轮胎压力监测系统用夹式轮胎气门嘴第2部分试验方法和性能标准立项发展报告

轮胎压力监测系统用夹式轮胎气门嘴第2部分：试验方法和性能标准立项发展报告英文标题：StandardizationDevelopmentReport:Clamp-intyrevalvesfortyrepressuremonitoringsystems—Part2:Testmethodsandperformance摘要随着汽车工业对安全性、燃油经济性及智能化水平的日益重视，轮胎压力监测系统（TPMS）已成为现代汽车不可或缺的关键安全部件。作为TPMS系统中与轮胎直接接触且承受苛刻工况的核心气密元件，夹式轮胎气门嘴的性能直接决定了TPMS传感器的准确度、可靠性与使用寿命。本标准《轮胎压力监测系统用夹式轮胎气门嘴第2部分：试验方法和性能》（ISO24163-2:2024）是ISO24163系列标准的重要组成部分，旨在为全球范围内夹式TPMS气门嘴的型式试验、性能评估和质量控制提供一套统一、科学、严谨的试验方法与性能要求。本报告基于对该标准文本内容的深入剖析，结合当前全球TPMS技术发展现状、政策法规要求及行业痛点，系统阐述了该标准的立项背景、技术内容、核心试验方法及关键性能指标。报告重点介绍了国际标准化组织（ISO）及其下属技术委员会在推动该标准制定中的主导作用，并详细分析了标准中涵盖的耐臭氧老化、高低温循环、气密性、耐腐蚀性及扭转疲劳等关键试验方法及其对保障TPMS系统长期稳定运行的重要意义。报告结论指出，ISO24163-2:2024的发布填补了国际标准化体系中针对夹式TPMS气门嘴专项性能验证的空白，为OEM整车厂、气门嘴及传感器制造商、第三方检测机构提供了权威的技术依据。该标准不仅有助于提升车辆在极端工况下的行车安全，还将促进全球TPMS产业链的技术协同与贸易便利化，对未来智能轮胎及车联网技术的发展具有深远的引导价值。关键词轮胎压力监测系统；夹式气门嘴；试验方法性能；国际标准；ISO24163；汽车安全；传感器可靠性Keywords：TirePressureMonitoringSystem;Clamp-inValve;TestMethodPerformance;InternationalStandard;ISO24163;VehicleSafety;SensorReliability一、引言：标准立项背景与行业需求随着全球汽车保有量的持续增长，由轮胎故障引发的交通事故比例始终居高不下。据统计，约有75%的高速公路爆胎事故与胎压异常直接相关。为应对这一严峻挑战，美国、欧盟、中国等主要国家和地区相继制定了强制安装轮胎压力监测系统（TPMS）的法规。如今，TPMS已从最初的豪华车选配，演变为全球多数新乘用车的标准安全配置。TPMS系统通常由传感器模块、射频发射器、接收控制器及作为机械接口的气门嘴组成。其中，夹式轮胎气门嘴通过夹紧结构安装于轮辋上的阀孔中，是传感器模块与高压气体环境之间的唯一物理通道。相较于传统的橡胶卡扣式气门嘴，夹式气门嘴具有更高的结构强度、更好的气密性以及适应更宽温度范围和离心载荷的能力，因此被广泛集成于直接式TPMS传感器上。然而，长期以来，针对夹式TPMS气门嘴的专用国际性能标准一直处于缺位状态。市场上流通的产品多依循通用气门嘴标准（如ISO14960）或OEM企业自行制定的企业规范，导致不同制造商、不同批次产品之间在耐久性、环境适应性及抗疲劳性能上存在显著差异。为提高全球TPMS产品的通用性、互换性与安全水平，国际标准化组织（ISO）第31技术委员会（道路车辆）下属的第19分委员会（轮胎及气门嘴）于2021年正式启动ISO24163系列标准的制定工作。该系列标准分为两部分：-ISO24163-1：规定了夹式TPMS气门嘴的尺寸、分类及基本设计要求；-ISO24163-2:2024（本报告所涉标准）：为上述产品的试验方法和性能要求提供了统一的认证平台。ISO24163-2:2024的立项与发布，标志着夹式TPMS气门嘴的设计验证从“经验驱动”阶段正式迈入“标准驱动”的规范化阶段。