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客车爆胎应急安全装置的道路试验研究

文档作者：李德海文档来源：厦门金龙联合汽车工业有限公司		点击数：	更新时间： 2021年05月07日
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10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.14.035
客车爆胎应急安全装置的道路试验研究
李德海
（厦门金龙联合汽车工业有限公司，福建 厦门 361023）
摘 要：文章介绍了汽车爆胎的危害、爆胎产生的原因及目前主要防爆胎方法，并分析了一种客车爆胎应急安全装
置的工作原理、安装方法，重点阐述了该装置的道路试验检测方法和应用前景。
关键词：客车；爆胎；应急安全装置；试验研究
中图分类号：U467.1+1 文献标识码：A 文章编号：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
据统计[1]，我国每年交通事故夺去近10 万人生命，交通
事故死亡人数约占全球交通事故死亡人数的15%-20%，连续
10 余年居世界第一。在我国高速公路交通事故中，因为爆胎
引发的事故约占事故总数的40%左右，因此爆胎被认为是高
速公路的头号杀手。为了防止爆胎事故发生，驾驶员除了掌
握预防爆胎的常识外，还应学习车辆爆胎后的应急处理技巧，
比如爆胎后，双手紧握方向盘，不能紧急制动，车速下降后，
尝试轻踩刹车，将车辆缓慢行驶至安全区域。但是，对于从
未遇到过爆胎的驾驶员，特别是新手，爆胎后的本能反应就
是一脚刹车，这样极容易导致方向失控，甚至翻车。爆胎的
原因主要有以下几点：a车辆超载；b 长时间超速行驶；c胎
压过低或者过高；d 轮胎受到外力撞击；e轮胎磨损老化。目
前，爆胎安全技术主要有三个发展方向[2]：（1）安装爆胎示
警装置，如胎压无线检测系统TPMS；（2）防漏气技术，如
轮胎充氮气；（3）装配泄气保用轮胎，如宝马汽车装配的RSC
防爆轮胎。前两种是基于主动安全的防爆胎技术，可以减少
爆胎机率，但是不能完全避免；第三种防爆轮胎安全性高，
但因价格昂贵且影响乘坐舒适性而无法大面积推广。本文通
过模拟道路爆胎试验，验证了一种爆胎应急安全装置的安全
实用性，试验结果表明在客车爆胎后，行驶方向继续可控，
车辆保持足够的制动性能，使车辆行驶至安全区域，大大降
低事故发生机率，将危害降到最低。
1 爆胎应急安全装置介绍
研究表明[1]：车轮爆胎失压后，轮胎被压扁，胎面在地
面上碾行，胎面不能随轮辋同步滚动，形成周期性变化的阻
滞力矩，使破损的轮胎撕裂并脱离轮辋。爆胎后的金属轮辋
与地面接触后，地面附着力突然降低，由于四轮受到地面摩
擦力不均导致车辆侧滑，翻滚。如果驾驶员采取紧急制动或
者猛打方向等极端措施，阻滞力矩瞬间增大，加速轮胎脱离
轮辋，危害极大。
测试试验
作者简介：李德海 (1982-)，男，本科，就职于厦门金龙联合汽车
工业有限公司，整车道路试验工程师；主要从事客车道路试验与分
析。
万方数据
2017 年第14 期 李德海：客车爆胎应急安全装置的道路试验研究 102
本文介绍的客车爆胎应急安全装置安装在车轮轮槽部
位，有效填补轮辋内径差，爆胎后，装置上的凸起机构使轮
辋内部形成可靠的齿轮结构，与失压轮胎紧紧咬合，避免了
轮胎失压后卷入槽底或脱离轮辋的可能，有效释放轮辋和轮
胎间的阻滞力矩，减少转角差，确保轮胎不脱离轮辋，被称
为“轮胎锁”。
图1 爆胎应急安全装置结构图
产品主体由高强度的金属支撑片连接组成，主要包括：
连接螺栓套件：用于紧固、连接产品，并配有可靠的防
脱功能。
连接支撑片：用于产品连接。
基础支撑片：可以多种组合匹配不同型号轮毂。
