国内外轮胎滚动阻力试验方法及影响因素分析

国内外轮胎滚动阻力试验方法及影响因素分析
国内外轮胎滚动阻力试验方法及影响因素分析

试说明轮胎滚动阻力的定义

第一章 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关? 1.3、确定一轻型货车的动力性能(货车可装用4档或5档变速器,任选其中的一种进行整车性能计算): 1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2)求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3)绘制汽车行驶加速倒数曲线,用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速-时间曲线,或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据: 汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为 4321000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000( 27.25913.19n n n n Tq ?+?+?= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m);n 为发动机转速(r /min)。 发动机的最低转速n min =600r/min ,最高转速n max =4000 r /min 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m 传动系机械效率 ηт=0.85

波动阻力系数f=0.013 m 空气阻力系数×迎风面积C D A=2.772 主减速器传动比i0=5.83 m 飞轮转功惯量I f=0.218kg·2 二前轮转动惯量I w1=1.798kg·2m 四后轮转功惯量I w2=3.598kg·2m 变速器传动比i g(数据如下表) 轴距 L=3.2m 质心至前铀距离(满载)α=1.947m 质心高(满载)h g=0.9m 1.4、空车、满载时汽车动力性有无变化?为什么? 1.5、如何选择汽车发动机功率? 1.6、超车时该不该换入低一档的排档? 1.7、统计数据表明,装有0.5~2L排量发动机的轿车,若是前置发动机前轮驱动(F.F.)轿车,其平均的轴负荷为汽车总重力的61.5%;若是前置发动机后轮驱动(F.R.)轿车,其平均的前轴负荷为汽车总重力的55.7%。设一轿车的轴距L= 2.6m,质心高度h=0.57m。试比较采用F.F.及F. R.形式时的附着力利用情况,分析时其前轴负荷率取相应形式的平均值。确定上述F. F.型轿车在φ=0. 2及0. 7路面上的附着力,并求由附着力所决定的权限最高车速与极限最大爬坡

滚动阻力成因分析与影响因素分析

滚动阻力的成因分析与影响因素分析报告 车辆1203班第2组 汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力,主要有车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等。本文主要针对滚动阻力的成因和影响因素研究分析。 一、滚动阻力的成因分析 近代摩擦学关于滚动摩擦的理论认为:滚动体在力的推动下滚动,在赫兹接触区内除存在赫兹正压力外,还存在切向力,从而使接触区被分为微观滑动区和黏着区,在黏着区内只有滚动而无滑动,微观 滑动区内还存在着滑动,认为滚动摩擦阻力由 以下四个因素构成:弹性滞后、黏着效应、微 观滑动、朔性滞后。 但在车轮滚动过程中,热弹性滞后、黏着 效应、微观滑动、朔性滞后引起的能量损失所 占比例很小,因此,主要原因在于弹性滞后。 当弹性轮胎在硬路面(混凝土路、沥青路)上滚动时,轮胎的变形是主要的。由于弹性材料的粘弹性性能,弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时,加载变形曲线和卸载变形曲线不重合导致能量损失,此能量系损耗在轮胎各部分组成相互间的摩擦以及橡胶、棉线等物质间的分子间摩擦,最后转化为热能消失在空气中,是轮胎变形时做的工不能全部收回。这种损失称为弹性物质的迟滞损失。(如右图) 这种迟滞损失表现为一种阻力偶。当车轮不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力, F相对于法线前移这样,地面法向反作用力的分布前后不对称,而使他们的合力z

一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 T Fz f a =? ,阻碍车轮滚动。(如下图) 由此可见,滚动阻力的作用形式为 f f f T F Wf F r == 。 另一方面,当轮胎在松软的路面上滚动时,轮胎的变形很小,主要是路面下凹变形,在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面,对车轮前进产生阻力。还有车轮轴承内部也存在着磨擦,这些磨擦和变形都要损耗发动机的动力,从而形成了汽车行驶中的滚动阻力。车轮行驶在不平路面上时,引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功,也是滚动阻力的产生来源。 由上可知,汽车的滚动阻力主要是由轮胎和路面的变形引起的,而轮胎和支撑面的相对刚度决定了变形的特点。 二、滚动阻力影响因素分析 由滚动阻力的作用形式 f f f T F Wf F r == 可知,滚动阻力主要与滚动阻力 系数有关,试验可知,滚动阻力系数主要与以下因素有关。 路面环境 不同路面的滚动阻力系数不同。总的来说,路面状况越良好,摩擦因数越小,滚动阻力越小。 柔性路面(土路、草地、沙土、雪地)比硬性路面滚动阻力大。因为还需要克服附加滚动阻力,具体包括接触面材料被压缩和移动行程的车辙阻力和车辙与轮胎之间的摩擦力。

