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客車爆胎應急安全裝置的道路試驗研究

文檔作者：李德海文檔來源：廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月07日
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10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.14.035
客車爆胎應急安全裝置的道路試驗研究
李德海
（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，福建 廈門 361023）
摘 要：文章介紹了汽車爆胎的危害、爆胎產(chǎn)生的原因及目前主要防爆胎方法，并分析了一種客車爆胎應急安全裝
置的工作原理、安裝方法，重點闡述了該裝置的道路試驗檢測方法和應用前景。
關鍵詞：客車；爆胎；應急安全裝置；試驗研究
中圖分類號：U467.1+1 文獻標識碼：A 文章編號：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[1]，我國每年交通事故奪去近10 萬人生命，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。在我國高速公路交通事故中，因為爆胎
引發(fā)的事故約占事故總數(shù)的40%左右，因此爆胎被認為是高
速公路的頭號殺手。為了防止爆胎事故發(fā)生，駕駛員除了掌
握預防爆胎的常識外，還應學習車輛爆胎后的應急處理技巧，
比如爆胎后，雙手緊握方向盤，不能緊急制動，車速下降后，
嘗試輕踩剎車，將車輛緩慢行駛至安全區(qū)域。但是，對于從
未遇到過爆胎的駕駛員，特別是新手，爆胎后的本能反應就
是一腳剎車，這樣極容易導致方向失控，甚至翻車。爆胎的
原因主要有以下幾點：a車輛超載；b 長時間超速行駛；c胎
壓過低或者過高；d 輪胎受到外力撞擊；e輪胎磨損老化。目
前，爆胎安全技術主要有三個發(fā)展方向[2]：（1）安裝爆胎示
警裝置，如胎壓無線檢測系統(tǒng)TPMS；（2）防漏氣技術，如
輪胎充氮氣；（3）裝配泄氣保用輪胎，如寶馬汽車裝配的RSC
防爆輪胎。前兩種是基于主動安全的防爆胎技術，可以減少
爆胎機率，但是不能完全避免；第三種防爆輪胎安全性高，
但因價格昂貴且影響乘坐舒適性而無法大面積推廣。本文通
過模擬道路爆胎試驗，驗證了一種爆胎應急安全裝置的安全
實用性，試驗結果表明在客車爆胎后，行駛方向繼續(xù)可控，
車輛保持足夠的制動性能，使車輛行駛至安全區(qū)域，大大降
低事故發(fā)生機率，將危害降到最低。
1 爆胎應急安全裝置介紹
研究表明[1]：車輪爆胎失壓后，輪胎被壓扁，胎面在地
面上碾行，胎面不能隨輪輞同步滾動，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
擦力不均導致車輛側滑，翻滾。如果駕駛員采取緊急制動或
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。
測試試驗
作者簡介：李德海 (1982-)，男，本科，就職于廈門金龍聯(lián)合汽車
工業(yè)有限公司，整車道路試驗工程師；主要從事客車道路試驗與分
析。
萬方數(shù)據(jù)
2017 年第14 期 李德海：客車爆胎應急安全裝置的道路試驗研究 102
本文介紹的客車爆胎應急安全裝置安裝在車輪輪槽部
位，有效填補輪輞內(nèi)徑差，爆胎后，裝置上的凸起機構使輪
輞內(nèi)部形成可靠的齒輪結構，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
為“輪胎鎖”。
圖1 爆胎應急安全裝置結構圖
產(chǎn)品主體由高強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。
基礎支撐片：可以多種組合匹配不同型號輪轂。
TPMS 安裝片：加強“凹”型設計，兼容TPMS 發(fā)射器。
防脫銷軸：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產(chǎn)品
