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轮胎失效后的事故分析

厄内斯特Z.克莱因

碰撞研究与分析

托马斯L·布莱克

加利福尼亚安全协会

摘要:

本文将介绍在轮胎失效的情况下，有关对轮胎相关事故的研究和评价具体事故的概述。本文亦将提出在轮胎失效后特定事故的全面检查。轮胎损坏包括：胎面分离，穿刺，漏气等。

胎面分离时，研究车辆性能的方法，以及胎面分离下的满刻度实验结果已经被提出。在这种方法下，也讨论了轮胎失效后的车辆的瞬态响应。本文还涉及轮胎失去能力前，经常伴随着胎的分离警告标志，以及驾驶人在这些情况下的反应。

简介：

早期的驾驶中，我们一直在处理着轮胎爆胎和胎面分离。这些事件在过去是如此的普遍，以至于司机被强制携带多个备件。当装上现代的轮胎后，说失去能力已经成为罕见的事件。本文探讨了出版的文献中关于描述轮胎伤残事故的经验。这项研究的目的在于呈现一种检测导致事故综合的方法，轮胎失效也包含在内。选定最近的实例研究也包括作者相关的研究。

文献综述：

在1960年代后期的，J. Stannard Baker和G.米兰mcilrath与伊利诺斯州收费公路委员会和伊利诺斯国家合作的伊利诺斯收费公路警察长达一年的综合研究。这项研究是从1966年9月1日，至1967年8月31日。其研究范围是轮胎失效与环境如何频繁发生的。在高速公路出口处，司机们会认识关于他们的入境口岸，车辆的大小，如果轮胎失效了，它发生在哪里?这会是一个突然或渐变的事件。司机是自己处理轮胎还是他们需要援助?一位警官需要提交了一份报告吗?司机有没有可用备用?这项研究还包括相关事故信息和事故报告，并且获得了许多其他细节。

“在这项研究中，它被确定为29 万美元的车辆代表在高的有效率速度驾驶情况。是一些由一次事故造成的失去能力，而某些事故造成的轮胎伤残。在某些情况下，前者可能，被认为是一种因果关系，而后者不是。”

在研究期间共有2196 辆四轮事故车辆。在那之外，112辆轮胎失效事故车只有13辆被认为是在轮胎失效前的。这些汽车牵涉到1486项事故。在这一组中，36起事故发生前可能有缺陷的轮胎。在伊利诺斯收费公路十二个月期间，汽车行驶20亿9800万公里（13亿1100万英里），这相当于57.6—1亿6000万公里（36-100万英里），每平都可能造成

事故的轮胎。换句话说，一个司机可能会在经历一次轮胎漏气事故。相当于75-210次往返月球或在差不多，正如500人将完成他们的整体生活。”

在调查的十二个月里，汽车已经已经有60000轮胎道路管理。这意味着一个轮胎伤残数量从1700（0.06%）到4600（0.022%），即至少有99.94%的汽车驾驶员可以成功的在高速下应对轮胎失效。

因此得出结论，因为轮胎失效随后事故率很小（不超过0.06%），轮胎本身可能致残没有被认为是事故的充分理由。不然，将有更多的原因造成的这些事件。

轮胎失效后没有发生事故

98.4%

轮胎失效后没有失效

0.6%

轮胎失效后可能发生事故

1%

图1 在高速公路上的轮胎失效和事故

J.思唐·纳德和G.麦克雷·德克兰

高速公路研究记录272号

A–“每行驶100万英里（简称MVM）的车辆，就有108起事故。每100MVM，这将有1.24到1.45致命的事故率。全国范围内，相同时间段的事故率为4.7每100MVM。在同一时期，有42起事故与鹿相关；30起事故与牛相关，2起关于马的事故，以及一起未知的事故。需要注意的是这些收费区域是完全围着的并且穿过了一个相对城市的区域。因此，这些是会导致典型的轮胎失效的情况。

B– 另一项研究发现，大约3%的（图2）轮胎故障与各种事故的发生有关，约2%的（图3）与个人伤害事故有关。翻新轮胎被认为比一般轮胎有更高的失效风险。还有，对于残疾人车，平均而言，轮胎磨损比那些在随机调查的车更多。

