爆胎安全装置在某轻型客车上的应用

杨情操，朱晓，邹小俊，张汤赟，吕传志，王睿（南京依维柯汽车有限公司，南京210028）

爆胎安全装置在某轻型客车上的应用

杨情操，朱晓，邹小俊，张汤赟，吕传志，王睿
（南京依维柯汽车有限公司，南京210028）

对现有爆胎安全装置进行分析，论述轻型客车适合采用防轮胎脱圈装置作为爆胎安全装置，并提出选型及装配中容易出现的问题，最后通过装车试验验证。

轻型客车；爆胎；安全装置

轮胎是汽车的重要组成部件之一，其作用主要包括支撑车身重量，缓冲外界冲击，保证汽车的行驶性能等[1]。如果轮胎在汽车行驶过程中发生爆胎，很容易引发重大交通事故，危害驾乘人员人身和财产安全。根据有关统计，每年因爆胎直接引发的交通事故占事故总量的30%以上，而且车速在120 km/h以上时发生爆胎的死亡率达100%。因此，爆胎与疲劳驾驶、超速驾驶并列成为我国道路交通的三大杀手[2]。本文针对轻型客车上应用爆胎安全装置的情况进行分析。

1 轻型客车爆胎安全装置选择

目前，爆胎安全装置的技术已经趋于成熟，并有很多种类。常用的爆胎安全装置有自封闭型安全轮胎、轮胎气压监测技术（TPMS）、胎侧补强型安全轮胎、支撑型安全轮胎和防轮胎脱圈装置等[3-4]。其技术状态、特性及爆胎适应性如表1所示。

表1 爆胎安全装置特性表

由于轻型客车速度快，运输乘员较多，且有一定的舒适性要求，在爆胎后后果较为严重，所以选择防轮胎脱圈装置作为爆胎安全装置。

防轮胎脱圈装置利用了车轮轮辋的深槽设计，车轮轮辋的深槽为拆装轮胎时轮胎胎圈的退让空间。防轮胎脱圈装置安装在车轮轮辋的深槽区域。当轮胎爆胎后，在滚动旋转的压力下，轮胎会受挤压试图从车轮轮辋中脱离，由于深槽轮辋的深槽被防脱装置占据，轮胎始终无法从车轮轮辋中脱离。该装置有结构简单、簧下质量增加较小、拆装便利等特点，一般由垫块、垫带、固定螺栓、挡块和螺母组成，如图1所示。与车轮轮辋的配合关系如图2所示。

图1 防轮胎脱圈装置示意图

图2 防轮胎脱圈装置装配示意图

2 防轮胎脱圈装置实施及验证

2.1 防轮胎脱圈装置原理

在普通无内胎轮胎爆胎后，轮胎与车轮的相互运动轨迹如图3所示，在滚动旋转的压力下，轮胎会慢慢从车轮轮辋中脱离，最后完全掉出，造成车轮轮辋与地面直接接触，失去附着力，方向及制动均不可控[5]。

图3 普通轮胎爆胎后运动轨迹示意图

在普通无内胎轮胎内侧，车轮轮辋上装配防轮胎脱圈装置后，轮胎与车轮的运动轨迹如图4所示，在滚动旋转的压力下，轮胎会受挤压试图从车轮轮辋中脱离，但由于深槽轮辋的深槽被防脱装置占据，轮胎始终无法从车轮轮辋中脱离。

图4 轮胎装配防轮胎脱圈装置爆胎后运动轨迹示意图

2.2 防轮胎脱圈装置特点

1）方向可控性。爆胎后，车轮不直接接触地面。当汽车爆胎时，防轮胎脱圈装置防止轮胎胎圈滑入车轮凹槽，将深槽轮辋车轮变成近似成平底轮辋车轮，有效阻止轮胎脱离车轮，车轮将不会接触地面导致车辆方向失控。车轮深槽半径量保持一致的情况下，轮胎通过自身的厚度使车轮与地面之间形成橡胶垫层，车轮不会直接接触地面，轮胎仍具有较强抓地力及摩擦力，使车辆仍可继续行驶并保持方向的可控性。

2）制动可控性。爆胎后，轮胎与车轮转速保持同步。当汽车爆胎时，轮胎与车轮将逐渐分离。此时轮胎与车轮的转速受车速的影响不一致，车辆在紧急制动时，车轮停止转动而轮胎还继续保持空转，这时车辆将无法控制，防轮胎脱圈装置处在轮胎与车轮之间，使得轮胎与车轮分离时保持一定的同步，使车辆安全地停下来。