TPMS 安装片：加强“凹”型设计，兼容TPMS 发射器。
防脱销轴：用于连接支撑片。
支撑垫：消除因金属接触产生的异响和损伤并加强产品
与轮毂摩擦力。
2 爆胎应急安全装置试验
2010 年8 月，我国交通部发布了一项行业推荐标准JT/T
235-2010《营运客车爆胎应急安全装置技术要求》[3]，该标
准规定了轮胎爆胎时及爆胎后转向、制动以及续驶里程方面
的要求，本文主要依据该标准进行客车爆胎应急安全装置的
道路试验研究。
2.1 试验对象
试验车辆：车长11.6 米公路客车一台，车辆满载，车辆
主要参数见表1。考虑到老化旧胎发生的爆胎的机率和危害
远大于新胎，本次试验选用接近报废的轮胎，胎纹深度不足
1/5。
表1 车辆主要参数
爆胎应急安全装置：某品牌防爆胎安全装置一套（客车
版）。
2.2 试验条件和设备
2.2.1 试验在长直线性能路和圆广场进行，主要试验仪器
见附表2
表2 主要试验设备明细
2.2.2 爆胎方式的选择
目前有三种方式模拟爆胎方式,优缺点如表3 所示。为了
模拟最恶劣的爆胎情况，本次试验采用炸药爆破法，引爆位
置选在胎厚较薄的轮胎侧壁，炸药类型选为奥克托今
（HMX）。奥克托今是已知纯净物炸药中爆炸效果最好的一
种，其密度大于黑索金，爆速、爆热都高于黑索金，化学安
定性好于TNT，很适合局部小范围的强烈爆破。为了达到洞
状爆破效果，又不至于损坏轮胎周边车身结构，影响乘员人
身安全，经过周密计算和反复验证，确定炸药剂量为8 克。
为了接近真实爆胎场景，采用车外试验人员电子遥控方式引
爆炸药，模拟驾驶员在无防范意识的情况下爆胎。
表3 三种模拟爆胎方式比较
2.3 爆胎试验过程
2.3.1 将试验车辆右前轮拆下后安装应急安全装置，进行
轮胎动平衡后调整后恢复安装，检查胎压。陆续安装设备仪
器，监控摄像头，最后安装炸药和引爆装置。
图2 安装爆胎应急安全装置 图3 安装炸药
2.3.2 爆胎前车辆转向力测试
万方数据
103 汽车实用技术 2017 年第14 期
在平坦的水泥圆广场上，车辆以10km/h 的速度在5s 之
内，沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为24m的周行驶．施加
于方向盘外缘的切向力为：左转35.2N，右转33.6N。
2.3.3 爆胎瞬间方向盘转向力增量试验
车辆直线行驶加速至90km/h 以上，进入测试路段时，
车外试验人员随机引爆遥控炸药，记录爆胎瞬间，驾驶员维
持车辆直线行驶而施加在方向盘外缘施加的切应力和扭矩，
以及车辆姿态变化，驾驶员反应。
图4 模拟爆胎瞬间的录像截图 图5 爆胎后的轮胎形态
试验过程中爆胎引起车身晃动，0.5 秒内车速从91km/h
降至86km/h,然后又升至91km/h。方向盘扭矩剧烈波动，最
大值7.1Nm，最大方向盘切应力增量为29.58N（根据方向盘
直径D=0.48m 计算得到）≤50N，在司机可控的操作力范围
内。爆胎后，由于右前轮下沉，为了保持车辆直线行驶，方
向盘向左转46 度左右，并维持稳定。驾驶员主观评价：爆
胎时，车身抖动了一下，车辆行驶方向右偏，及时向左打
方向后，车辆保持直线行驶，转向操作力增加不大，方向可
控。
图6 爆胎瞬间车辆转向力变化曲线
2.3.4 爆胎后车辆转向力测试
图7 爆胎后，左转最大扭矩和方向盘转角
爆胎后车辆应该具有良好的转向性能，通过驾驶员对汽
车的操纵，能够以一定的速度有效规避前方障碍物，其转向
操纵力不大于爆胎前实测值的120%，且应不大于245N。按
照本文2.3.2 的方法，进行爆胎前后的转向力对比测试，结果
表明：左转最大扭矩9.5N.m（见图7 和图8），最大转向力
39.6N，比爆胎前增加12.5%；右转最大扭矩8.7N.m,最大转
向力36.3N，比爆胎前增加8%。驾驶员主观评价，转向力有
所增加，但对转向操控影响不大。
