汽車輪胎爆胎分析與原因鑒定研究*

□ 江振飛□ 徐紅光□ 蔣素琴□ 馮清付□ 胡蘊媛□ 鄭紹元□ 李伯奎□ 昝卓良

1.淮陰工學(xué)院機(jī)械與材料工程學(xué)院 江蘇淮安 223003

2.江陰工學(xué)院交通工程學(xué)院 江蘇淮安 223003

3.江蘇淮工車輛檢測研究院有限公司 江蘇淮安 223003

1 研究背景

輪胎與車輪共同組成車輪總成，是起到支承車身、緩沖沖擊、傳送扭力等作用的汽車重要組成部件。輪胎的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，由內(nèi)向外依次為胎圈、橡膠層、簾布層、鋼絲帶束層、胎冠保護(hù)層、胎冠。車輪結(jié)構(gòu)如圖2所示，由輪輞、輪輻、輪轂組成。

▲圖1 輪胎基本結(jié)構(gòu)

▲圖2 車輪結(jié)構(gòu)圖

隨著我國汽車保有量的持續(xù)增長，交通事故數(shù)量也在不斷上升，其中輪胎爆胎引發(fā)的交通事故數(shù)量一直居高不下。輪胎爆胎引起的交通事故多發(fā)且危害巨大，在處理此類交通事故時，對事故車輛輪胎進(jìn)行多方面鑒定，確認(rèn)輪胎爆胎原因，對于查明交通事實、認(rèn)定事故責(zé)任起著重要作用。

2 案例情況

基于發(fā)生在某高速公路的小型普通客車交通事故，對汽車左后輪輪胎爆胎原因進(jìn)行鑒定。經(jīng)查驗，送檢輪胎胎冠花紋深度4.3 cm，胎冠縱向溝槽內(nèi)有一處長約13 cm的斷裂口，鋼絲帶束層斷裂，部分?jǐn)嗔唁摻z在胎冠斷裂口處外露，外露長度約為10 cm（圖3）。輪輞邊緣有一處長約30 cm的凹損變形痕跡，鋼絲圈鋼絲斷裂外露于胎側(cè)（圖4）。胎側(cè)與輪轂接觸部位橡膠脫落（圖 5），輪胎胎圈的內(nèi)側(cè)氣密層有一處長約6 cm的橫向斷裂口（圖6）和兩處補(bǔ)胎痕跡（圖 7），輪胎內(nèi)部有橡膠剝落（圖 8）。

圖3 輪胎胎冠斷裂口

3 輪胎爆胎類型判斷

輪胎爆胎可分為主動性爆胎和被動性爆胎。主動性爆胎指由于輪胎自身原因?qū)е缕囆旭傔^程中爆胎，進(jìn)而導(dǎo)致事故發(fā)生。被動性爆胎指由于與外物碰撞導(dǎo)致汽車輪胎爆胎，往往發(fā)生于事故中或事故之后[1]。

主動性爆胎的斷裂口呈撕裂狀，斷緣不齊整，輪胎各層斷裂形態(tài)各不相同，如圖9所示。主動性爆胎時，輪輞會承受車輛的質(zhì)量繼續(xù)行駛，這使得輪輞顯著損傷，輪輞呈現(xiàn)持續(xù)變形，如圖10所示[2]。

被動性爆胎的斷裂口多為細(xì)長，形狀較規(guī)則，斷裂口整齊新鮮，簾布層切口整齊，如圖11所示。被動性爆胎時，輪輞往往在局部會有碰撞形成的變形，碰撞點明確，變形量一般不大，如圖12所示。

根據(jù)圖3輪胎胎冠斷裂口，斷裂口斷緣不齊整，鋼絲帶束層斷裂，部分?jǐn)嗔唁摻z在胎冠裂口處外露，符合主動性爆胎的裂口形態(tài)特征。結(jié)合圖4輪輞凹損變形，發(fā)現(xiàn)輪輞變形明顯且范圍較大，符合主動性爆胎時輪輞行駛一段距離而產(chǎn)生的變形特征。因此可以判斷，這起輪胎爆胎事故屬于主動性爆胎。

