车轮，这个看似普通的汽车部件，却承载着整车的重量与安全。
每当我们驾车行驶在高速公路上，很少有人会想到脚下的四个车轮正承受着惊人的压力——刹车时的急剧减速，转弯时的侧向力，以及遇到坑洼路面时的冲击力。
车轮的安全性能直接关系到生命安全，而检测技术正是这安全背后的守护者。
从简单的目视检查到复杂的双轴疲劳试验，车轮检测技术经历了怎样的变革？
中国与国际标准之间存在何种差异？面对新能源汽车的兴起，车轮检测技术又将何去何从？
守护安全的标尺
车轮，这个看似普通的圆形部件，承载着汽车行驶中的重要责任。
每当我们驾车在高速公路上奔驰，或在崎岖不平的山路上攀爬，很少有人会想到，脚下的四个车轮正默默承受着各种复杂的力量。
它们不仅要承载整车重量，还要应对起动、刹车、转弯、颠簸甚至撞击障碍物等各种工况的挑战。
正如常茂林和王晗在《汽车车轮检测技术发展概述》中指出的那样，车轮的安全性＂可以说和生命安全息息相关＂。
而车轮检测技术，正是确保这一关键部件安全可靠的基石。
在1990年以前，中国的车轮检测技术尚处于初级阶段。
当时国内还没有形成自己的检测标准体系，主要是参考国外标准，特别是国际标准化组织（ISO）制定的标准来进行车轮检测。
这一时期，中国汽车工业刚刚起步，车轮生产技术与国际先进水平存在较大差距，检测技术也相对落后。
转折点出现在2001年，中国加入世界贸易组织（WTO）后，汽车行业迎来了前所未有的发展机遇。
随着国内汽车市场的快速扩张，对车轮安全性能的要求也随之提高。
董云和代军在《后WTO时代新汽车产业政策分析》中指出，这一时期，＂汽车行业对车轮的安全性能提出了更高要求＂。
为了适应市场需求，中国开始着手制定和修订车轮检测的国家标准和行业规范。
通过持续不断的努力，中国逐步建立了较为完善的车轮检测标准体系。
目前，这一体系已经涵盖了国家标准、行业规范和企业技术条件三个层次。
其中，车轮性能检测标准主要包括GB 36581-2018《汽车车轮安全性能要求及试验方法》、GB/T 5334-2021《乘用车车轮弯曲和径向疲劳性能要求及试验方法》以及GB/T 15704-2012《道路车辆轻合金车轮冲击试验方法》等。
这些标准规定了弯曲疲劳试验、径向疲劳试验、13°冲击试验等多种检测方法，为车轮产品的质量控制提供了科学依据。
从车轮检测的角度来看，可以将车轮的检测分为三大类：材料性能检测、车轮性能检测和漆膜检测。
材料性能检测主要关注车轮材料的强度和硬度等特性；漆膜检测则聚焦于车轮表面涂层的附着力、耐酸耐碱和抗腐蚀能力；而车轮性能检测，则是评估成品车轮在各种实际工况下的性能、耐久性和安全性。
伴随着检测标准的发展，检测设备也在不断进步。
在早期阶段，中国主要依靠进口设备进行车轮检测。
1959年至1979年间，国内开始引进国外检测设备，但主要以模仿为主，自主创新能力较弱。
李世德在《汽车车轮跳动检测方法及应用研究》中提到，1979年后，中国开始提高创新能力，涌现出许多优秀的车轮设备生产商，如苏州苏试、天津久荣、东风车轮等。
如今，国产化设备已经全方位覆盖检测需求，能够提供准确、可靠的数据和检测结果。
然而，尽管中国车轮检测标准体系已经比较完善，但与国际先进水平相比仍存在一定差距。
例如，在双轴疲劳试验等前沿技术方面，国内标准还有所欠缺，需要向国外标准借鉴学习。
张子鹏、任念祖和张新峰在解读GB 36581-2018标准时指出，中国需要＂结合国内实际情况建立相关标准＂，使标准既符合国际通行做法，又能满足国内特殊需求。
对比国内外乘用车车轮检测标准可以发现，国内标准经过不断完善，已经满足车轮常规领域检测需求。
例如，在弯曲疲劳试验、径向疲劳试验和13°冲击试验等方面，中国标准与ISO、SAE（美国汽车工程师协会）等国际标准相比已经相当接近。
但在一些新兴领域，如双轴疲劳试验标准上，仍需要加强研究和标准化工作。
随着汽车行业的快速发展和消费者安全意识的提高，车轮检测技术将继续演进，为汽车安全提供更加可靠的保障。
