康诚 　严欣 　高友发 　张森

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

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《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《轎车轮胎室内性能试验方法》、 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）爆胎试验技術及法规研制

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。

参考文献：

[1]公安部交通管理局.中华人民共和国道路交通事故统计年报（2018年）[R].北京：公安部交通管理局，2018.

[2]卜德军，原因.轮胎爆胎原因鉴定技术研究[J].中国汽车，2020，（03），8-13.

[3]徐丽红.国内外轮胎标准技术法规对比分析及我国轮胎性能检测标准的发展趋势[J]，中国橡胶，2008（4），19-23.

[4]陈少梅，王琳，陈雪梅等，轮胎安全相关法规标准的分析与研究[J].轮胎工业，2020（40），526-529.

[5]王海伦，余世明.汽车轮胎压力智能检测系统的无线传输[J]，电气时代，2005（08），98-99.

[6]浅谈汽车轮胎动平衡测试技术.陈伟泉.广东创新科技职业学院，广东 东莞 523960.

[7]张骞，刘树伟. 关于爆胎汽车研究综述[J]. 时代汽车，191-192.

[8]叶涛. 爆胎汽车动力学及其主动安全控制[D].  江西理工大学，2018.

[9]侯秀敏. 爆胎车辆稳定性智能控制技术研究[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.