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客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置的道路試驗(yàn)研究

文檔作者：李德海文檔來(lái)源：廈門(mén)金龍聯(lián)合汽車(chē)工業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月07日
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10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.14.035
客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置的道路試驗(yàn)研究
李德海
（廈門(mén)金龍聯(lián)合汽車(chē)工業(yè)有限公司，福建 廈門(mén) 361023）
摘 要：文章介紹了汽車(chē)爆胎的危害、爆胎產(chǎn)生的原因及目前主要防爆胎方法，并分析了一種客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝
置的工作原理、安裝方法，重點(diǎn)闡述了該裝置的道路試驗(yàn)檢測(cè)方法和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：客車(chē)；爆胎；應(yīng)急安全裝置；試驗(yàn)研究
中圖分類(lèi)號(hào)：U467.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)14-101-04
The study on road test method of tyre failure emergency safty device for bus
Li Dehai
（Xiamen King-Long United Automotive Industry Co., Ltd, Fujian Xiamen 361023 )
Abstract: The harm, reason and main preventive methods of Tire explosion are briefly presented. Analyzes the working
principle and the installation method in detaile, And especially describled The road test method and application prospect of
tyre failure emergency safty device.
Keywords: bus; yre failure; tire failure; emergency safty device; test study
CLC NO.: U467.1+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-101-04
據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，我國(guó)每年交通事故奪去近10 萬(wàn)人生命，交通
事故死亡人數(shù)約占全球交通事故死亡人數(shù)的15%-20%，連續(xù)
10 余年居世界第一。在我國(guó)高速公路交通事故中，因?yàn)楸?
引發(fā)的事故約占事故總數(shù)的40%左右，因此爆胎被認(rèn)為是高
速公路的頭號(hào)殺手。為了防止爆胎事故發(fā)生，駕駛員除了掌
握預(yù)防爆胎的常識(shí)外，還應(yīng)學(xué)習(xí)車(chē)輛爆胎后的應(yīng)急處理技巧，
比如爆胎后，雙手緊握方向盤(pán)，不能緊急制動(dòng)，車(chē)速下降后，
嘗試輕踩剎車(chē)，將車(chē)輛緩慢行駛至安全區(qū)域。但是，對(duì)于從
未遇到過(guò)爆胎的駕駛員，特別是新手，爆胎后的本能反應(yīng)就
是一腳剎車(chē)，這樣極容易導(dǎo)致方向失控，甚至翻車(chē)。爆胎的
原因主要有以下幾點(diǎn)：a車(chē)輛超載；b 長(zhǎng)時(shí)間超速行駛；c胎
壓過(guò)低或者過(guò)高；d 輪胎受到外力撞擊；e輪胎磨損老化。目
前，爆胎安全技術(shù)主要有三個(gè)發(fā)展方向[2]：（1）安裝爆胎示
警裝置，如胎壓無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)TPMS；（2）防漏氣技術(shù)，如
輪胎充氮?dú)?；?）裝配泄氣保用輪胎，如寶馬汽車(chē)裝配的RSC
防爆輪胎。前兩種是基于主動(dòng)安全的防爆胎技術(shù)，可以減少
爆胎機(jī)率，但是不能完全避免；第三種防爆輪胎安全性高，
但因價(jià)格昂貴且影響乘坐舒適性而無(wú)法大面積推廣。本文通
過(guò)模擬道路爆胎試驗(yàn)，驗(yàn)證了一種爆胎應(yīng)急安全裝置的安全
實(shí)用性，試驗(yàn)結(jié)果表明在客車(chē)爆胎后，行駛方向繼續(xù)可控，
車(chē)輛保持足夠的制動(dòng)性能，使車(chē)輛行駛至安全區(qū)域，大大降
低事故發(fā)生機(jī)率，將危害降到最低。
1 爆胎應(yīng)急安全裝置介紹
研究表明[1]：車(chē)輪爆胎失壓后，輪胎被壓扁，胎面在地
面上碾行，胎面不能隨輪輞同步滾動(dòng)，形成周期性變化的阻
滯力矩，使破損的輪胎撕裂并脫離輪輞。爆胎后的金屬輪輞
與地面接觸后，地面附著力突然降低，由于四輪受到地面摩
擦力不均導(dǎo)致車(chē)輛側(cè)滑，翻滾。如果駕駛員采取緊急制動(dòng)或
者猛打方向等極端措施，阻滯力矩瞬間增大，加速輪胎脫離
輪輞，危害極大。
測(cè)試試驗(yàn)
作者簡(jiǎn)介：李德海 (1982-)，男，本科，就職于廈門(mén)金龍聯(lián)合汽車(chē)
工業(yè)有限公司，整車(chē)道路試驗(yàn)工程師；主要從事客車(chē)道路試驗(yàn)與分
析。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
2017 年第14 期 李德海：客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置的道路試驗(yàn)研究 102
本文介紹的客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置安裝在車(chē)輪輪槽部
位，有效填補(bǔ)輪輞內(nèi)徑差，爆胎后，裝置上的凸起機(jī)構(gòu)使輪
輞內(nèi)部形成可靠的齒輪結(jié)構(gòu)，與失壓輪胎緊緊咬合，避免了
輪胎失壓后卷入槽底或脫離輪輞的可能，有效釋放輪輞和輪
胎間的阻滯力矩，減少轉(zhuǎn)角差，確保輪胎不脫離輪輞，被稱(chēng)
為“輪胎鎖”。
圖1 爆胎應(yīng)急安全裝置結(jié)構(gòu)圖
產(chǎn)品主體由高強(qiáng)度的金屬支撐片連接組成，主要包括：
連接螺栓套件：用于緊固、連接產(chǎn)品，并配有可靠的防
脫功能。
連接支撐片：用于產(chǎn)品連接。
基礎(chǔ)支撐片：可以多種組合匹配不同型號(hào)輪轂。
TPMS 安裝片：加強(qiáng)“凹”型設(shè)計(jì)，兼容TPMS 發(fā)射器。
防脫銷(xiāo)軸：用于連接支撐片。
支撐墊：消除因金屬接觸產(chǎn)生的異響和損傷并加強(qiáng)產(chǎn)品
與輪轂?zāi)Σ亮Α?