與輪轂摩擦力。
2 爆胎應急安全裝置試驗
2010 年8 月，我國交通部發(fā)布了一項行業(yè)推薦標準JT/T
235-2010《營運客車爆胎應急安全裝置技術要求》[3]，該標
準規(guī)定了輪胎爆胎時及爆胎后轉(zhuǎn)向、制動以及續(xù)駛里程方面
的要求，本文主要依據(jù)該標準進行客車爆胎應急安全裝置的
道路試驗研究。
2.1 試驗對象
試驗車輛：車長11.6 米公路客車一臺，車輛滿載，車輛
主要參數(shù)見表1?？紤]到老化舊胎發(fā)生的爆胎的機率和危害
遠大于新胎，本次試驗選用接近報廢的輪胎，胎紋深度不足
1/5。
表1 車輛主要參數(shù)
爆胎應急安全裝置：某品牌防爆胎安全裝置一套（客車
版）。
2.2 試驗條件和設備
2.2.1 試驗在長直線性能路和圓廣場進行，主要試驗儀器
見附表2
表2 主要試驗設備明細
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)缺點如表3 所示。為了
模擬最惡劣的爆胎情況，本次試驗采用炸藥爆破法，引爆位
置選在胎厚較薄的輪胎側壁，炸藥類型選為奧克托今
（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，化學安
定性好于TNT，很適合局部小范圍的強烈爆破。為了達到洞
狀爆破效果，又不至于損壞輪胎周邊車身結構，影響乘員人
身安全，經(jīng)過周密計算和反復驗證，確定炸藥劑量為8 克。
為了接近真實爆胎場景，采用車外試驗人員電子遙控方式引
爆炸藥，模擬駕駛員在無防范意識的情況下爆胎。
表3 三種模擬爆胎方式比較
2.3 爆胎試驗過程
2.3.1 將試驗車輛右前輪拆下后安裝應急安全裝置，進行
輪胎動平衡后調(diào)整后恢復安裝，檢查胎壓。陸續(xù)安裝設備儀
器，監(jiān)控攝像頭，最后安裝炸藥和引爆裝置。
圖2 安裝爆胎應急安全裝置 圖3 安裝炸藥
2.3.2 爆胎前車輛轉(zhuǎn)向力測試
萬方數(shù)據(jù)
103 汽車實用技術 2017 年第14 期
在平坦的水泥圓廣場上，車輛以10km/h 的速度在5s 之
內(nèi)，沿螺旋線從直線行駛過渡到直徑為24m的周行駛．施加
于方向盤外緣的切向力為：左轉(zhuǎn)35.2N，右轉(zhuǎn)33.6N。
2.3.3 爆胎瞬間方向盤轉(zhuǎn)向力增量試驗
車輛直線行駛加速至90km/h 以上，進入測試路段時，
車外試驗人員隨機引爆遙控炸藥，記錄爆胎瞬間，駕駛員維
持車輛直線行駛而施加在方向盤外緣施加的切應力和扭矩，
以及車輛姿態(tài)變化，駕駛員反應。
圖4 模擬爆胎瞬間的錄像截圖 圖5 爆胎后的輪胎形態(tài)
試驗過程中爆胎引起車身晃動，0.5 秒內(nèi)車速從91km/h
降至86km/h,然后又升至91km/h。方向盤扭矩劇烈波動，最
大值7.1Nm，最大方向盤切應力增量為29.58N（根據(jù)方向盤
直徑D=0.48m 計算得到）≤50N，在司機可控的操作力范圍
內(nèi)。爆胎后，由于右前輪下沉，為了保持車輛直線行駛，方
向盤向左轉(zhuǎn)46 度左右，并維持穩(wěn)定。駕駛員主觀評價：爆
胎時，車身抖動了一下，車輛行駛方向右偏，及時向左打
方向后，車輛保持直線行駛，轉(zhuǎn)向操作力增加不大，方向可
控。
圖6 爆胎瞬間車輛轉(zhuǎn)向力變化曲線
2.3.4 爆胎后車輛轉(zhuǎn)向力測試
圖7 爆胎后，左轉(zhuǎn)最大扭矩和方向盤轉(zhuǎn)角
爆胎后車輛應該具有良好的轉(zhuǎn)向性能，通過駕駛員對汽
車的操縱，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測值的120%，且應不大于245N。按
照本文2.3.2 的方法，進行爆胎前后的轉(zhuǎn)向力對比測試，結果
表明：左轉(zhuǎn)最大扭矩9.5N.m（見圖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%。駕駛員主觀評價，轉(zhuǎn)向力有
所增加，但對轉(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 爆胎后的制動性能測試
