倪加林
浙江吉智新能源汽车科技有限公司 杭州 311228
摘要:本文通过对某种轿车进行高速变道爆胎试验，分析爆胎后的车辆稳定性能，为汽车的使用提供参考。
关键词:爆胎，高速，变道，横摆角速度
Experimental Study of Tire Burst in Vehicle High Speed Lane Change
Ni Jialin
Zhejiang JiZhi New Energy Automobile Technology Co. Ltd，Hangzhou 311228
Abstract: In this paper, a high speed tire burst test for a certain car is carried out, analysis of vehicle stability under different tire blowout, provide reference for vehicle the use.
Key words: tire burst, high speed, lane change, yaw velocity
1 引言
据不完全统计，高速公路交通事故中，10%的事故是轮胎故障引起的，其中爆胎一项占轮胎故障事故总数的70%以上。
车辆爆胎瞬间轮胎气压急剧下降，爆胎车轮转动半径变小和滚动阻力变大，使汽车急速向爆胎一侧转向【1】，车辆往往会冲出车道。本文对爆胎最危险的高速变道爆胎试验研究，分析爆胎后的整车安全性能。
2 爆胎原因分析
考虑到内外部因素，爆胎原因主要有超速、超载、轮胎气压过高或过低、轮胎花纹磨损严重等情况。
2.1 超速爆胎
超速爆胎常见车型是轿车，轿车长时间高速行驶，轮胎与地面摩擦会产生大量热量，导致轮胎温度升高。高温使轮胎抗压性变差压，长时间高速行驶，会使轮胎内压超过轮胎负荷强度而爆胎。
2.2 超载爆胎
超载爆胎常见车型主要是货车。国内货车一般采用双轮胎。当货车实际载荷超过车轮最大允许载荷，轮胎内压会增大；当内压超过轮胎气门密封压力，会引起轮胎漏气而爆胎。
2.3 轮胎气压过高或过低
轮胎气压过高导致轮胎变形，胎体弹性降低，如遇到冲击会产生爆胎。轮胎气压过低使轮胎的下沉量增大，在急转弯时易造成胎壁着地爆胎。
2.4 轮胎花纹磨损严重
轮胎使用时间过长，花纹磨损严重或磨光，轮胎负荷能力及抗压强度远低于正常轮胎，如遇到高温、超速及路面颠簸等因素容易爆胎。
3 试验方案
3.1 爆胎模拟装置
爆胎模拟装置由放气轮胎、遥控装置等组成。按下遥控开关，该放气轮胎电磁阀迅速打开，放气管道全部断开，轮胎气压在0.2s内速降至大气压，相当于车辆正常爆胎情形。
3.2 试验场地
考虑爆胎后车辆的安全性，试验场地选择湖北襄阳汽车试验场的性能道。如图1所示，变道动作在行车道和超车道之间进行。
图1 变道爆胎试验通道及行驶路线示意图
3.3 试验方法
参考国内高速公路轿车行驶车速，本次爆胎试验车速选择120km/h。为模拟高速变道爆胎，爆胎后不允许紧急制动和紧急转向，可根据驾驶经验，进行小角度方向修正和低强度制动。
试验实施阶段。试验车辆以120km/h车速进入试验通道，沿所示路线进行变道，当车辆行驶至爆胎点时，按下爆胎遥控开关进行模拟爆胎，然后驾驶员松开油门踏板，轻打或不打方向盘，控制车辆沿着预定路线减速行驶。
判断爆胎后车辆安全的条件：爆胎后车辆能沿着试验通道行驶，未冲出试验跑道；且不能碰到标桩。
4 试验结果及分析
本次变道爆胎试验部分试验曲线见图2。
4.1左前轮爆胎结果分析
变道爆胎后，车辆向左严重跑偏，冲出超车道2个车道。从图可以看出：开始变道1.5s后左前轮爆胎，车辆横摆角速度异常摆动(约3s)，汽车方向失稳。
4.2右前轮爆胎结果分析
变道爆胎试验后，车辆向左明显跑偏，20%车身超出超车道。从图可以看出： 开始变道1.7s后右前轮爆胎，车辆横摆角速度异常摆动(约3s)，汽车发生方向部分失稳。
图2 变道爆胎横摆角速度瞬态响应曲线
4.3左后轮爆胎结果分析
变道爆胎后，车辆方向维持在超车道上行驶，汽车操纵稳定性良好，行驶安全。从图可以看出：左后轮变道爆胎后，车辆横摆角速度有轻微摆动，摆动幅度不明显。
4.4 右后轮爆胎结果分析
变道爆胎后，汽车操纵稳定性良好，车辆能安全减速停车。从图可以看出：右后轮变道爆胎后，车辆横摆角速度有轻微摆动，摆动幅度轻微。
5 结论
通过本次爆胎试验，可得出以下结论：
1）高速120km/h变道前轮爆胎，车辆横摆角速度摆动幅度较大，车辆操纵稳定性差，车辆有明显跑偏现象，严重时车辆冲出车道，会造成碰撞等严重事故。
2）高速120km/h变道后轮爆胎，车辆横摆角速度摆动幅度较小，车辆操纵稳定性一般，车辆有一定的跑偏现象，通过轻微修正方向盘，能控制车辆在正常路线行驶。
参考文献:
[1] 郭孔辉,黄江,宋晓琳. 爆胎汽车整车运动分析及控制【J】. 汽车工程, 2007, 29(12):1041-1045
作者简介：倪加林（1976- ），男，山东临沂人，整车试验工程师
论文作者:倪加林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：轮胎论文; 车辆论文; 角速度论文; 车道论文; 气压论文; 汽车论文; 前轮论文; 《防护工程》2018年第28期论文;