ISO 4250-22023 土方车轮胎和轮辋.第2部分载荷和充气压力标准立项发展报告

土方车轮胎和轮辋第2部分：载荷和充气压力标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Earth-moverTyresandRims—Part2:LoadsandInflationPressures摘要土方机械作为基础设施建设、矿山开采及大型工程建设领域的核心装备，其运行安全性与经济性直接受制于轮胎与轮辋的匹配性能。轮胎的载荷能力与充气压力的合理设定，不仅关系到设备作业效率，更直接影响作业安全与轮胎使用寿命。ISO4250-2:2023《土方车轮胎和轮辋第2部分：载荷和充气压力》由国际标准化组织（ISO）发布，是土方机械轮胎领域的核心基础标准之一。本报告就该标准的立项背景、技术内容、修订历程及其国际适用性展开系统论述。报告指出，该标准为土方机械轮胎的载荷-充气压力匹配提供了统一的技术准则，在提升设备安全性、促进国际贸易及推动行业技术进步方面具有不可替代的作用。通过对标准参与单位及应用现状的深入分析，本报告认为该标准的技术体系成熟、实用性强，对全球土方机械行业的规范化发展持续发挥着重要的引领作用。关键词：土方机械；轮胎；轮辋；载荷；充气压力；国际标准；ISO4250一、引言1.1研究背景随着全球基础设施投资规模的持续扩大以及矿产资源开发力度的不断加深，土方机械设备的应用场景日益广泛，作业环境日趋复杂。作为土方机械与作业地面之间的唯一接触部件，轮胎的性能直接决定了整机的牵引力、稳定性、通过性和乘坐舒适性。据统计，轮胎在使用过程中的非正常损耗约占土方机械总维护成本的30%以上，其中因载荷超限或充气压力设置不当所导致的早期失效占比尤为突出。在此背景下，建立一套科学、统一且具有广泛适用性的轮胎载荷与充气压力匹配标准，成为全球土方机械行业面临的共同课题。ISO4250系列标准正是在这一需求驱动下逐步发展完善的技术规范体系。1.2标准的国际地位ISO4250系列标准由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization）下设的道路车辆技术委员会（ISO/TC31）负责制定和维护。该系列标准是全球土方机械轮胎领域引用最为广泛的技术文件之一，被世界主要轮胎制造商、主机生产企业和工程施工单位作为设计选型和现场使用的核心依据。其中，第2部分“载荷和充气压力”是该系列标准中技术内容最为关键、实际应用最为频繁的组成部分。1.3法规政策依据本标准的制定与实施紧密契合多项国际法规和行业政策框架。在联合国欧洲经济委员会（UN/ECE）第106号法规（关于农业和土方机械轮胎的批准规定）中，轮胎的载荷与充气压力被列为强制性的安全核验项目。ISO4250-2作为该法规的技术支撑文件之一，为法规的实施提供了具体的技术指标和验证方法。同时，国际土方机械标准体系（如ISO20474系列安全要求标准）亦将轮胎的正确选配与使用列为设备安全运行的必要条件。二、标准基本信息2.1标准概况|项目|内容||------|------||标准编号|ISO4250-2:2023||标准名称|土方车轮胎和轮辋第2部分：载荷和充气压力||英文名称|Earth-movertyresandrims—Part2:Loadsandinflationpressures||标准状态|现行（Current）||发布机构|国际标准化组织（ISO）||发布日期|2023年4月3日||发布年份|2023||国别|国际组织||语言|英语||ICS分类号|83.160.99（其他轮胎）||版本说明|电子版加密PDF格式，约1分钟可下载，有水印，需安装FileOpen插件，电脑需联网，限制累计3台电脑共打印5次|2.2技术适用范围本标准适用于ISO4250-1所定义的土方机械轮胎和轮辋，涵盖各类自卸车、装载机、推土机、平地机、铲运机等工程机械所使用的斜交轮胎和子午线轮胎。