检测标准不仅是保证车轮产品质量安全的基石，也是推动汽车行业健康、可持续发展的重要工具，其在确保行车安全性能、提升制造质量，促进行业发展、规范行业标准等方面扮演着不可替代的角色。
车轮试验三剑客
在汽车行驶的过程中，车轮要面临各种各样的考验：高速行驶时的连续冲击，急转弯时的侧向力，以及偶遇道路坑洼时的突发冲击。
为了确保车轮能够在这些复杂环境中保持安全可靠，汽车行业发展了一系列严格的性能检测技术。
其中，弯曲疲劳试验、径向疲劳试验和冲击试验构成了乘用车车轮性能检测的三大核心技术。
弯曲疲劳试验：模拟转弯的考验
弯曲疲劳试验是用来评估车轮在服役过程中长期受到弯曲力作用下结构完整性的一种试验方法。
当车辆转弯时，车轮会承受来自侧向的弯曲力，这种力长期作用可能导致车轮材料疲劳、产生裂纹，最终影响行车安全。
常用的弯曲疲劳试验设备如常茂林和王晗在《汽车车轮检测技术发展概述》中所描述的那样，其原理是将车轮固定在旋转轴上，通过旋转机构施加循环弯曲力来模拟车轮行驶中受到的加载情况。
在这个过程中，关键的试验参数包括弯曲载荷和循环次数。
根据GB/T 5334-2021《乘用车车轮弯曲和径向疲劳性能要求及试验方法》和GB 36581-2018《汽车车轮安全性能要求及试验方法》的规定，钢制车轮需要选用两种强化系数进行测试：一种是1.60强化系数，最低循环次数要求为30，000次；另一种是1.33强化系数，最低循环次数要求为150，000次。
而对于铝合金车轮，GB/T 5334-2021标准规定了更为详细的要求，包括不同强化系数下的最低循环次数，以及针对备用车轮的特别规定。
试验的判定依据也非常严格。
GB 36581-2018标准规定，以下三种情况之一就视为试验失败：一是车轮不能继续承受载荷；二是原始裂纹扩展或出现新的可见裂纹；三是钢车轮加载偏移增量超过10%，或铝合金车轮加载偏移增量超过20%。
而在GB/T 5334-2021标准中，判定依据略有调整，对加载偏移增量的要求统一为不超过10%。
径向疲劳试验：直线行驶的模拟
径向疲劳试验是另一种重要的车轮检测方法，它评估车轮在受到循环径向载荷下的耐久可靠性。
简单来说，这种测试模拟的是车轮在直线行驶过程中受到的上下颠簸力。
曹伟在《车轮径向疲劳试验机研制》中描述了常用的径向疲劳设备。
这种设备的工作原理是将车轮固定在加载台架上，通过液压缸驱动车轮移动来控制载荷大小，同时通过转鼓带动车轮旋转，以此来模拟车轮实际纯径向工况。
主要试验参数包括径向载荷、循环次数和旋转速度。
GB 36581-2018标准对径向疲劳试验提出了明确要求：优先选用2.25强化系数，最低循环次数为500，000次；或者选用2.00强化系数，最低循环次数为1，000，000次。
而GB/T 5334-2021标准则根据车轮材料类型（钢或铝）和是否为备用车轮，规定了不同的强化系数和循环次数要求，提供了更为细致的测试参数。
试验的判定依据相对简单：如果车轮不能继续承受载荷，或者原始裂纹扩展或出现新的可见裂纹，则视为试验失败。
两个标准在此方面的规定基本一致。
冲击试验：意外碰撞的测试
车轮冲击试验主要是模拟车辆在行驶过程中遇到坑洼、路边石等突发情况时车轮受到的冲击力。
根据冲击角度的不同，可分为13°冲击、30°冲击和90°冲击三种类型。
其中，13°冲击试验是最常见的一种。
尹冀在《汽车钢制车轮的冲击性能仿真与轻量化研究》中描述了这种试验的设置。
试验设备如常茂林和王晗文章中的图3所示，其原理是将车轮以一定角度固定在试验台上，控制冲锤以一定高度或能量垂直下落冲击到车轮上。
主要试验参数包括冲击高度、冲锤质量和冲击位置。
通过对比GB/T 15704-2012《道路车辆轻合金车轮冲击试验方法》与GB 36581-2018标准，可以发现两者在测试参数、判定依据和设备要求方面基本一致，主要区别在于前者没有明确规定针对乘用车车轮的特殊要求。
