轮胎与汽车的性能匹配分析
常用车轮胎参数详解
常用车轮胎参数详解车轮胎是汽车的重要零部件之一，它直接影响到整车的性能和驾驶安全。
选择合适的车轮胎对于汽车的安全性能和驾驶舒适度至关重要。
下面将对车轮胎的一些常用参数进行详细解析。
1.胎宽（Tire Width）车轮胎的胎宽是指轮胎的横截面宽度，一般以毫米（mm）为单位表示。
胎宽对于车轮胎的驾驶性能有着直接影响，它和车辆的操控性能和抓地力密切相关。
胎宽越宽，接触地面的面积增大，抓地力增强，操控性能更好。
但是，在一些情况下，过宽的轮胎在操控和转弯时也会增加阻力。
2.扁平比（Aspect Ratio）扁平比是指轮胎的宽度与侧壁高度之间的比例关系，一般以百分比（%）表示。
扁平比越小，表示轮胎侧壁越矮，汽车的操控性能和抓地力也会相应提高。
相反，扁平比较大的轮胎则可以提供更好的减震效果和驾驶舒适度。
3.轮胎直径（Rim Diameter）轮胎直径是指轮胎所适用的轮辋直径，一般以英寸（in）表示。
轮胎直径的大小一般与车辆的类型和尺寸有关。
较大的轮胎直径可以提高车辆的操控性能，减小底盘高度，使车辆更具运动感。
但是，过大的轮胎直径可能会降低车辆的行驶稳定性和减震效果。
4.载荷指数（Load Index）载荷指数是指轮胎所能承载的最大重量，一般以数字表示。
每个载荷指数都对应着相应的重量范围，车辆可以根据自身的需要选择合适的载荷指数的轮胎。
5.速度级别（Speed Rating）速度级别是指轮胎在设计时被设计为能够安全行驶的最高时速，一般以字母表示。
速度级别越高，表示轮胎能够承受的最高时速越大。
车辆的速度级别与实际行驶速度相匹配，能够提高车辆的行驶安全性。
6.胎纹类型（Tread Pattern）胎纹类型是指轮胎表面的花纹，它直接影响轮胎与道路之间的摩擦力和排水性能。
通常，轮胎花纹分为对称式、非对称式和全向式三种。
对称式花纹具有较好的平衡性能和驾驶舒适度，非对称式花纹能够提供更好的抓地力和操控性能，全向式花纹在排水性能方面具有优势。
车轮与轮胎的和谐匹配
车轮与轮胎的和谐匹配随着高速道路网的发展和汽车行驶速度的提高，人们对汽车的乘坐舒适性要求也越来越高。
而作为承载车身全部重量的车轮，其受力均匀性和动平衡水平直接决定着汽车在行驶过程中传递到车身的振动量，对汽车乘坐舒适性起到关键影响作用。
车轮由于金属加工不可避免地存在误差，胎圈座尺寸在径向存在不圆、椭圆和方形特性，在轴向也存在扭曲特性，所以要对车轮的跳动进行检测以防止不合格车轮流出生产线。
同时要对径向圆跳动一次谐波的低点做出标记，以便车轮的径向圆跳动一次谐波的低点与轮胎的径向力波动（RFV）的高点进行装配，以减小车轮在行驶过程中径向受力不均匀所产生的振动。
本文通过车轮与轮胎的不同匹配结果比较得出，为提高车速和乘坐舒适性，除要求车轮和轮胎都具有良好的旋转均匀性外，二者的最佳匹配尤为重要。
测试原理轮胎的最大振动点标识了轮胎纵向刚性的最大点。
在轮胎转动一周的过程中，振动最大的点在最大振动点标识的位置。
轮胎在地面上转动一周，其经过的每一个角度所承受的振动力都是不相等的，这种现象称为径向力波动（RFV）。
当RFV过大时，轮胎就会产生可被驾驶员感知的振动，影响车辆驾驶舒适性。
一般大型的轮胎生产厂家在产品检测时会在轮胎上标示这个点的位置，如果发现轮胎产品的振动值超标则将其作为废品处理。
SAE J2133标准明确规定了对于车轮跳动及一次谐波的检测要求，人工装卡被测车轮后，操作者选择被测车轮规格（被测车轮的技术参数可随时存取修改），内侧胎圈座测量头及外侧胎圈座测量头自动调整位置，测量过程中，系统自动识别测量位置是否正确，对测量数据进行采集处理，并可计算内外胎圈座的轴向、径向圆跳动值及谐波分析，显示跳动曲线，自动查找出现最大跳动值或最小跳动值的相对位置，自动判断测量结果是否超差。