中英文文献翻译-低滚动阻力轮胎

附录 附录A: LOW ROLLING RESISTANCE TIRES According to the report,80% or more of a car’s fuel energy is wasted by friction and other such losses. 1.5 to 4.5% of total gasoline use could be saved if allreplacement tires in use had low rolling resistance. About 237 million replacement tires are sold in the U.S. each year – none has rolling resistance labeling. 1. America’s Fuel Use, Its Impacts,and Opportunities for Savings The environmental impacts of America’s gasoline use are profound. With over 160 million passenger cars and light trucks on the road, we burn about 126 billion gallons of gasoline per year. Our fuel use continues to rise about 3% annually, propelled by continued increases in total number of vehicles, rising average distance driven per car, and falling average fuel economy. Today, light-duty vehicles (cars & light trucks) are responsible for about 20% of the nitrogen oxides, 27% of the volatile organic compounds, 51% of the carbon monoxide, and roughly 30% of all the carbon dioxide (the main greenhouse gas) emitted from human activities nationwide. Rising fuel use also has enormous implications for protection of wilderness and public lands (vulnerable to increased exploration), water resources (vulnerable to tanker and pipeline accidents), and national security. So the opportunity to save money and improve environmental quality through fuel use reductions is clear. One of the most promising opportunities for fuel savings across the entire fleet of existing vehicles is to utilize low rolling resistance tires instead of standard replacement models. This change improves the inherent efficiency of the vehicle, automatically saving fuel over the typical 30,000 to 50,000 mile lifetime of a set of tires. This report examines the opportunity for saving gasoline through use of improved tire technology and recommends particular tire models for which our initial test data suggest environmental advantages. Its findings are applicable to government and corporate fleet managers as well as individual tire buyers. 2. How Tires Can Reduce Fuel Consumption

外文翻译:探讨汽车轮胎滚动阻力以及测试技术

Study of automobile tire rolling resistance and testing technology Human activities on the ecological damage to the environment has become a global problem, to reduce fuel consumption, reduce automobile exhaust emissions is energy conservation, prevention of air pollution in an important measure. Vehicle energy consumption is closely related with the tire rolling resistance. On cars or light trucks, the 3.4% ~ 6.6% of fuel consumption used to overcome rolling resistance tires; of loaded radial truck tire with the car example, 12.4% ~ 14.5% of fuel consumption to overcome the rolling resistance tires . Tire rolling resistance by 10%, fuel-efficient cars will be 1.2 percent, 4 percent savings trucks. To this end,the tire manufacturers have at home and abroad to develop new low-power tires to reduce rolling resistance, saving fuel. Automobile tires in the rolling process, the total vehicle rolling resistance accounts for about 20% of the resistance, if reduced by 10% per tire rolling resistance, lower 2% ~ 3% of fuel, then rolling resistance tires to enhance the level of control of vehicle contribution to fuel economy will be significant, but also in a wide range can be achieved. Therefore, how to effectively control the tire's rolling resistance is the industry facing a key issue. This article will explore the various angles and analysis as well as tire rolling resistance testing technology. I. Summary In the tire rolling process, the cycle of changes in the stress and strain lead to energy loss, the formation of tire rolling resistance, also known as the tire hysteresis energy loss. Studies have shown that to overcome tire rolling resistance on fuel consumption of the general accounting for the total fuel consumption of motor vehicles more than 10%. Reduce rolling resistance tires can reduce vehicle energy consumption, so that the car farther away from efficient. Tire rolling resistance is the overall energy consumption of material, equivalent to the tire rolling units of energy loss from the rolling units in addition to its distance, the dimensionless N ? m / m, although its equivalent to the dimensionless force, but from the point of view of energy analysis and understanding more convenient and reasonable. Through the measurement of rolling resistance tires can study the best section. However, the results of lab experiments can only make a comparison, the final road test should be used as the basis of the results. Second, research the history of