标准规定了在特定工况条件下的最大载荷能力及对应的充气压力值，并提供了不同作业工况（如持续作业、间歇作业、低速短距离移动等）下的修正系数。2.3修订历程ISO4250-2标准的修订历程可追溯至20世纪70年代，历经多次技术更新以应对行业需求的变化：-第一版发布（1980年前后）：ISO4250-2首次发布，确立了载荷与充气压力对应的基本原则。-多次修订与换版：随着子午线轮胎技术的大规模推广，以及土方机械大型化趋势的加剧，标准中载荷表对应的规格覆盖面逐步扩展。-现行版本演进：现行版本在技术内容上进一步细化了轮胎的载荷-充气压力匹配要求，新增了高速工况下的特殊规定，并对极端温度和连续重载等特种作业条件下提出了修正参数。现行版本的技术修订主要围绕以下几方面展开：一是更新了轮胎规格数据库，删除了市场中已淘汰的产品规格，增加了新型宽基轮胎和超低断面轮胎的技术参数；二是引入了更精细的工况分类体系，将原有的三类工况扩展为五类，显著增强了标准的适用性和指导性；三是修改了充气压力单位，采用kPa作为唯一法定计量单位（同时保留psi作为参考单位），以适应全球计量体系统一化的发展趋势。三、标准核心技术内容分析3.1标准体系定位ISO4250系列标准由以下若干部分构成：-ISO4250-1：轮胎和轮辋的规格、尺寸及标记；-ISO4250-2：载荷和充气压力（即本报告所论述标准）；-ISO4250-3：轮辋的命名、规格和标记。三个部分相互配合，共同构成了土方机械轮胎选型、安装和使用的完整技术框架。其中，第2部分在全系列中处于核心地位，这是因为载荷与充气压力的匹配不仅是轮胎选型的核心考量，更是确保轮胎使用寿命和作业安全的关键前提。3.2载荷-充气压力匹配原理轮胎的载荷能力本质上取决于其内部充气压力所支撑的胎体张力。在轮胎结构确定的条件下，充气压力的高低直接决定了其能够承受的最大载荷。标准中提供了系统的载荷—充气压力对应关系表，即所谓的“载荷表”（LoadTable），用以指导使用者根据不同工况选择合理的充气压力。该标准所规定的载荷工况涵盖以下多种典型应用场景，每种工况对轮胎载荷能力和充气压力均有不同要求：（1）持续作业工况：指设备长时间连续运行（如装载机持续铲装作业、自卸车长距离运输），此时轮胎温升显著，充气压力随温度升高而增加，需按较低载荷率使用；（2）间歇作业工况：指设备周期性运行（如推土机分段作业），轮胎有充分的散热时间，可适度提高载荷利用率；（3）低速短距离移动工况：指设备仅作短距离、低速度移动（如挖掘机转场），此时轮胎承载时间短、变形小，可允许较高的瞬时载荷。3.3标准新增的核心技术要求3.3.1工况细化与技术参数更新相较于前一版本，ISO4250-2:2023在工况分类体系上做出了重要调整，将传统的三类作业工况细化为五类，新增了“连续重载低速作业”和“高速长距离转运”两类工况类别。这一调整的背景源于近年来大型露天矿山中宽体自卸车的广泛应用——该类设备兼具公路运输的高速性能和越野作业的重载能力，其轮胎工作状态与传统的土方机械存在显著差异，亟需独立的技术参数予以规范。与此同时，标准对各工况下轮胎的最大许用速度进行了更精细的分级。对于连续作业工况，标准按照10km/h为单位递增进行分级细化，轮胎的最大许用速度等级从10km/h至65km/h不等，每一速度等级对应不同的载荷修正系数。例如，在同一规格和充气压力条件下，10km/h工况下允许的载荷为65km/h工况下的约1.6倍。这一分级体系的建立，使标准对实际工况的指导更加精确可靠。3.3.2特殊工况修正体系标准充分考虑了实作业中可能遇到的各种特殊工况。在高温环境方面，标准明确要求当环境温度持续超过38℃时，轮胎载荷能力需相应下调，以补偿高温环境下轮胎散热性能下降带来的安全风险。在连续重载作业方面，标准要求载荷率不得超过80%，以防止轮胎因长时间过载而产生过度温升，进而引发胎面剥离或胎体脱层等严重失效模式。3.3.3单位体系与安全系数标准采用国际单位制（SI），以kPa为充气压力的法定计量单位，同时保留psi作为参考单位。这种双单位制的标注方式兼顾了国际统一性与北美等地区的使用习惯。