除了这三种主要的检测技术外，乘用车车轮性能检测还包括气密性试验和跳动测试等其他项目。
气密性试验主要检查无内胎轮辋与轮胎的密封性能，确保在规定压力下不出现漏气现象；而跳动测试则是检查车轮在旋转过程中的平稳性，避免因跳动过大而影响行车安全和舒适性。
这些检测技术共同构成了一套完整的车轮性能评估体系，确保了每一个出厂的车轮都能在各种复杂环境中安全可靠地工作。
随着汽车行业的不断发展，这些检测技术也在持续优化和完善，为提高车轮产品质量和安全性提供了有力保障。
人生在世，谁不希望有一个安全可靠的交通工具？
而这些看似枯燥的车轮检测技术，正是保障我们出行安全的无名英雄。
每一次弯曲疲劳试验，每一次径向加载，每一次冲击测试，都是为了确保我们的家人和朋友能够平安到达目的地。
双轴技术的博弈
当车辆高速转弯、紧急制动或在不平路面行驶时，车轮不仅要承受来自竖直方向的压力，还要应对水平方向的侧向力。
单一方向的测试无法全面模拟这种复杂工况，这就是为什么双轴疲劳检测技术应运而生。
这种技术能够同时施加径向和侧向载荷，真实还原车轮在各种复杂路况下的受力状态，成为评估车轮安全性能的重要手段。
各国标准的暗流涌动
在双轴疲劳试验领域，国际上已形成了多种成熟标准，而中国的相关标准则相对起步较晚。
通过比较不同地区的标准，我们可以清晰地看到各自的特点与差异。
德国汽车联盟制定的AK-LH08标准是最早的双轴疲劳试验标准之一，它要求车轮在测试前进行动平衡与预损伤试验，以确保测试结果的准确性。
这个标准规定了三种测试路谱：由22个载荷对构成的阶梯谱（AKR循环程序）、纽伯格林赛道谱和霍根海姆赛道谱。
这些路谱代表了不同的使用场景，能够全面评估车轮在各种条件下的性能。
然而，AK-LH08标准对设备没有明确限制，也缺乏明确的判定依据，给测试结果的一致性带来了挑战。
美国汽车工程师协会制定的SAE J2562标准则提供了更为详细的技术规范。
该标准规定的路谱包括高速基础载荷加载序列和中速基础载荷加载序列，并且详细说明了路谱的计算方式。
在设备方面，SAE J2562允许使用三种类型的内转鼓双轴疲劳测试设备：A型、B型和C型。
判定依据也更加明确：如果试验裂纹导致轮胎压力损失，或试验组件无法维持试验载荷，或出现穿过截面的裂纹扩展，则视为测试失败。
基于SAE J2562标准，美国通用公司制定了更为严格的GMW14340标准。
这个标准根据试验类型决定是否需要预损伤，对设备类型有明确要求，并且对裂纹的判定更加严格：只要出现长度超过5毫米的穿过截面扩展裂纹，就视为测试失败。
在这些国际标准的影响下，中国汽车工业质量管理标准化技术委员会于2019年制定了QC/T 1112-2019《乘用车车轮双轴疲劳试验方法》。
这个标准借鉴了AK-LH08的路谱设计，但目前仍缺乏符合中国工况的本土化测试路谱。
在设备选择上，该标准允许使用内转鼓或外转鼓设备，但对设备有相应要求。
判定依据方面，QC/T 1112-2019规定了三点终止条件：车轮无法维持试验载荷、疲劳裂纹造成轮胎压力损失超过10%、或任何部位出现长度大于25毫米的裂纹。
设备之争：内转鼓VS外转鼓
双轴疲劳试验设备的发展历程同样引人关注。
早在1986年，德国弗劳恩霍夫研究所（LBF）就成功研制了首款内转鼓式双轴试验机。
这种设备通过控制车轮侧倾角接触止推环来模拟侧向力，虽然结构简单，但测量误差较大，侧向力控制不够精确。
中国在双轴测试设备研发上起步较晚。
2011年，中信戴卡才安装调试完成国内首台双轴疲劳试验机。
随着技术的进步，乘用车双轴外转鼓试验机逐步取代了内转鼓试验机，成为主流测试设备。
外转鼓设备可以更精确地控制侧向力，测试结果更接近实际行驶状态。
目前，国内外转鼓双轴疲劳试验机已经能够满足标准中阶梯谱加载的需求，适合日常测试工作。
这种设备允许安装13英寸至24英寸直径、4英寸至12英寸宽度的车轮，最高测试速度可达120公里/小时，能够提供最大50千牛的径向载荷和±30千牛的侧向载荷。