爆胎后，客車模擬緊急制動試驗，車速穩(wěn)定在30km/h
左右10 秒鐘，然后突然將制動踏板踩到底，測試剎車距離和
制定穩(wěn)定性。初始制動速度為30.76km/h,制動距離8.91m，
充分發(fā)出的制動減速度（MFDD）5.18 m/s²,踏板到底時刻的
瞬間踏板力為310N，制動過程中車輛的任何部位不超出3.7
米的試驗通道的邊緣線。滿足GB7258-2004 中7.13.1.1 對制
動性能的要求。
2.3.6 爆胎后的可控行駛距離
爆胎后，客車需要在司機有效控制方式下行駛1km 以
上，以保障車輛可以安全到達安全區(qū)域等待救援或維修。實
測車輛緩慢行駛1.4km后，車輛仍可正常行駛，雖然轉(zhuǎn)向力
有不規(guī)律波動現(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結果
2.3.7 輪胎及爆胎應急安全裝置檢查
通過以上測試項目，驗證了該爆胎安全裝置滿足標準中
各項要求（見表4），試驗完成后拆卸輪胎進行檢查：輪胎胎
面環(huán)周破壞嚴重，鋼絲束帶層斷裂分離， （下轉(zhuǎn)第114頁）
萬方數(shù)據(jù)
端方勇 等： 2017 年第14 期 內(nèi)外飾顏色對車輛暴曬后車內(nèi)溫度影響的研究 114
儀表臺中間部位、方向盤上、方向盤中）最高溫度高于黑色
樣車B，其余13 個測量點最高溫度都低于黑色樣車B。
三輛樣車各測量點暴曬后最高溫度和平均溫度如表3 所
示，當日光照強度如圖4 所示。
圖4
人體手對溫度的感覺是：40℃有熱的感覺，60℃時有燙
手的感覺，70℃時就有一觸就松否則就有被燙傷的感覺。從
數(shù)據(jù)分析：車內(nèi)最高溫度出現(xiàn)在下午13：00 左右，此時車內(nèi)
坐墊、靠背、換擋手柄、方向盤4 個與駕乘人員緊密接觸的
部位溫度均在70℃左右，白色樣車C 性能表現(xiàn)最差。白色樣
車A 車頂為黑色玻璃，溫度較白色樣車C 純白色車頂溫度平
均高7.6℃。
3 結論
經(jīng)過試驗驗證，證實了深色的車身確實比淺色車身更加
吸熱；雖然是相同顏色的車身，但因前擋、天窗等設計和材
料不同，不同車型的車內(nèi)外溫度差異也較大。在夏季高溫天
氣，車輛經(jīng)過長時間的暴曬，車內(nèi)很多駕乘人員接觸的地方
經(jīng)過暴曬后溫度將十分高，駕乘人員應注意通風，以免被高
溫部分燙傷。
參考文獻
[1] GB/T 12534 汽車道路試驗方法通則.
（上接第103頁）
橡膠層脫落，但輪胎未脫離輪輞。拆下輪胎檢查爆胎應急安
全裝置，無明顯損傷變形，仍然牢牢固定在輪輞上，并可反
復使用。
3 結束語
客車爆胎應急安全裝置是一款全新的汽車主動安全產(chǎn)
品，通過本次試驗證明該裝置可有效杜絕客車爆胎引起的安
全事故。在后續(xù)的試驗中，我們又進行安裝鋁合金輪輞的爆
胎試驗，暴雨天氣下的爆胎試驗，以驗證該裝置針對不同材
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。客車做為大運量交通工具，群死群傷事
故引起國家交通安全部門高度重視，2017 年頒布的JT/T
1094-2016《營運客車安全技術條件》[4}規(guī)定：車長大于9 m
的營運客車，前輪應安裝爆胎應急安全裝置。目前我司多個
車型將應急客車安全裝置作為安全配置，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效
益和社會效益，相信不久的將來，客車爆胎應急安全技術會
得到更好的發(fā)展和市場應用。
參考文獻
[1] 葉俊杰,虞煥金，周煥成論汽車行駛爆胎危象與應急安全技術
2009 年中國客車學術年會論文集 2009.
[2] 張耀丹淺析國內(nèi)汽車防爆胎技術科技資訊 2014.2.23.
[3] JT/T 235-2010 營運客車爆胎應急安全裝置技術要求 2010.8.20.
[4] JT/T 1094-2016《營運客車安全技術條件》 2017.3.7.

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