C–“它已经表明，美国是最安全的乘用车环境，每100MVM死亡率只有3.3的国家。“研究显示，车辆缺陷是（包括轮胎）代表对事故因果关系的一个很小的因素。即便如此，轮胎事故损害是由于两个由用户控制因素：不充分的胎面深度和磨损度”

轮胎失效但没有发生事故

97%

轮胎失效而导致的各种事故

（包括受伤与未受伤）

3%

图2 “轮胎在部分M5道路下失效”

R.W.劳恩，道路与运输研究试验

轮胎失效后，没有受伤的事故

98%

轮胎失效导致的受伤事故

2%

图3 “轮胎在部分M5道路下失效”

R.W.劳恩，道路与运输研究试验

D –根据最近的测试和计算机仿真程序研究了轮胎爆胎，得到：“实验结果与仿真研究证实，轮胎单独撞击不会导致控制的必然丧失。额外的因素必须有使用和驱动因素。高横向加速度和较低的表面摩擦的典型应用为具有不同数量的转向和刹车控制。”

E –在调查的92.6%的事故中，一项解决交通事故的研究（不是特别与轮胎相关的）发现一个或多个人为因素被称为可能的原因。33.8%的原因可能是环境原因。人为因素包括：

bull;酒精障碍 bull;其他药物损伤

bull;疲劳 bull;司机经验不足

bull;情绪紧张的情况 bull;突然状况

bull;对车辆不熟悉 bull;从其他司机感到压力

bull;视力下降 bull;道路面积不

只有12.6%的意外事故中，车辆故障的所有类型被确定。在车载系统中的不足包括:

bull;刹车系统 bull;轮胎和车轮

bull;转向系统 bull;通信系统

bull;车身和门 bull;动力列车

bull;悬架 bull;驾驶员座椅和控制

这意味着，超过90%的司机有可能在任何情况下造成事故。

前面文献的回顾使我们从统计得出结论的，而发生与轮胎相关的偶然意外是罕见的。它研究的目的是探讨影响因素与重建与这类事故有关的模型。

案例研究

让我们研究下面案例的各种情景。

案例#1–一位汽车驾驶者在他的1989年产的日产汽车右胎失效后将车开到路堤。

案例#2–1981产的日产国王牌皮卡出租车司机驾驶车辆右前轮胎失效后，在一个宽肩区撞上了残砂和砾石丘。

案例#3–一个1991产辆福特汽车的右后轮胎失效后，驾驶者在一个笔直的州际公路将他的车辆碾毁。

案例#4–一个1982辆雪佛兰皮卡车的车辆右后轮失效，驾驶者在一段笔直的公路上行驶，车轮轮胎胎面分离。

前面的四个例子可能会导致一个未经训练的考官得出的结论是：在上述事故情况是轮胎失效造成的。其实只有通过对这些意外事故轮胎解剖结构的分析，我们能找出真正的原因事件。

分析

为了对于这样的事故有真实和全面的评价，研究人员必须解决以下问题：

A.环境因素

B.车辆因素

C.人力因素

D.损伤因素

A.环境因素

所有事故的情况，评价者都必须考虑道路条件，天气条件和其他相关环境条件，这些因素可能导致事故。

案例1 #–驶上高速软肩区域可能导致许多车辆失去控制，即使没有轮胎失效（图4）。

图4 软肩事故现场（案例# 1）

夜间降低能见度导致驾驶事件。案例2 #，1981日产皮卡司机在与它的碰撞不久之前才看到沙子和砾石堆在宽直道路。一个瘪轮胎的长直纹证明车辆处于控制之下，证据观察表明，司机没有尝试的方向变化。