载荷加载精度达到±1%，能够模拟±5度的倾角和±15度的偏角。
相比之下，德国采埃孚生产的高动态外转鼓双轴疲劳试验机性能更为卓越。
它支持450毫米至1100毫米轮胎外直径、-30毫米至70毫米偏距范围的车轮测试，最高测试速度可达300公里/小时。
载荷加载精度提高到±0.5%，倾角范围扩大到±10度，偏角范围扩大到±30度。
更重要的是，它支持转鼓表面的更换，能够还原不同路面的摩擦系数，更贴近实际行驶工况。
研究前沿：疲劳寿命的预测
除了标准制定和设备研发，学术界也在不断探索车轮双轴疲劳机理和寿命预测模型。
研究人员模拟了车轮在各种载荷条件下的疲劳寿命，包括弯曲载荷、径向载荷、平面应力条件下转弯、旋转弯曲、恒定和变幅载荷、残余应力等多种工况，并将模拟结果与实验数据进行对比分析。
为了提高预测精度并减少测试成本，研究者们还开发了多种疲劳寿命预测模型。
例如，混合多层感知器人工神经网络模型可以学习历史测试数据中的规律，预测新设计车轮的疲劳寿命；正交分解与径向基函数算法能够处理复杂的非线性关系；多轴载荷投影方法则能够简化载荷历程分析，提高计算效率。
这些先进的算法和方法为车轮设计和测试提供了有力的工具。
随着智能网联汽车和新能源汽车的发展，车轮检测技术，特别是双轴疲劳检测技术面临新的挑战和机遇。
一方面，新型车辆对车轮的轻量化和强度要求更高；另一方面，驱动方式和载荷分布的变化也要求检测技术不断创新。
未来，中国需要加强本土化路谱研究，提高标准的国际化水平，并促进检测设备的升级换代，才能在国际车轮检测技术领域占有一席之地。
双轴疲劳检测技术的发展不仅是技术问题，也反映了汽车
挑战与前瞻
汽车工业正经历着一场深刻的变革。新能源汽车的崛起、智能网联技术的发展以及消费者对安全性能日益提高的期望，都在不断挑战着传统的车轮检测理念和方法。
面对这些变化，中国车轮检测技术如何应对当前的挑战？
未来又将向何处去？
这些问题不仅关乎汽车行业的发展，也关系到每一位驾驶者的安全。
在标准滞后方面，中国的双轴疲劳试验标准QC/T 1112-2019直到2019年才正式发布，比国际上广泛使用的AK-LH08和SAE J2562标准晚了很多年。
更重要的是，这个标准在很大程度上借鉴了AK-LH08的路谱设计，缺乏符合中国特殊路况和驾驶习惯的本土化测试路谱。
正如刘振国、王春辉和杨春旺在《车轮双轴疲劳测试技术的发展概述》中指出的那样，＂国内双轴试验标准体系的制定及应用相对滞后，暂未形成国家标准，行业标准本土化特征不足、缺乏符合中国工况的测试路谱支撑，亟待完善。
＂这种情况导致国内车轮产品在国际市场上的竞争力受到限制，也无法充分保证在中国特殊路况下的安全性能。
此外，中国车轮检测设备虽然已经能够满足基本需求，但在高端技术方面仍有不足。
例如，国产外转鼓双轴疲劳试验机的最高测试速度仅为120公里/小时，而德国高动态外转鼓试验机可达300公里/小时；国产设备的倾角调节速度为1度/秒，而德国设备达到30度/秒。
这些差距意味着中国设备在模拟高速行驶和急转弯等极端工况时的能力有限。
双轴疲劳试验的研究进展
面对这些挑战，中国研究人员并没有停滞不前，而是积极探索改进车轮检测技术的方法，特别是在双轴疲劳试验领域取得了一系列进展。
王铁、田程、李旭东等人在《车轮双轴疲劳加速试验方法研究》中提出了一种基于路谱数据优化的加速试验方法。
他们通过分析实际道路谱中各载荷级别对疲劳损伤的贡献，去除了对总体损伤影响较小的载荷级别，构建了更高效的测试路谱，在保证测试有效性的同时，大幅缩短了试验时间，提高了测试效率。
另一个重要方向是疲劳寿命预测模型的优化。
传统的车轮寿命评估通常依赖于大量的实物测试，不仅成本高昂，而且耗时较长。
为了解决这个问题，研究人员开始尝试将人工智能等先进技术引入车轮疲劳寿命预测领域。
例如，混合多层感知器人工神经网络模型可以基于历史测试数据，学习车轮在不同载荷条件下的疲劳特性，预测新设计车轮的寿命；正交分解与径向基函数算法则能够处理复杂的非线性关系，提高预测精度；多轴载荷投影方法通过简化载荷历程分析，显著提高了计算效率。