4 輪胎爆胎原因鑒定

4.1 車輛行駛狀況分析

汽車超載行駛或者在高溫環(huán)境下行駛均有引發(fā)輪胎爆胎的可能。

如果汽車載重超過輪胎最大允許載荷，便會導(dǎo)致胎面接地面積增大，胎側(cè)變形嚴(yán)重，溫度升高，磨損加劇，容易引發(fā)爆胎。另一方面，路面的高溫會使輪胎表面的溫度升高，出現(xiàn)胎面軟化、抗壓性變差等現(xiàn)象，同樣很容易發(fā)生爆胎[4]。

因此，鑒定輪胎爆胎原因需要對車輛行駛狀況進(jìn)行分析。根據(jù)警方提供的調(diào)查信息，可以確認(rèn)事故車輛是否超載，以及事故路段是否處于高溫路段[5]。

經(jīng)調(diào)查，本案例中小客車并未出現(xiàn)超載現(xiàn)象，行駛路段溫度正常。

4.2 輪胎安全指標(biāo)檢驗

汽車低壓行駛時，車輪整體下降，胎面的接地面積增大，摩擦增大，胎溫會隨之升高，胎面軟化，強(qiáng)度降低，容易引發(fā)爆胎。同時，氣壓不足使輪胎與地面接觸部分反復(fù)快速進(jìn)行彎曲拉直的運動，外胎與內(nèi)胎容易發(fā)生偏移，胎側(cè)變形嚴(yán)重，會使輪胎溫度上升。另外，橡膠老化同樣是引發(fā)爆胎的原因[6]。

輪胎在使用一段時間后，一方面不可避免地會出現(xiàn)胎紋磨損、胎面老化等現(xiàn)象，表面過度磨損的輪胎，抗壓強(qiáng)度顯著降低，如果不注意更換輪胎，就很容易因為承受不了高溫、高壓而爆胎；另一方面，輪胎容易出現(xiàn)被異物腐蝕、損傷等現(xiàn)象，或從內(nèi)部出現(xiàn)裂紋、鼓包等現(xiàn)象，此時車主如果忽視或輕視，汽車行駛時就有可能出現(xiàn)爆胎。

因此，汽車行駛需保證輪胎各項安全指標(biāo)符合道路安全行駛要求，對事故車輛輪胎進(jìn)行胎冠寬度、花紋深度、輪輞直徑、輪胎磨損程度等安全指標(biāo)的檢驗必不可少。

▲圖4 輪輞凹損變形

▲圖5 胎側(cè)與輪轂接觸部位橡膠脫落

▲圖6 氣密層斷裂口

▲圖7 補(bǔ)胎痕跡

▲圖8 輪胎內(nèi)部橡膠剝落

▲圖9 主動性爆胎斷裂口

▲圖10 主動性爆胎輪輞損傷

▲圖11 被動性爆胎斷裂口

▲圖12 被動性爆胎輪輞損傷

輪胎胎冠寬度、花紋深度、輪輞直徑等數(shù)據(jù)可用測量工具測得。輪胎磨損程度可以通過觀察輪胎是否有陳舊的龜裂紋、是否有補(bǔ)胎痕跡等得出。

根據(jù)圖7補(bǔ)胎痕跡，本起事故輪胎共有兩處補(bǔ)胎痕跡。補(bǔ)胎方式屬于冷補(bǔ)，這種補(bǔ)胎方式在經(jīng)過一段時間的水浸或車輛高速行駛之后，修補(bǔ)處很可能再次出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象[7]，因此這一汽車輪胎可能存在多次低壓行駛狀態(tài)。

