康誠 　嚴欣 　高友發(fā) 　張森

摘 要：汽車輪胎安全及其測試技術(shù)是汽車技術(shù)研究的重要方面。在對國內(nèi)外汽車輪胎安全及其技術(shù)法規(guī)的分析的基礎(chǔ)上，梳理汽車輪胎安全性能的主要指標的試驗方法及現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀，特別是對輪胎爆胎安全控制及其測試試驗技術(shù)方面進行分析，提出未來車輪胎爆胎安全控制及測試技術(shù)研究的重點內(nèi)容和發(fā)展方向，預測未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：汽車輪胎 安全性能 法規(guī)標準 爆胎輪胎

因輪胎的安全問題導致的交通事故長期存在，2018年公安部交管局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，機動車僅因輪胎爆胎原因發(fā)生事故數(shù)量就有185起，死亡65人，322人受傷[1]。輪胎爆胎原因分析受多種因素的影響，確定輪胎爆胎原因成為一個復雜的難題。不僅需要對于事故車輛運動過程、事故道路路面情況進行分析，而且還需要在實驗室進行全方位、有條理、系統(tǒng)的檢測，這樣才能得出準確的判斷結(jié)論[2]。汽車輪胎與地面直接接觸，它不但，承載了汽車全部重量，而且在行駛過程中，汽車與地面之間的各種力也都作用在輪胎上。其隨載能力、抓地能力、耐磨性、耐久性、耐蝕性等等性能要求，對于汽車行駛的安全性、能量使用的經(jīng)濟性、駕乘的舒適性等都常重要。自輪胎發(fā)明以來，除了在輪胎的設(shè)計制造方面是輪胎技術(shù)研究的主要內(nèi)容之外，輪胎的測試技術(shù)也是隨著輪胎技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。所以與輪胎相關(guān)的汽車安全控制及測試技術(shù)一直是汽車技術(shù)研究的重要內(nèi)容。

1 國內(nèi)外汽車輪胎安全標準及技術(shù)法規(guī)分析

1.1 汽車輪胎安全標準及技術(shù)法規(guī)簡介

介于輪胎對于汽車制造及安全使用的極端重要性，隨著輪胎工業(yè)的不斷不展，世界各國相繼制定了汽車輪胎安全標準及技術(shù)法規(guī)。

美國2007年9月1日制定實施了第139號聯(lián)邦機動車輛安全標準 （FMVSS NO.139）《輕型車輛用子午線輪胎》，以及另外兩個安全標準：分別是FMVSS NO.109《新充氣斜交輪胎和某些特殊輪胎》以及FMVSS NO.119《車輛總重4536kg（10000磅）以上的機動車輛用新充氣輪胎和摩托車輪胎》。歐盟也制定了汽車輪胎的一系列相關(guān)法規(guī)，如ECE30《關(guān)于批準乘用車用充氣輪胎的統(tǒng)一規(guī)定》、ECE54《關(guān)于批準商業(yè)車輛及其拖車用充氣輪胎的統(tǒng)一規(guī)定》），國際標準化組織也制定了ISO國際標準，如ISO 10191《轎車輪胎室內(nèi)性能試驗方法》、 ISO 10454《載重汽車輪胎室內(nèi)性能試驗方法》）。其他國家日本、印度等國也相繼制定了有關(guān)輪胎的標準。

我國轎車輪胎和載重汽車輪胎性能檢測方法國家標準的修訂，在采用國際標準的同時，參考了美國、歐洲、日本等國的技術(shù)法規(guī)和標準的相關(guān)規(guī)定，試驗方法基本等效，只是對某些試驗條件略作修改，以滿足國內(nèi)的需要[3]、[4]。主要借鑒了美國的安全標準，同時參考了歐盟的法規(guī)極國際標準。主要有GB 9743—2015《轎車輪胎》和GB 9744—2015《載重汽車輪胎》。另外還有GB/T 2978—2014《轎車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負荷》和GB/T 2977—2016《載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負荷》兩項產(chǎn)品系列標準及GB/T 4502—2016《轎車輪胎性能室內(nèi)試驗方法》和GB/T 4501—2016《載重汽車輪胎性能室內(nèi)試驗方法》兩項方法標準雖然屬于推薦性國家標準，但是被GB 9743—2015《轎車輪胎》和GB 9744—2015《載重汽車輪胎》強制性標準所引用。我國轎車輪胎及載重汽車輪胎的性能要求在某些規(guī)定上甚至還高于國際標準及國外技術(shù)法規(guī)的要求。