这些研究不仅为提高中国车轮检测技术水平提供了理论基础，也为解决标准滞后和本土化不足的问题指明了方向。
通过这些技术创新，中国有望在车轮检测领域实现从＂跟跑＂到＂并跑＂，甚至在某些方面实现＂领跑＂的转变。
智能网联与新能源带来的新要求
汽车行业的快速发展，特别是智能网联汽车和新能源汽车的兴起，也对车轮检测技术提出了新的要求。
这些新型车辆在重量分布、驱动方式、行驶特性等方面与传统燃油车有明显差异，因此对车轮的要求也随之变化。
新能源汽车，尤其是纯电动车，由于电池组的重量较大，整车重心分布与传统车辆不同。
电动机的高扭矩特性也使车轮在起步和加速过程中承受更大的力矩。
这些因素都要求车轮具有更高的承载能力和疲劳寿命。
同时，为了提高续航里程，新能源汽车对车轮轻量化的需求更为迫切，这又对车轮材料和结构设计提出了更高要求。
智能网联汽车则带来了另一种挑战。
随着自动驾驶技术的发展，车辆的行驶模式可能发生根本性变化。
例如，自动驾驶系统可能采用不同于人类驾驶员的加速、转向和制动策略，这将改变车轮的受力模式。
此外，车联网技术使得车辆能够实时监测路况信息并调整行驶策略，这也要求车轮检测技术能够模拟更多样化的路况和行驶工况。
未来发展方向
面对这些挑战和机遇，中国车轮检测技术的未来发展主要集中在以下几个方向：
首先是标准的国际化与本土化并重。
一方面，需要加强中国在国际标准制定中的参与度，推动中国标准与国际接轨；另一方面，也要基于中国特殊的路况和驾驶习惯，开发符合国情的本土化测试路谱和评价体系。
这种＂双轨并行＂的策略有助于提高中国车轮产品在国际市场上的竞争力，同时确保其在国内使用的安全性。
其次是检测设备的升级换代。
虽然国产设备已经能够满足基本需求，但在高端领域仍有差距。
通过提高设备的测试精度、动态响应能力和自动化水平，可以更好地模拟复杂路况，获取更全面、更准确的测试数据。
特别是高动态测试设备的研发，将为中国车轮产品的质量提升提供重要支持。
第三是前瞻性研究的加强。
随着汽车行业的快速发展，车轮检测技术也需要具备前瞻性，能够应对未来可能出现的新情况和新挑战。
这要求加强对新材料、新工艺、新结构车轮的性能评估方法研究，开发适用于智能网联汽车和新能源汽车的专用测试方法，并探索将人工智能、大数据等新技术应用于车轮检测领域。
最后是产学研协作的深化。
车轮检测技术的发展离不开产业界、学术界和研究机构的紧密合作。
通过建立多方参与的协作平台，可以实现技术、人才、资源的优势互补，加速科研成果的转化应用，推动中国车轮检测技术的整体提升。
总之，中国车轮检测技术尽管面临诸多挑战，但也拥有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。
随着技术的不断进步和创新，中国有望在不久的将来缩小与国际先进水平的差距，为汽车产业的健康发展和人民出行安全提供更加可靠的保障。
路漫漫其修远兮，车轮安全任重道远。
参考资料
常茂林， 王晗. 汽车车轮检测技术发展概述［J］. 机械工程与技术， 2024， 13（2）: 162-171.
张子鹏， 任念祖， 张新峰. GB 36581-2018《汽车车轮安全性能要求及试验方法》解读［J］. 中国汽车， 2019（8）: 47-51.
刘振国， 王春辉， 杨春旺. 车轮双轴疲劳测试技术的发展概述［J］. 时代汽车， 2022（20）: 13-15+180.
王铁， 田程， 李旭东， 等. 车轮双轴疲劳加速试验方法研究［J］. 汽车工程， 2022， 44（9）: 1410-1415+1424.
胡林， 谷子逸， 王丹琦， 等. 汽车安全性测评规程现状及趋势展望［J］. 汽车工程， 2024， 46（2）: 187-200+240.
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