轮胎滚动阻力模型研究进展

作者简介:李锋祥(19822),男,山东临沂人,北京化工大学在读博士研究生,研究方向为轮胎力学与热学、强化传热与节能。 轮胎滚动阻力模型研究进展 李锋祥,杨卫民 (北京化工大学机电工程学院,北京 100029) 摘要:介绍国内外围绕轮胎滚动阻力所展开的理论模型研究、试验技术研究和模拟分析方法研究,指出轮胎滚动阻力模型研究的发展方向为精确和细化。在以往研究的基础上,提出一种新的轮胎滚动阻力模型———“Semi 2Tweel ”模型,该模型由轮辋模型、胎冠模型和弹性2阻尼子模型组成,可与温度场耦合。 关键词:轮胎;滚动阻力;模型研究 中图分类号:TQ336.1+1 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2008)0420251205 在目前能源日益缺乏而需求不断增长的形势 下,提高能源利用率、降低轮胎滚动能量损失是轮胎研究人员面临的一项重大课题。在能源节省和环境清洁方面,减小车辆燃料消耗具有越来越重要的作用,而轮胎滚动阻力作为影响车辆燃料消耗的基本因素必须尽可能地降低[1]。基于保护环境和节约能源的观点,米其林曾提出新世纪新型轮胎的发展方向是低燃料消耗的绿色轮胎。低滚动阻力轮胎也是我国本世纪轮胎发展的方向,国家橡胶轮胎质量监督检验中心也即将开展轮胎滚动阻力检测新项目[2]。1 理论背景 摩擦学中对滚动阻力的定义是在滚动摩擦 中,由于滚动物体与支撑物体之间相互作用而产生变形和接触压力,接触压力在接触面内的不均匀分布产生阻碍滚动的扭矩,从而产生滚动阻力。而对轮胎来说,其滚动阻力定义为:轮胎在水平道路上滚过单位距离机械能转化为热能的能量,实际测试和计算时取力的单位(N )。在假定初始温度分布的条件下,轮胎滚动阻力为轮胎转动一周的总能耗除以轮胎在路面上滚过的相应距离[3]。轮胎滚动阻力包括轮胎与路面的摩擦力(滚动摩擦和滑动微摩擦)、轮胎内部材料摩擦产生的阻力、轮胎滚动时受到的空气阻力以及胎面花纹块撞击路面发声消耗的能量等。在中等行驶速度条 件下,轮胎内摩擦产生的能量消耗占轮胎总能量消耗的80%以上[4]。因此,通常所说的降低轮胎滚动阻力主要是指降低轮胎材料的内摩擦阻力。在20世纪90年代,固特异就对从两种角度定义的轮胎滚动阻力的一致性进行了试验验证[5]。轮胎滚动阻力受使用条件、轮胎材料特性、轮胎结构、加工工艺以及材料分布等诸多因素的影响,而且其中某些影响因素之间相互关联。理想的情况是在降低轮胎滚动阻力的同时提高轮胎的综合使用性能,至少不能以牺牲轮胎的其它性能为代价来降低轮胎滚动阻力。 建立合理且精确的稳态滚动子午线轮胎模型是研究子午线轮胎滚动阻力的必要手段,也是降低子午线轮胎滚动阻力和优化子午线轮胎结构和材料分布的基础。子午线轮胎结构复杂,且所用材料种类繁多。早期的研究[6]表明,轮胎的滚动阻力能量损失与轮胎结构有很大关系,因此,以结构作为研究降低子午线轮胎滚动阻力的切入点是合理且重要的。不仅如此,早在20世纪70年代,就已经开始了对轮胎滚动阻力模型的研究[7,8],目前已取得了很多研究成果,轮胎滚动阻力模型也逐渐向精确和细化的方向发展,而计算机技术和高性能计算(H PC )的飞速发展为此提供了足够的发展空间。2 国内外研究进展211 国内 针对轮胎模型和滚动阻力的研究,国内研究

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