试验设计分别选用一预先测量好径向圆跳动和一次谐波值的车轮和一已知几何不均匀性的轮胎，将二者装配后，通过变换轮胎相对于车轮的不同位置，用以观察随机匹配和“智能”匹配时1.车轮特性如图1所示，试验车轮径向圆跳动峰间值为3.91mm，一次谐波高点值为1.614 4mm，位于290°处（气门孔位置为0°）。
车辆轮胎的动态特性分析研究
车辆轮胎的动态特性分析研究车辆轮胎是整车系统中至关重要的组成部分，它能够直接影响到整车的动态性能。
在行驶过程中，轮胎与路面之间存在着极为复杂的相互作用，如何优化车辆轮胎的动态特性成为了汽车制造商和汽车技术研究人员所面临的挑战。
1. 车辆轮胎动态特性的定义车辆轮胎的动态特性是指在行驶过程中，轮胎与路面之间相互作用所表现出来的特性。
其主要包括轮胎的滚动摩擦力、阻尼特性、弹性变形特性等。
在车辆设计中，分析和优化车辆轮胎的动态特性非常重要，能够对车辆的稳定性、操控性、舒适性等方面产生直接影响。
2. 车辆轮胎动态特性分析方法为了分析车辆轮胎的动态特性，研究人员通常采用试验分析和数值分析两种方法。
其中，试验分析是基于实际车辆的试验数据进行分析，主要包括制动试验、悬架试验、转向试验等。
而数值分析则是通过计算机仿真来模拟车辆轮胎的动态特性，主要包括有限元分析、多体动力学模拟等。
3. 车辆轮胎动态特性的影响因素车辆轮胎动态特性的影响因素非常多，其中包括轮胎结构参数、轮胎材料性能、路面状态、速度、载重等。
在实际车辆设计中，轮胎的结构参数很大程度上会影响轮胎的动态特性。
例如，轮胎的花纹深度、胎面硬度、胎壁刚度等都会对轮胎的阻尼特性、抓地性能等方面产生影响。
而对于轮胎材料性能，主要包括轮胎的硬度、弹性模量、剪切刚度等。
这些材料性能会影响到轮胎弹性形变的大小和速率，进而影响到轮胎的附着性能和制动性能等。
另外，路面状态也是影响车辆轮胎动态特性的重要因素。
路面的粗糙度、摩擦系数等都会影响到轮胎与路面之间的接触行为，从而影响车辆的稳定性和抓地性能等。
4. 车辆轮胎动态特性优化方法在车辆设计中，优化车辆轮胎的动态特性是非常重要的。
通过优化轮胎结构参数、材料性能、路面设计等方面，能够提高车辆的稳定性、操控性和舒适性等方面。
例如，通过增加轮胎花纹深度和胎面硬度，能够提高轮胎与路面之间的摩擦系数，从而提高车辆的抓地性能。
通过调整轮胎的剪切刚度和弹性模量等材料参数，能够控制轮胎的弹性形变和变形速率，从而提高车辆的悬架系统阻尼特性和舒适性等方面。
FTire轮胎模型参数对整车平顺性的影响分析
图2 Adams整车模型
项 目 半载 满载
表1 整车模型的质量参数
前轴 897 880
后轴 807 885
kg
总计 1 704 1 765
2 FTire轮胎模型关键参数对整车平顺性影响 本研究基于GB/T 4970—2009[5]中的三角脉
冲 凸 块 路 面 仿 真 工 况，以 座 椅 导 轨 最 大 垂 向 和 纵 向 加 速 度 为 评 价 指 标，分 别 评 价 整 车 垂 向 和 纵 向 平顺性。其中FTire轮胎模型运用FTire/fit软件辨 识得到，如图1所示。
车平顺性的影响。
1 FTire轮胎模型 1. 1 模型简介
FTire 轮 胎 模 型 主 要 包 括 4 个 部 分，其 核 心 由 2 个独立部分构成，一是轮胎的结构模型，用于描述 轮胎的结构刚度、阻尼以及质量特性；二是胎面模 型，用于描述胎面与道路的接触状况，计算轮胎接 地印痕内的压力分布和摩擦力[4]。另外2种模型分 别是热模型和磨损模型，热模型主要用于描述轮胎 在运动过程中产生的热量；磨损模型主要用于模拟 轮胎磨损时力学特性的变化。 1. 2 主要特征
（3）环模型不仅能够描述轮胎的面内特性，也 能描述面外特性。胎体可在圆周方向和胎体宽度 方向离散；胎体单元之间用弹簧连接，并且每个胎 体单元上分布一定数量的胎面单元。