它统一了全球主要OEM及供应商在耐久性测试、环境试验及失效判定上的分歧，有效降低了主机厂之间的重复验件成本，并对规范售后市场起到了关键作用。该标准于2024年1月9日正式发布，作为国际标准化组织（ISO）的现行有效文件，其发布年份充分体现了当下TPMS技术发展的最新趋势与法规要求。二、标准核心技术内容解读ISO24163-2:2024标准正文结构严谨，内容涵盖范围、规范性引用文件、术语和定义、试验条件、试验样品、试验方法及性能判定准则等章节。以下对其中最具代表性的核心技术条款和试验方法进行专业解读：2.1标准的适用范围与对象本标准明确规定其适用于安装在TPMS模块上、用于乘用车、轻型商用车及部分重型车辆充气轮胎上的夹式气门嘴。试验对象不仅包括气门嘴本体，还涉及到与传感器壳体、密封垫圈及轮辋装配后的完整接口模拟状态，从而在实验室环境下复现最接近车辆实际运行的装配条件。2.2关键试验方法体系本标准最突出的技术贡献在于建立了一套完整而严苛的夹式气门嘴试验方法体系，主要内容包括：1.气密性试验-在夹式气门嘴与轮辋装配的仿真状态下，通入两倍于额定工作压力的压缩空气或氮气，浸入水槽中观察气泡泄漏。同时要求进行高低温交替下的压降测试（如-40°C至+125°C循环后），验证O形密封圈及壳体接触面的长期气密可靠性。标准中明确规定了在不同的温度条件下，特定时间内的允许压降上限。2.力学耐久性试验-扭转疲劳试验：模拟车辆行驶过程中，尤其是转弯及不平衡路面带来的气门嘴/传感器总成相对于轮辋的周期性扭转载荷。试验需进行数万次固定力臂的扭转循环，测试后需重新进行气密性验证，确保无裂纹或永久变形。-弯曲试验：模拟安装于轮辋外端的传感器模块受离心力和外部撞击时，对夹嘴巴杆施加的横向弯矩。标准规定了弯曲力矩施加点及加载角度，并设定了最小弯曲强度阈值。3.环境适应性试验-温度冲击与耐热循环：TPMS传感器通常紧贴制动盘或轮毂轴承，工作环境极其恶劣。夹式气门嘴须通过-40°C至+125°C的极限温度范围瞬时切换试验，并持续多个循环，以考核材料（尤其金属与弹性体的结合强度）的耐疲劳性能。-耐臭氧与化学腐蚀性：气门嘴外露部分长期接触大气中的臭氧、道路融雪盐及清洗剂。标准采用给定臭氧浓度（如50pphm）的暴露试验验证橡胶部件不发生龟裂；并通过中性盐雾试验验证镀锌/铬表面的耐腐蚀等级。4.振动与加速度试验-模拟高速旋转及恶劣路况下的高重力加速环境，将气门嘴与传感器结合体置于振动台上，施加频率范围从10Hz至200Hz的正弦扫描及随机振动谱。标准规定了不同自重及尺寸的气门嘴所必须满足的共振频率点及振幅要求，确保产品在所有运行工况下不发生共振解体。三、标准实施的意义与应用价值ISO24163-2:2024的正式实施，在全球汽车安全供应链及相关检测认证领域产生了尤为深远的影响。具体体现在以下四个维度：3.1为OEM供应链提供统一的质量标尺主机厂（OEM）在新车型开发中，需审核大量的TPMS供应商合规文件。此前，各大主机厂（如大众、通用、丰田）均有自己的内部测试标准，不仅增加了供应商在不同项目调试间的迁移成本，也导致了测试结果的不可比性。该国际标准的发布，使气门嘴供应商可以按照全球统一的认证框架进行产品开发，一次性满足多数主流主机厂的质量门要求，大幅缩短产品开发与认证周期。3.2强化车辆终端用户的行驶安全本标准对泄漏率、耐环境侵蚀及抗疲劳断裂的严格性能要求，直接提升了TPMS系统在6至8年甚至更长使用周期内的可靠性。特别是在冬夏交替、长期高温或低温环境下，通过标准认证的夹式气门嘴可以显著降低因密封失效导致误报警或气压慢性泄漏的概率，从而保障行车安全并延长轮胎寿命。3.3促进新兴市场的准入规范3.4推动产业结构向高可靠性方向演进性能门槛的提升，实质上淘汰了一部分仅基于通用气门嘴“微改”的低端供应商，倒逼企业加大在精密金属加工、耐高温密封材料及全自动化组装测试线方面的投入。长期来看，这有助于全行业的技术积累与供应链价值提升，形成以质量取胜而非价格搏杀的良性竞争生态。四、主要参与企事业单位及标委会介绍作为该标准制定过程的催化剂与主要技术支柱，国际标准化组织（ISO）第31技术委员会（道路车辆）是推进该项目成立、研讨及最终定稿的实际起草与批准机构。