2 爆胎應(yīng)急安全裝置試驗(yàn)
2010 年8 月，我國(guó)交通部發(fā)布了一項(xiàng)行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)JT/T
235-2010《營(yíng)運(yùn)客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置技術(shù)要求》[3]，該標(biāo)
準(zhǔn)規(guī)定了輪胎爆胎時(shí)及爆胎后轉(zhuǎn)向、制動(dòng)以及續(xù)駛里程方面
的要求，本文主要依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置的
道路試驗(yàn)研究。
2.1 試驗(yàn)對(duì)象
試驗(yàn)車(chē)輛：車(chē)長(zhǎng)11.6 米公路客車(chē)一臺(tái)，車(chē)輛滿載，車(chē)輛
主要參數(shù)見(jiàn)表1?？紤]到老化舊胎發(fā)生的爆胎的機(jī)率和危害
遠(yuǎn)大于新胎，本次試驗(yàn)選用接近報(bào)廢的輪胎，胎紋深度不足
1/5。
表1 車(chē)輛主要參數(shù)
爆胎應(yīng)急安全裝置：某品牌防爆胎安全裝置一套（客車(chē)
版）。
2.2 試驗(yàn)條件和設(shè)備
2.2.1 試驗(yàn)在長(zhǎng)直線性能路和圓廣場(chǎng)進(jìn)行，主要試驗(yàn)儀器
見(jiàn)附表2
表2 主要試驗(yàn)設(shè)備明細(xì)
2.2.2 爆胎方式的選擇
目前有三種方式模擬爆胎方式,優(yōu)缺點(diǎn)如表3 所示。為了
模擬最?lèi)毫拥谋デ闆r，本次試驗(yàn)采用炸藥爆破法，引爆位
置選在胎厚較薄的輪胎側(cè)壁，炸藥類(lèi)型選為奧克托今
（HMX）。奧克托今是已知純凈物炸藥中爆炸效果最好的一
種，其密度大于黑索金，爆速、爆熱都高于黑索金，化學(xué)安
定性好于TNT，很適合局部小范圍的強(qiáng)烈爆破。為了達(dá)到洞
狀爆破效果，又不至于損壞輪胎周邊車(chē)身結(jié)構(gòu)，影響乘員人
身安全，經(jīng)過(guò)周密計(jì)算和反復(fù)驗(yàn)證，確定炸藥劑量為8 克。
為了接近真實(shí)爆胎場(chǎng)景，采用車(chē)外試驗(yàn)人員電子遙控方式引
爆炸藥，模擬駕駛員在無(wú)防范意識(shí)的情況下爆胎。
表3 三種模擬爆胎方式比較
2.3 爆胎試驗(yàn)過(guò)程
2.3.1 將試驗(yàn)車(chē)輛右前輪拆下后安裝應(yīng)急安全裝置，進(jìn)行
輪胎動(dòng)平衡后調(diào)整后恢復(fù)安裝，檢查胎壓。陸續(xù)安裝設(shè)備儀
器，監(jiān)控?cái)z像頭，最后安裝炸藥和引爆裝置。
圖2 安裝爆胎應(yīng)急安全裝置 圖3 安裝炸藥
2.3.2 爆胎前車(chē)輛轉(zhuǎn)向力測(cè)試
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
103 汽車(chē)實(shí)用技術(shù) 2017 年第14 期
在平坦的水泥圓廣場(chǎng)上，車(chē)輛以10km/h 的速度在5s 之
內(nèi)，沿螺旋線從直線行駛過(guò)渡到直徑為24m的周行駛．施加
于方向盤(pán)外緣的切向力為：左轉(zhuǎn)35.2N，右轉(zhuǎn)33.6N。
2.3.3 爆胎瞬間方向盤(pán)轉(zhuǎn)向力增量試驗(yàn)
車(chē)輛直線行駛加速至90km/h 以上，進(jìn)入測(cè)試路段時(shí)，
車(chē)外試驗(yàn)人員隨機(jī)引爆遙控炸藥，記錄爆胎瞬間，駕駛員維
持車(chē)輛直線行駛而施加在方向盤(pán)外緣施加的切應(yīng)力和扭矩，
以及車(chē)輛姿態(tài)變化，駕駛員反應(yīng)。
圖4 模擬爆胎瞬間的錄像截圖 圖5 爆胎后的輪胎形態(tài)
試驗(yàn)過(guò)程中爆胎引起車(chē)身晃動(dòng)，0.5 秒內(nèi)車(chē)速?gòu)?1km/h