B.车辆因素

A.一个前悬架系统的车辆的机械状况必须考虑。在转向系统宽松的案例#4中，车辆因素是一个失控的因素。

B.后悬架系统–在案例# 3中，有一辆车辆的缺乏后悬架定位。右后轮胎胎面也有分离，证据也如是证明。见附录A。

调整对轮胎的影响时，发现两个后轮异常的胎面磨损，如在案例# 3中的事故车辆。左后轮胎显示在轮胎内侧的支撑处有过度磨损。这些都是在福特展示的护送手册的第一章题为“车轮”（第04-04-5）里面，这说明轮胎的异常磨损和滥用可能是可以通过适当的对齐方式避免的。

C.轮胎保养。轮胎更换应基于使用和磨损的情况。轮胎演示过度使用（见附录一）或过分践踏磨损后应更换。花纹深度测量表明，案例# 3的轮胎在其重要部分的充气不足的情况使用寿命会降低。

D.方法。

1.一个典型研究特定条件的轮胎失效的测试程序。通常，一个典范车辆将被装载到所需的重量分布（图5）。

测试车辆的仪表，允许在相关失效参数车辆中采集事件。图6展示了数据采集和一个这样典型的测试记录设备。光学第五轮和摄像机显示（图7），在这种情况下用左前视图获取测量车轮的速度。图8所示的视频摄像机和右前轮胎失效研究光的必要设置。对于一个右后轮胎失效研究，设置外部摄像机视如图（图9）。下面的视频摄像机和光设置如图（图10）。在测试车辆上安装一个被削弱的轮胎，一个穿过胎面断面（图11），圆周（图12）为了引起胎面分离。

图6

图5

图7

图8

图9

图10

图12

图11

2.装有新的、未修改的轮胎的车辆的响应也可以被评估。这里有一种典型的评价方法：要有一个测试车辆加载到所需的重量分布，并配有新的未修改的轮胎。这辆车将在公路上行驶速度然后制动。这样的例子测试如图13所示。轮胎标记偏差可以演示车辆横向运动和制动应用引起的偏航。如图14、图15，车辆在88k.p.h速度驱动（55m.p.h）时制动。

图14

图13

图15

E.轮胎失效 – 例如1989日产探路者案例# 1中，对此相似事故轮胎，获得安装的典型轮胎尺寸31x10.50 R 16 M S的负载范围内，轮胎被切断以方便胎面分离。（图16）

图17事故车辆(Case #1)

图16为试验准备的轮胎

典型的车辆配备，削弱轮胎（图16），约最高88英里每小时（最低55英里每小时）的驱动。在这个速度，在测试过程中发生的胎面分离。车厢内，在胎面分离前，振动比以往任何时间强度都要大。

图18试验车辆

离心旋转使轮胎胎面远离旋转中心，使分离的花纹块掉到地面，约四分之一面板被并进入车轮。分离时，分离的胎件增加会使所产生的噪声增大。同样的现象也引起了越来越多的垂直振动（图18）。

这个试验需要重复两次，车辆被固定了在重复运行的机器上。横向加速度在约0.05g，其中波动脉冲测量约0.12g。这个脉冲是非常短的时间，并没有真正的影响车辆的测量。作为本季度探路者在胎面分离过程中受损测试面板，发现了深色的轮胎和四分之一面板（图18）。从这个测试中，它可以确定并警告司机前车轮胎面分离，并分离本身使之不足以造成损失控制。

仔细重建轮胎的防滑长度，位置的性质和特点。如案例# 4的执行情况及现场照片。重建显示的这种刹车，可能会使转向车辆控制受损。

经过一系列的测试，关于这类车辆处理，发展到要评估每一个变量的效果，以获得相同的皮卡。使用镇流器对每一个轮胎进行精确的重量加载。基于经验丰富的力学，对皮卡进行检查，以保证它符合所有的制造规格。

该车还安装了新的轮胎。在一系列的测试中，由驾驶的车辆速度约88公里每小时（55英里每小时），将没有任何转向信号输入下突然刹车。测试车辆像事故车辆一样，开始转向失控并损坏了新轮胎。只有释放刹车才能让研究人员把这辆车处于控制之下。

以下一系列的测试，包括获得类似的轮胎相同的制作，模型和年龄。钢制带如案例# 2（见例1 #轮胎制备）和圆周在胎面区域被用作削弱轮胎，以便于胎面分离。车辆的速度为8

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