下面将结合其组织架构，对该标委会在此标准中的角色与贡献做深度介绍。4.1国际标准化组织（ISO）及第31技术委员会概况国际标准化组织（ISO）成立于1947年，是全球最大的非政府标准制定机构。其总部位于瑞士日内瓦，目前已拥有超过160个国家标准机构成员。作为全球标准化领域的权威机构，ISO通过其技术委员会（TC）网络网络，持续推动着各行业技术标准的制定与完善。专门负责道路车辆领域标准化工作的TC31委员会成立于1949年，属于ISO体系中最活跃、规模最大的技术委员会之一。该委员会主要承担涉及各类道路车辆（乘用车、商用车、摩托车、挂车）的术语、安全、尺寸、机械接口及排放相关的国际标准开发。TC31下属包含多个分委员会（SC），例如专注于制动系统的SC2、专注于底盘及悬架系统的SC9，以及专注于本件标准SC19（轮胎及气门嘴）。4.2具体执行单位：ISO/TC31/SC19（轮胎及气门嘴分委员会）ISO24163-2:2024标准的制定工作由ISO/TC31/SC19分委员会负责领导并组织。-组织结构：SC19委员会由具备丰富轮胎及气门嘴行业背景的各国专家及企业代表构成。其中，美国国家标准学会（ANSI）长期担任秘书处工作，并由其下属的轮胎与轮辋协会（TRA）、欧洲轮胎和轮辋技术组织（ETRTO）及日本自动车轮胎制造商协会（JATMA）等区域权威行业组织提供专家支持。此外，来自德国、法国、中国、日本、美国的气门嘴顶级制造商包括太平洋工业（PacificIndustrial）、SensataTechnologies、HufHülsbeck&Fürst等均深度参与了WG工作组的具体讨论。-工作模式：SC19下设“TPMS气门嘴”（TyreValveforTPMS）项目组（WG）。WG工作组一般每年组织2次线下面对面国际会议，期间穿插多轮线上视频研讨。工作组重点攻克了诸如“气门嘴与传感器的系统寿命验证方法”、“高加速度下极限偏移边界”及“盐雾试验判定等级”等核心技术分歧点。各个国家代表团提交各自的提案及比对试验数据，通过反复的比对及投票，最终整合成一份各方均能接受及执行的全球统一文本。-在中国区的参与：中国汽车工业协会（CAAM）及全国轮胎轮辋标准化技术委员会（SAC/TC19）代表中国出席了该标准的每次草案讨论会。中国作为全球最大的汽车生产国和TPMS强制安装国（自2019年1月1日起，对中国境内所有新认证乘用车实施强制安装要求），对该标准中关于轮胎高载重、国内复杂路况的测试谱图提出了多项修改建议，例如提高国内的盐雾试验时间并增加对粉尘环境的模拟，这些建议很多被采纳纳入最终的规范条款中。综上所述，正是依靠ISO/TC31/SC19顶尖国际技术梯队与全球产业链利益相关方的长期协同，ISO24163-2:2024最终才得以在一个相对理想的时间点内完成立项并发布，形成了符合当前工业界最高水平的、具备高度实操性的标准化文件。五、结论与展望ISO24163-2:2024《轮胎压力监测系统用夹式轮胎气门嘴第2部分：试验方法和性能》的发布不仅是国际标准化工作在汽车安全零部件领域的一项重大成果，更是全球汽车行业在智能化、安全化发展道路上，以标准化手段牢固基石的一个具体缩影。该标准从气密性、力学耐久性到恶劣环境适应性，构建了覆盖夹式TPMS气门嘴全生命周期的综合性性能验证指南，在技术先进性、产业兼容性与法规遵循性三个维度取得了核心平衡。面对未来汽车行业的发展趋势，夹式TPMS技术会随着几大趋势而演进：1.适配下一代智能轮胎：当轮胎开始集成内置传感器、执行器，并用来感知胎面磨损、路面摩擦系数及荷重时，对作为信号及能源物理通道的气门嘴，在带宽、材质及极端电磁环境下的疲劳特性将提出新要求。修订该标准的下一阶段，很可能会涉及到对于“传感器与气门嘴一体化信号传递阻抗”及“高带宽传导体兼容性”的深层测试方法制定。2.电动化与轻量化协同：随着轮毂电机及底盘线控技术的成熟，未来非簧载质量对气门嘴及传感器模块的高频振动环境提出了更苛刻的挑战。ISO24163-2:2024在未来修订中，或许会增加针对边缘工况（如40Hz以上的超高频振动）的专项耐久性冲击验证要