降至86km/h,然后又升至91km/h。方向盤(pán)扭矩劇烈波動(dòng)，最
大值7.1Nm，最大方向盤(pán)切應(yīng)力增量為29.58N（根據(jù)方向盤(pán)
直徑D=0.48m 計(jì)算得到）≤50N，在司機(jī)可控的操作力范圍
內(nèi)。爆胎后，由于右前輪下沉，為了保持車(chē)輛直線行駛，方
向盤(pán)向左轉(zhuǎn)46 度左右，并維持穩(wěn)定。駕駛員主觀評(píng)價(jià)：爆
胎時(shí)，車(chē)身抖動(dòng)了一下，車(chē)輛行駛方向右偏，及時(shí)向左打
方向后，車(chē)輛保持直線行駛，轉(zhuǎn)向操作力增加不大，方向可
控。
圖6 爆胎瞬間車(chē)輛轉(zhuǎn)向力變化曲線
2.3.4 爆胎后車(chē)輛轉(zhuǎn)向力測(cè)試
圖7 爆胎后，左轉(zhuǎn)最大扭矩和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角
爆胎后車(chē)輛應(yīng)該具有良好的轉(zhuǎn)向性能，通過(guò)駕駛員對(duì)汽
車(chē)的操縱，能夠以一定的速度有效規(guī)避前方障礙物，其轉(zhuǎn)向
操縱力不大于爆胎前實(shí)測(cè)值的120%，且應(yīng)不大于245N。按
照本文2.3.2 的方法，進(jìn)行爆胎前后的轉(zhuǎn)向力對(duì)比測(cè)試，結(jié)果
表明：左轉(zhuǎn)最大扭矩9.5N.m（見(jiàn)圖7 和圖8），最大轉(zhuǎn)向力
39.6N，比爆胎前增加12.5%；右轉(zhuǎn)最大扭矩8.7N.m,最大轉(zhuǎn)
向力36.3N，比爆胎前增加8%。駕駛員主觀評(píng)價(jià)，轉(zhuǎn)向力有
所增加，但對(duì)轉(zhuǎn)向操控影響不大。
圖8 爆胎后，左轉(zhuǎn)向力行駛軌跡
2.3.5 爆胎后的制動(dòng)性能測(cè)試
爆胎后，客車(chē)模擬緊急制動(dòng)試驗(yàn)，車(chē)速穩(wěn)定在30km/h
左右10 秒鐘，然后突然將制動(dòng)踏板踩到底，測(cè)試剎車(chē)距離和
制定穩(wěn)定性。初始制動(dòng)速度為30.76km/h,制動(dòng)距離8.91m，
充分發(fā)出的制動(dòng)減速度（MFDD）5.18 m/s²,踏板到底時(shí)刻的
瞬間踏板力為310N，制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輛的任何部位不超出3.7
米的試驗(yàn)通道的邊緣線。滿足GB7258-2004 中7.13.1.1 對(duì)制
動(dòng)性能的要求。
2.3.6 爆胎后的可控行駛距離
爆胎后，客車(chē)需要在司機(jī)有效控制方式下行駛1km 以
上，以保障車(chē)輛可以安全到達(dá)安全區(qū)域等待救援或維修。實(shí)
測(cè)車(chē)輛緩慢行駛1.4km后，車(chē)輛仍可正常行駛，雖然轉(zhuǎn)向力
有不規(guī)律波動(dòng)現(xiàn)象，但未超出駕駛員控制能力。
圖9 爆胎后輪胎形貌 圖10 爆胎后，裝置檢查
表4 爆胎后的安全性能試驗(yàn)結(jié)果
2.3.7 輪胎及爆胎應(yīng)急安全裝置檢查
通過(guò)以上測(cè)試項(xiàng)目，驗(yàn)證了該爆胎安全裝置滿足標(biāo)準(zhǔn)中
各項(xiàng)要求（見(jiàn)表4），試驗(yàn)完成后拆卸輪胎進(jìn)行檢查：輪胎胎
面環(huán)周破壞嚴(yán)重，鋼絲束帶層斷裂分離， （下轉(zhuǎn)第114頁(yè)）
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
端方勇 等： 2017 年第14 期 內(nèi)外飾顏色對(duì)車(chē)輛暴曬后車(chē)內(nèi)溫度影響的研究 114
儀表臺(tái)中間部位、方向盤(pán)上、方向盤(pán)中）最高溫度高于黑色
樣車(chē)B，其余13 個(gè)測(cè)量點(diǎn)最高溫度都低于黑色樣車(chē)B。