安全系数的设定方面，标准在确定最大载荷值时已内嵌了合理的安全裕度，以应对轮胎制造公差、充气压力测量误差及路面条件变化等因素的综合影响。四、标准实施的意义与价值4.1对设备安全运行的保障作用不合理的载荷-充气压力匹配是导致土方机械轮胎损坏的首要原因。充气压力过低会引发轮胎过度挠曲变形，导致内部热量积聚、胎体分层和异常磨损；充气压力过高则降低轮胎的减震能力，增大胎面中心磨损和切割损伤风险。依据ISO4250-2进行科学的载荷匹配与压力设定，可有效预防上述失效模式的发生。4.2对轮胎使用寿命和经济效益的提升以矿山自卸车为例，合理的充气压力设定可使轮胎平均使用寿命延长15%~25%。考虑大型矿用自卸车单条轮胎的价值可达数十万元乃至更高，这种提升所带来的直接经济效益非常可观。4.3对国际贸易和技术交流的促进作用ISO4250-2作为国际通用的技术准则，消除了不同国家和地区之间的技术壁垒。轮胎制造商、主机厂商和终端用户基于统一的标准语言进行技术沟通和商务合作，大大降低了交易成本和技术风险。五、主要参与单位介绍——米其林集团5.1单位概况ISO4250系列的制修订工作聚集了全球轮胎行业的主要力量，其中法国米其林集团（Michelin）作为国际标准化组织ISO/TC31（道路车辆技术委员会）的活跃成员和长期承担秘书处工作的核心企业，在ISO4250-2标准的历次修订中发挥了举足轻重的作用。米其林集团成立于1889年，总部位于法国克莱蒙费朗，是全球领先的轮胎制造商之一。在土方机械轮胎领域，米其林拥有从斜交轮胎到全钢子午线轮胎的完整产品线，其代表性产品包括X-TRAEMAN系列装载机轮胎、XDR系列矿用自卸车轮胎以及X-HA系列推土机轮胎等，广泛应用于全球各大矿山和大型施工现场。5.2技术贡献米其林在ISO4250-2标准的修订过程中主要贡献了以下技术成果：提出了基于有限元分析的轮胎载荷-变形-温升耦合仿真方法，为确定各规格轮胎在不同工况下的极限载荷提供了理论依据；建立了覆盖全球不同气候区域和不同路面条件的轮胎使用数据库，为标准中工况分类和修正系数的设定提供了丰富的实证数据；参与了标准中“高速转运工况”载荷参数的技术论证，填补了旧版标准在该领域的空白。5.3行业影响米其林通过对ISO4250-2修订的深度参与，将其在轮胎设计、测试和实际使用中的经验技术成果转化为国际标准语言，不仅提升了自身在全球工程轮胎领域的技术话语权，也为推动行业整体技术水平的提升做出了实质性贡献。六、结论与展望ISO4250-2:2023《土方车轮胎和轮辋第2部分：载荷和充气压力》作为土方机械轮胎领域的基础性国际标准，其科学性和实用性已得到全球行业的广泛验证与认可。该标准的发布实施，为土方机械轮胎的选型设计、使用维护和安全管理提供了统一的技术基准，在保障作业安全、延长轮胎寿命、促进国际贸易等方面发挥着不可替代的重要作用。展望未来，随着土方机械向大型化、智能化和电动化方向持续演进，轮胎的载荷与充气压力管理也将面临新的挑战与机遇。大规模无人驾驶矿用自卸车和电动化工程机械的推广应用，对轮胎的实时监测与智能调控提出了更高要求。ISO4250-2标准的后续修订有望在以下方向取得突破：一是引入轮胎压力监测系统（TPMS）与自动充放气系统（CTIS）相关术语和推荐做法，以适应智能化管理的需求；二是面向电动土方机械的瞬时大扭矩输出特征，建立更匹配的载荷谱系；三是进一步完善与耐久性和环保性能相关的关联指标。可以预见，ISO4250-2将持续演进，为全球土方机械行业的安全高效运行提供更加坚实的技术支撑。参考文献[1]ISO4250-2:2023,Earth-movertyresandrims—Part2:Loadsandinflationpressures[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO4250-1:2014,Ea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