1.2 輪胎性能檢測標準內(nèi)容

以轎車輪胎性能檢測標準為例。相關(guān)檢測包括強度性能試驗、無內(nèi)胎輪胎脫圈試驗、高速性能試驗、耐久性能試驗以及低氣壓性能試驗等內(nèi)容。（見表1）

從以上有關(guān)輪胎標準、法規(guī)及其具體內(nèi)容可以看出，目前汽車輪胎的生產(chǎn)、使用雖然有了相應的標準，但仍有不全面之處。比如目前僅有室內(nèi)試驗方法，還沒有室外試驗方法的相關(guān)標準，另外從試驗的內(nèi)容上來說，試驗項目仍有需要補充之處，或者說輪胎產(chǎn)品設(shè)計、制造及使用的其他標準、整車試驗的標準中，涉及到輪胎試驗項目的內(nèi)容需要在輪胎標準中體現(xiàn)。如抓地性能試驗、耐磨性能試驗，耐熱性性能試驗等內(nèi)標準要求。特別是對爆胎檢測試驗方面，由于當前仍處于研究階段，所以相關(guān)的標準、法規(guī)還處于缺失狀態(tài)。

2 汽車輪胎安全及檢測試驗技術(shù)研究進展

2.1 汽車輪胎性能檢測研究進展

本世紀以來，圍繞汽車輪胎安全法規(guī)標準和性能檢測要求，關(guān)于輪胎各性能指標的檢測方法的研究成果較多，2000年以來僅知網(wǎng)收錄的有關(guān)輪胎檢測的文獻近千篇，論文主要圍繞輪胎的性能指標研究各種檢測方法、裝備等。如文獻[5]、[6]即對汽車輪胎壓力智能檢測、輪胎平衡機對輪胎進行動平衡測試展開研究。隨著計算機技術(shù)應用的不深入，特別是人工智能、各種新傳感技術(shù)在輪胎檢測試驗中的應用，使得輪胎的檢測方法、檢測精度越來越先進、越來越可靠，同時也從某種程度上也推動了輪胎制造水平的提高、汽車安全評價的科學性。關(guān)于輪胎性能相關(guān)的參數(shù)檢測方法、檢測裝備方面的研究未來仍舊是重要內(nèi)容。

2.2 爆胎安全控制研究進展

近年來，關(guān)于對爆胎的預防和爆胎后的應對措施的研究成為一個熱點內(nèi)容。以下將從輪胎的安全檢測、防爆輪胎的研制、爆胎安全控制研究、爆胎試驗技術(shù)及法規(guī)研制四個方面展開論述。

爆胎，是指充氣輪胎在極短時間內(nèi)（一般約0.1s左右），胎體突然破裂而失去充氣輪胎中所充氣體的狀況，是充氣輪胎的一種非正?？焖偈骸１ナ瞧嚦Ｒ姷男旭偣收?，高溫、超速、超載、不適當?shù)奶旱榷紩鸨?。爆胎后，會出現(xiàn)明顯的橫擺、偏航，甚至是甩尾、激轉(zhuǎn)等。由于心理緊張、駕駛經(jīng)驗不足等原因，駕駛員很難及時做出準確有效的反應，而且經(jīng)常會出現(xiàn)過度操作甚至是錯誤操作，嚴重威脅著駕乘人員的生命和財產(chǎn)安全。最近幾年在高速公路交通事故中，由于輪胎引起的事故占有大約46%，其中70%以上的事故是由于爆胎引起的。為了減少因爆胎而引起的交通事故，對于汽車爆胎檢測研究是十分必要的。

1）輪胎的安全檢測

由于爆胎經(jīng)常會引發(fā)一系列惡性事故，各大汽車廠商都采取了相應的措施，比如胎壓在線監(jiān)測系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System， TPMS）、防爆輪胎等，希望通過對輪胎的監(jiān)測預警和結(jié)構(gòu)的改善減少或避免爆胎的發(fā)生，但這都屬于爆胎前的預防措施，并不具備主動控制爆胎車輛的能力。而由于爆胎的危險性，且輪胎破裂的形式、位置、程度各異，相關(guān)實驗缺乏統(tǒng)一標準，依然停留在理論研究階段，現(xiàn)階段很難實現(xiàn)工程應用[7]。