三輛樣車(chē)各測(cè)量點(diǎn)暴曬后最高溫度和平均溫度如表3 所
示，當(dāng)日光照強(qiáng)度如圖4 所示。
圖4
人體手對(duì)溫度的感覺(jué)是：40℃有熱的感覺(jué)，60℃時(shí)有燙
手的感覺(jué)，70℃時(shí)就有一觸就松否則就有被燙傷的感覺(jué)。從
數(shù)據(jù)分析：車(chē)內(nèi)最高溫度出現(xiàn)在下午13：00 左右，此時(shí)車(chē)內(nèi)
坐墊、靠背、換擋手柄、方向盤(pán)4 個(gè)與駕乘人員緊密接觸的
部位溫度均在70℃左右，白色樣車(chē)C 性能表現(xiàn)最差。白色樣
車(chē)A 車(chē)頂為黑色玻璃，溫度較白色樣車(chē)C 純白色車(chē)頂溫度平
均高7.6℃。
3 結(jié)論
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了深色的車(chē)身確實(shí)比淺色車(chē)身更加
吸熱；雖然是相同顏色的車(chē)身，但因前擋、天窗等設(shè)計(jì)和材
料不同，不同車(chē)型的車(chē)內(nèi)外溫度差異也較大。在夏季高溫天
氣，車(chē)輛經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的暴曬，車(chē)內(nèi)很多駕乘人員接觸的地方
經(jīng)過(guò)暴曬后溫度將十分高，駕乘人員應(yīng)注意通風(fēng)，以免被高
溫部分燙傷。
參考文獻(xiàn)
[1] GB/T 12534 汽車(chē)道路試驗(yàn)方法通則.
（上接第103頁(yè)）
橡膠層脫落，但輪胎未脫離輪輞。拆下輪胎檢查爆胎應(yīng)急安
全裝置，無(wú)明顯損傷變形，仍然牢牢固定在輪輞上，并可反
復(fù)使用。
3 結(jié)束語(yǔ)
客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置是一款全新的汽車(chē)主動(dòng)安全產(chǎn)
品，通過(guò)本次試驗(yàn)證明該裝置可有效杜絕客車(chē)爆胎引起的安
全事故。在后續(xù)的試驗(yàn)中，我們又進(jìn)行安裝鋁合金輪輞的爆
胎試驗(yàn)，暴雨天氣下的爆胎試驗(yàn)，以驗(yàn)證該裝置針對(duì)不同材
料輪輞的嚙合牢固度以及惡劣天氣下的工作狀態(tài)，最后都證
明該裝置安全可靠?？蛙?chē)做為大運(yùn)量交通工具，群死群傷事
故引起國(guó)家交通安全部門(mén)高度重視，2017 年頒布的JT/T
1094-2016《營(yíng)運(yùn)客車(chē)安全技術(shù)條件》[4}規(guī)定：車(chē)長(zhǎng)大于9 m
的營(yíng)運(yùn)客車(chē)，前輪應(yīng)安裝爆胎應(yīng)急安全裝置。目前我司多個(gè)
車(chē)型將應(yīng)急客車(chē)安全裝置作為安全配置，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效
益和社會(huì)效益，相信不久的將來(lái)，客車(chē)爆胎應(yīng)急安全技術(shù)會(huì)
得到更好的發(fā)展和市場(chǎng)應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 葉俊杰,虞煥金，周煥成論汽車(chē)行駛爆胎危象與應(yīng)急安全技術(shù)
2009 年中國(guó)客車(chē)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集 2009.
[2] 張耀丹淺析國(guó)內(nèi)汽車(chē)防爆胎技術(shù)科技資訊 2014.2.23.
[3] JT/T 235-2010 營(yíng)運(yùn)客車(chē)爆胎應(yīng)急安全裝置技術(shù)要求 2010.8.20.
[4] JT/T 1094-2016《營(yíng)運(yùn)客車(chē)安全技術(shù)條件》 2017.3.7.

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