4.3 輪胎痕跡鑒定

超速行駛及外物同樣是不可忽視的因素。

汽車行駛時，輪胎接觸地面的部分會壓縮變形，變形的部分離開地面后將恢復(fù)原狀，輪胎的變形和復(fù)原是需要時間的。在超速行駛時，輪胎壓縮的部位得不到完全伸張，其復(fù)原速度趕不上輪胎的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而會在輪胎接地面后側(cè)引起異常變形現(xiàn)象，這就是常見的駐波現(xiàn)象。輪胎出現(xiàn)駐波現(xiàn)象的部分因為劇烈摩擦而快速升溫，隨之引起胎面橡膠從內(nèi)部胎體脫落，然后引發(fā)爆胎[8]。

汽車高速行駛過石子、鐵釘?shù)燃怃J物體，或者因為操控問題與路面上的固定物撞擊時，輪胎會因為強(qiáng)大的外力出現(xiàn)損傷，甚至爆胎[9]。

對事故車輛進(jìn)行輪胎痕跡鑒定，可以幫助判斷是否出現(xiàn)超速行駛及出現(xiàn)外物碰撞。輪胎痕跡主要包括橡膠脫落痕跡及非車身物質(zhì)痕跡[10]。

橡膠脫落痕跡分為兩種：①汽車高速行駛時，輪胎容易發(fā)生駐波現(xiàn)象，輪胎受到劇烈摩擦而升溫，導(dǎo)致胎面橡膠從內(nèi)部胎體剝落；②輪胎爆胎后，在輪胎的滾動過程中，胎側(cè)與輪轂接觸擠壓，導(dǎo)致胎側(cè)與輪轂接觸的部位會有橡膠剝落痕跡[11]。

根據(jù)圖8，輪胎內(nèi)部脫落較多橡膠，符合汽車高速行駛時因駐波現(xiàn)象導(dǎo)致高溫引起橡膠脫落的特征。根據(jù)圖5胎側(cè)與輪轂接觸部位橡膠脫落，此特征符合輪胎爆胎后在輪胎滾動過程中胎側(cè)與輪轂接觸擠壓所致。

在汽車高速行駛過路面上的碎石、鋼釘?shù)犬愇飼r，部分異物有可能會附著在輪胎上，如果輪胎被其穿透或者輪轂因其凹損，均會有引發(fā)爆胎的可能，如圖13所示。除了路面上的異物，汽車在與其它車輛或者路邊固定物相撞時，在輪胎撞擊處附近會留有微量物質(zhì)，同時其它車輛或固定物會留有該車的物質(zhì)，如圖14所示。

經(jīng)查驗，事故輪胎無明顯非車身物質(zhì)痕跡。

4.4 鑒定意見

根據(jù)上述鑒定，可以判斷輪胎屬于主動性爆胎，并且由輪胎兩處補(bǔ)胎痕跡可以判斷汽車存在低壓行駛的可能性，由輪胎內(nèi)部脫落的較多橡膠可以判斷汽車存在高速行駛。因此，可以認(rèn)定，本起事故系汽車高速行駛過程中輪胎自爆損壞。

▲圖13 異物附著輪胎

▲圖14 碰撞殘留附著物

5 結(jié)束語

輪胎爆胎原因復(fù)雜多樣，采取從判斷爆胎類型，到鑒定爆胎原因，最后給出鑒定意見的流程，條理清晰且準(zhǔn)確。通過鑒定輪胎爆胎裂口、輪輞損傷形態(tài)，以及對比樣例，可以判斷出事故輪胎屬于主動性爆胎還是被動性爆胎。通過分析汽車行駛狀況，可以鑒定事故輪胎是否屬于超載或高溫引發(fā)的爆胎。通過檢驗輪胎安全指標(biāo)，可以鑒定事故輪胎是否屬于低壓行駛或使用故障輪胎引發(fā)的爆胎。通過鑒定輪胎痕跡，可以鑒定事故輪胎是否屬于超速行駛或外物因素引發(fā)的爆胎。根據(jù)以上鑒定結(jié)果，綜合分析，給出最終鑒定意見，為交通事故的處理提供依據(jù)。