图8 爆胎后，左转向力行驶轨迹
2.3.5 爆胎后的制动性能测试
爆胎后，客车模拟紧急制动试验，车速稳定在30km/h
左右10 秒钟，然后突然将制动踏板踩到底，测试刹车距离和
制定稳定性。初始制动速度为30.76km/h,制动距离8.91m，
充分发出的制动减速度（MFDD）5.18 m/s²,踏板到底时刻的
瞬间踏板力为310N，制动过程中车辆的任何部位不超出3.7
米的试验通道的边缘线。满足GB7258-2004 中7.13.1.1 对制
动性能的要求。
2.3.6 爆胎后的可控行驶距离
爆胎后，客车需要在司机有效控制方式下行驶1km 以
上，以保障车辆可以安全到达安全区域等待救援或维修。实
测车辆缓慢行驶1.4km后，车辆仍可正常行驶，虽然转向力
有不规律波动现象，但未超出驾驶员控制能力。
图9 爆胎后轮胎形貌 图10 爆胎后，装置检查
表4 爆胎后的安全性能试验结果
2.3.7 轮胎及爆胎应急安全装置检查
通过以上测试项目，验证了该爆胎安全装置满足标准中
各项要求（见表4），试验完成后拆卸轮胎进行检查：轮胎胎
面环周破坏严重，钢丝束带层断裂分离， （下转第114页）
万方数据
端方勇 等： 2017 年第14 期 内外饰颜色对车辆暴晒后车内温度影响的研究 114
仪表台中间部位、方向盘上、方向盘中）最高温度高于黑色
样车B，其余13 个测量点最高温度都低于黑色样车B。
三辆样车各测量点暴晒后最高温度和平均温度如表3 所
示，当日光照强度如图4 所示。
图4
人体手对温度的感觉是：40℃有热的感觉，60℃时有烫
手的感觉，70℃时就有一触就松否则就有被烫伤的感觉。从
数据分析：车内最高温度出现在下午13：00 左右，此时车内
坐垫、靠背、换挡手柄、方向盘4 个与驾乘人员紧密接触的
部位温度均在70℃左右，白色样车C 性能表现最差。白色样
车A 车顶为黑色玻璃，温度较白色样车C 纯白色车顶温度平
均高7.6℃。
3 结论
经过试验验证，证实了深色的车身确实比浅色车身更加
吸热；虽然是相同颜色的车身，但因前挡、天窗等设计和材
料不同，不同车型的车内外温度差异也较大。在夏季高温天
气，车辆经过长时间的暴晒，车内很多驾乘人员接触的地方
经过暴晒后温度将十分高，驾乘人员应注意通风，以免被高
温部分烫伤。
参考文献
[1] GB/T 12534 汽车道路试验方法通则.
（上接第103页）
橡胶层脱落，但轮胎未脱离轮辋。拆下轮胎检查爆胎应急安
全装置，无明显损伤变形，仍然牢牢固定在轮辋上，并可反
复使用。
3 结束语
客车爆胎应急安全装置是一款全新的汽车主动安全产
品，通过本次试验证明该装置可有效杜绝客车爆胎引起的安
全事故。在后续的试验中，我们又进行安装铝合金轮辋的爆
胎试验，暴雨天气下的爆胎试验，以验证该装置针对不同材
料轮辋的啮合牢固度以及恶劣天气下的工作状态，最后都证
明该装置安全可靠。客车做为大运量交通工具，群死群伤事
故引起国家交通安全部门高度重视，2017 年颁布的JT/T
1094-2016《营运客车安全技术条件》[4}规定：车长大于9 m
的营运客车，前轮应安装爆胎应急安全装置。目前我司多个
车型将应急客车安全装置作为安全配置，产生很好的经济效
益和社会效益，相信不久的将来，客车爆胎应急安全技术会
得到更好的发展和市场应用。
参考文献
[1] 叶俊杰,虞焕金，周焕成论汽车行驶爆胎危象与应急安全技术
2009 年中国客车学术年会论文集 2009.
[2] 张耀丹浅析国内汽车防爆胎技术科技资讯 2014.2.23.
[3] JT/T 235-2010 营运客车爆胎应急安全装置技术要求 2010.8.20.
[4] JT/T 1094-2016《营运客车安全技术条件》 2017.3.7.

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