计、制造及使用的其他标准、整车试验的标准中,涉及到轮胎试验项目的内容需要在轮胎标准中体现。如抓地性能试验、耐磨性能试验,耐热性性能试验等内标准要求。特别是对爆胎检测试验方面,由于当前仍处于研究阶段,所以相关的标准、法规还处于缺失状态。
2 汽车轮胎安全及检测试验技术研究进展
2.1 汽车轮胎性能检测研究进展
本世纪以来,围绕汽车轮胎安全法规标准和性能检测要求,关于轮胎各性能指标的检测方法的研究成果较多,2000年以来仅知网收录的有关轮胎检测的文献近千篇,论文主要围绕轮胎的性能指标研究各种检测方法、装备等。如文献[5]、[6]即对汽车轮胎压力智能检测、轮胎平衡机对轮胎进行动平衡测试展开研究。随着计算机技术应用的不深入,特别是人工智能、各种新传感技术在轮胎检测试验中的应用,使得轮胎的检测方法、检测精度越来越先进、越来越可靠,同时也从某种程度上也推动了轮胎制造水平的提高、汽车安全评价的科学性。关于轮胎性能相关的参数检测方法、检测装备方面的研究未来仍旧是重要内容。
2.2 爆胎安全控制研究进展
近年来,关于对爆胎的预防和爆胎后的应对措施的研究成为一个热点内容。以下将从轮胎的安全检测、防爆轮胎的研制、爆胎
安全控制研究、爆胎试验技术及法规研制四
个方面展开论述。
爆胎,是指充气轮胎在极短时间内(一
般约0.1s左右),胎体突然破裂而失去充气
轮胎中所充气体的状况,是充气轮胎的一种
非正常快速失压。爆胎是汽车常见的行驶故
障,高温、超速、超载、不适当的胎压等都路虎多少钱
会引起爆胎。爆胎后,会出现明显的横摆、
偏航,甚至是甩尾、激转等。由于心理紧张、
驾驶经验不足等原因,驾驶员很难及时做出
准确有效的反应,而且经常会出现过度操作
甚至是错误操作,严重威胁着驾乘人员的生
命和财产安全。最近几年在高速公路交通事
故中,由于轮胎引起的事故占有大约46%,
其中70%以上的事故是由于爆胎引起的。为
了减少因爆胎而引起的交通事故,对于汽车
爆胎检测研究是十分必要的。
1)轮胎的安全检测
由于爆胎经常会引发一系列恶性事故,
各大汽车厂商都采取了相应的措施,比如胎
压在线监测系统(Tire Pressure Monitoring
System, TPMS)、防爆轮胎等,希望通过对轮
胎的监测预警和结构的改善减少或避免爆胎的
发生,但这都属于爆胎前的预防措施,并不具
备主动控制爆胎车辆的能力。而由于爆胎的危
险性,且轮胎破裂的形式、位置、程度各异,
相关实验缺乏统一标准,依然停留在理论研究
阶段,现阶段很难实现工程应用[7]。
2)防爆轮胎的研制
鉴于爆胎的危险性,国内外学者进行大
量工作,取得了很大的进展,主要集中在爆
胎轮胎、爆胎汽车动力学响应以及主动控制
等方面。为提高充气轮胎的各项性能,现已
研发多种基于充气轮胎结构的安全轮胎,也
称之为零胎压续行轮胎,也就是人们熟知的
防爆轮胎[8]。
3)爆胎安全控制研究
另外一个研究的热点是当爆胎发生后的
汽车安全控制问题,国内外学者进行了许多
爆胎车辆控制策略、方法的研究,但这方面
的技术仍然需要进一步完善,在今后一段时
期内仍将是重点研究的内容[9]、[10]。
4)爆胎试验技术及法规研制
关于爆胎试验技术、装备的研究及相应
法规的研究也尤为迫切,如现有的试验场爆
胎设备也是基于相关法规要求的基础上研发
爆胎测试或者相关驾驶培训,大多数采取充
放气形式,在轮毂上安装若干根由电磁阀控
制的气管,通过控制电磁阀,利用气管对轮
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胎充气或者放气,其爆胎放气的速度取决于
在轮毂上打孔的尺寸与数量,放气速度快也
就意味着轮毂上的孔大且多,严重影响测试
与培训过程的安全,难以满足爆胎放气的时
间要求,无法对前轮和后轮独立测试,无法
灵活地满足不同测试要求。急需开展爆胎试
验技术的研究及装备的研发。同时相关的试
验法规也需要进行研制,爆胎试验技术将没
有统一的规范,将使试验结果难以比——带
来不必要的混乱。
3 结语
综上所述,轮胎的安全是汽车安全的重
要方面,其检测试验的标准法规需要进一地
步完善,安全耐用的轮胎是轮胎设计制造长
远课题,轮胎室内、场地在行驶中的在线检测、
试验技术也需要不断发展和完善,特别是轮
胎发生问题,如行驶中的爆胎发生后,汽车
控制研究需要更加深入,提出应对的策略及
在汽车控制措施并加以应用,这样从多方面
保障,才能进一步提高汽车的安全性。
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究[D].山东理工大学,2018.
[10]曹智,爆胎车辆稳定性控制策略研究[D].
重庆邮电大学,2019.
项目国标(GB)
耐久性能
环境温度/℃38±3
速度/(KM·h-1)120
时间/h34
负荷率/%85,90,100
高速性能
环境温度/℃38±3
负荷率/%80
初始速度/(KM·h-1)胎侧速度符号对应速度-40
时间/min60
强度性能
试验点数/个5
不低于最小破坏能要求每一点
脱圈性能有要求
低气压性能有要求
表1 轿车轮胎安全性能要求
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