2.3 防轮胎脱圈装置型号选择与安装

该轻型客车采用5°深槽轮辋，规格为5.5JK×16H，与防轮胎脱圈装置的装配如图5所示。由于防轮胎脱圈装置占据拆装轮胎时轮胎胎圈移动位置，故在装配防轮胎脱圈装置前需将轮胎与车轮先合成，再采用安装工具将轮胎压至一侧，然后装配防脱圈装置——垫带及垫块，最后在靠近气门嘴的位置，安装上防脱圈装置——固定螺栓。

图5 防轮胎脱圈装置安装图

防轮胎脱圈装置型号选择与安装注意事项：

1）防轮胎脱圈装置型号需与车轮轮辋型号匹配一致，匹配不一致时容易出现装置松动，撞击气门嘴，造成轮胎失压损坏。

2）防轮胎脱圈装置装配后，两侧固定螺栓剩余螺纹长度要尽可能一致，否则存在较大的动平衡问题，造成车轮抖动。

3）安装时要采用专用的压装工具，以免损伤胎侧。

4）安装完成后要对车轮轮胎总成进行动平衡调整，避免影响整车舒适性。

2.4 防轮胎脱圈装置试验验证

对装配防轮胎脱圈装置的整车需进行相关试验，除制动和可靠性试验外，其余试验方法参考JT/T 782的方法进行[6]。

在发生爆胎后，前轮作为转向轮更容易失去转向而发生危险，国内对于爆胎的分析基于前轮爆胎的较多[7-8]，此次试验选择对前轮行驶中进行爆胎。前轮爆胎是通过启动位于车架与轮胎之间的发射器发射环形爆胎钉击穿轮胎侧面，造成前轮主动爆胎。考虑在试验中环形爆胎钉击穿轮胎后可能飞出伤人，选择轻型客车右前轮胎爆胎，确保环形爆胎钉击穿轮胎后射入绿化土堆中。

防轮胎脱圈装置试验为：在车速达到110 km/h左右时，启动发射器对右前轮胎爆胎，试验员通过对汽车的操纵，紧急制动将车辆速度降为0，测量制动距离，并随后进行转向操控试验，测量转向力及续驶里程。

爆胎试验后照片如图6所示，试验结果如表2所示，满足标准要求JT/T 782，并在107 km/h的高速爆胎后车辆转向性能、制动性能等均可控。验证防轮胎脱圈装置的运行可靠性，将该装置装配在整车上，进行坏路可靠性试验验证。

图6 某轻型客车爆胎试验后照片

表2 防轮胎脱圈装置试验结果

3 结束语

针对目前爆胎事故时有发生，轻型客车在应用防轮胎脱圈装置的爆胎安全装置后，进行实车爆胎试验验证。结果表明，采用防轮胎脱圈装置的轻型客车在发生爆胎后，依然能够实现转向、制动等功能，避免车毁人亡的群死群伤事故。并有一定的续驶里程，保障了爆胎后车辆在第一时间内撤离事故现场，避免了二次事故的发生。

[1]喻凡，林逸.汽车系统动力学[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]刘文辉.高速公路爆胎原因分析及应对措施[J].福建农机，2010（2）：35-36.

[3]Run-flatTire Uses Double Bead，Reinforced Sidewall[J].Automotive Engineering，1979，87（6）：91-93.

[4]周焕成.应对行车爆胎危象的防范措施[J].交通标准化，2010（Z2）：118-120.

[5]赵守月.大客车安全轮胎内支撑结构设计与试验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.

[6]全国汽车标准化技术委员会客车分技术委员会.营运客车爆胎应急安全装置技术要求：JT/T 782-2010[S].北京：人民交通出版社，2010：8.

[7]王菲，刘柏楠，郭洪艳，等.爆胎汽车的轨迹跟踪与稳定性控制[J].电机与控制学报，2013，17（11）：97-104.

[8]蔡祥.爆胎车辆的动力学分析及操作策略研究[D].成都：西南交通大学，2014.

修改稿日期：2017-03-20

Application of Flat Tyre Safety Device to a Light Bus

Yang Qingcao,Zhu Xiao,Zou Xiaojun,Zhang Tangyun,Lyu Chuanzhi,Wang Rui
（NAVECOLtd,Nanjin 210028,China）

This paperdiscusses the presentflattyre safety devices,elaborates thatthe lightbusis suitable foradopting the tyre bead lock device as the flattyre safety device,and puts forward the problems occurred in model-selection and assembling,then itis validated by installed on the bus to test.

lightbus;flattyre;safety device

U469.1；U463.341

B

1006-3331（2017）04-0034-03

杨情操（1980-），男，高级工程师；主要从事整车性能开发工作。