2）防爆輪胎的研制

鑒于爆胎的危險性，國內(nèi)外學者進行大量工作，取得了很大的進展，主要集中在爆胎輪胎、爆胎汽車動力學響應以及主動控制等方面。為提高充氣輪胎的各項性能，現(xiàn)已研發(fā)多種基于充氣輪胎結(jié)構(gòu)的安全輪胎，也稱之為零胎壓續(xù)行輪胎，也就是人們熟知的防爆輪胎[8]。

3）爆胎安全控制研究

另外一個研究的熱點是當爆胎發(fā)生后的汽車安全控制問題，國內(nèi)外學者進行了許多爆胎車輛控制策略、方法的研究，但這方面的技術(shù)仍然需要進一步完善，在今后一段時期內(nèi)仍將是重點研究的內(nèi)容[9]、[10]。

4）爆胎試驗技術(shù)及法規(guī)研制

關(guān)于爆胎試驗技術(shù)、裝備的研究及相應法規(guī)的研究也尤為迫切，如現(xiàn)有的試驗場爆胎設(shè)備也是基于相關(guān)法規(guī)要求的基礎(chǔ)上研發(fā)爆胎測試或者相關(guān)駕駛培訓，大多數(shù)采取充放氣形式，在輪轂上安裝若干根由電磁閥控制的氣管，通過控制電磁閥，利用氣管對輪胎充氣或者放氣，其爆胎放氣的速度取決于在輪轂上打孔的尺寸與數(shù)量，放氣速度快也就意味著輪轂上的孔大且多，嚴重影響測試與培訓過程的安全，難以滿足爆胎放氣的時間要求，無法對前輪和后輪獨立測試，無法靈活地滿足不同測試要求。急需開展爆胎試驗技術(shù)的研究及裝備的研發(fā)。同時相關(guān)的試驗法規(guī)也需要進行研制，爆胎試驗技術(shù)將沒有統(tǒng)一的規(guī)范，將使試驗結(jié)果難以比——帶來不必要的混亂。

3 結(jié)語

綜上所述，輪胎的安全是汽車安全的重要方面，其檢測試驗的標準法規(guī)需要進一地步完善，安全耐用的輪胎是輪胎設(shè)計制造長遠課題，輪胎室內(nèi)、場地在行駛中的在線檢測、試驗技術(shù)也需要不斷發(fā)展和完善，特別是輪胎發(fā)生問題，如行駛中的爆胎發(fā)生后，汽車控制研究需要更加深入，提出應對的策略及在汽車控制措施并加以應用，這樣從多方面保障，才能進一步提高汽車的安全性。

參考文獻：

[1]公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報（2018年）[R].北京：公安部交通管理局，2018.

[2]卜德軍，原因.輪胎爆胎原因鑒定技術(shù)研究[J].中國汽車，2020，（03），8-13.

[3]徐麗紅.國內(nèi)外輪胎標準技術(shù)法規(guī)對比分析及我國輪胎性能檢測標準的發(fā)展趨勢[J]，中國橡膠，2008（4），19-23.

[4]陳少梅，王琳，陳雪梅等，輪胎安全相關(guān)法規(guī)標準的分析與研究[J].輪胎工業(yè)，2020（40），526-529.

[5]王海倫，余世明.汽車輪胎壓力智能檢測系統(tǒng)的無線傳輸[J]，電氣時代，2005（08），98-99.

[6]淺談汽車輪胎動平衡測試技術(shù).陳偉泉.廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學院，廣東 東莞 523960.

[7]張騫，劉樹偉. 關(guān)于爆胎汽車研究綜述[J]. 時代汽車，191-192.

[8]葉濤. 爆胎汽車動力學及其主動安全控制[D].? 江西理工大學，2018.

[9]侯秀敏. 爆胎車輛穩(wěn)定性智能控制技術(shù)研究[D].山東理工大學，2018.

[10]曹智，爆胎車輛穩(wěn)定性控制策略研究[D].重慶郵電大學，2019.