（4）用复杂的非线性摩擦模型表示胎面胶的摩 擦特性，即摩擦因数是压力和滑移速度的函数。
196
轮 胎 工 业
2020年第40卷
（5）轮胎与轮辋间用径、切、侧3个方向的分布 弹 簧 相 连。 轮 辋 可 在 面 内 平 移 并 实 现 转 动，同 时 也可在面外运动。而环与轮辋之间采用了弹簧与 弹簧-阻尼单元并联的表达方式。
汽车轮胎的材质对车辆性能的影响
汽车轮胎的材质对车辆性能的影响随着汽车工业的不断发展，车辆性能的提升成为了消费者关注的焦点。
而汽车轮胎作为车辆的重要组成部分，其材质对车辆性能有着重要的影响。
在销售汽车轮胎时，作为专业销售人员，了解并传达轮胎材质对车辆性能的影响是至关重要的。
一、胎面材质对操控性能的影响胎面是汽车轮胎与地面接触的部分，其材质对操控性能有着直接的影响。
常见的胎面材质有橡胶、硅胶和聚氨酯等。
橡胶胎面具有良好的抓地力和耐磨性，适用于多种路况，尤其在湿滑路面上的抓地性能更佳。
硅胶胎面则具有较高的抗滑性能和降低滚动阻力的特点，适用于高速行驶以及经济性要求较高的车辆。
聚氨酯胎面则具有较高的耐磨性和降低噪音的特点，适用于长途行驶和对舒适性要求较高的车辆。
二、胎侧材质对悬挂系统的影响胎侧是轮胎的侧面部分，其材质对车辆悬挂系统有着重要的影响。
常见的胎侧材质有尼龙、钢丝和聚酯纤维等。
尼龙胎侧具有较高的刚性和耐磨性，可以提供较好的悬挂支撑力，适用于高速行驶和操控性要求较高的车辆。
钢丝胎侧则具有更高的刚性和抗侧滑性能，适用于重载和越野车辆。
聚酯纤维胎侧则具有较好的柔韧性和减震性能，适用于对舒适性要求较高的车辆。
三、胎体材质对承重能力的影响胎体是轮胎内部的结构，其材质对轮胎的承重能力有着决定性的影响。
常见的胎体材质有尼龙、钢丝和聚酯纤维等。
尼龙胎体具有较高的强度和耐磨性，适用于承载能力较高的车辆，如商用车辆和越野车辆。
钢丝胎体则具有更高的强度和刚性，适用于重载和高速行驶的车辆。
聚酯纤维胎体则具有较好的柔韧性和减震性能，适用于对舒适性要求较高的车辆。
四、胎纹材质对排水性能的影响胎纹是轮胎胎面上的花纹，其材质对轮胎的排水性能有着重要的影响。
常见的胎纹材质有硅胶、橡胶和石墨等。
硅胶胎纹具有良好的抗滑性能和排水能力，适用于湿滑路面和雨天行驶。
橡胶胎纹则具有较好的抓地力和耐磨性，适用于多种路况。
石墨胎纹则具有较好的散热性能和降低滚动阻力的特点，适用于高速行驶和经济性要求较高的车辆。
轮胎性能测试方法概况
轮胎性能测试方法概况鉴别一套轮胎的性能主要从以下几个方面来考量，轮胎抓地性、舒适性与胎噪滚动阻力以及耐久性。
1、抓地力的测试方法轮胎最基本的功能就是为车辆提供抓地力。
通常对轮胎抓地力的测试分为“实验室分析测试”和"车辆道路测试"两个阶段。
实验室分析测试中需要用到转鼓、专业试验车辆等特殊设备，属于实验室阶段的模拟道路测试。
这种测试对轮胎的运行环境和状态采取精确的控制，试验中能够获得接近理想状态下的数据。
这个阶段的测试需要相关实验设备的投入以及复杂的计算程序。
1.1纵向抓地力测试测试轮胎纵向抓地力的方法主要是通过测量汽车的制动距离来计算出轮胎与路面的滚动摩擦系数，由这个系数来评价轮胎的纵向抓地力。
如图表所示测试人员在特定路面条件下以设定速度Vo匀速行驶然后进行最强力制动。
使汽车速度从V;降至V2（装备ABS系统的汽车V2的速度不得小于1Okm/h,因为在此速度下ABS工作状态有所变化会影响测量结果）。
然后由测试系统以口五轮仪、VBOX等）测得从V1至V2的制动距离d。
V1和V2是测试过程中已经确定的定量d则通过仪器测得接下来就可以通过公式来计算以林值的大小则可用来衡量纵向抓地力。
简言之，d作为整个计算过程中的唯一变量，是改变μ值直接也是唯一的数据。
所以如果媒体或者一般测试机构在做轮胎比较测试的时候只需测得V,至V2的制动距离d就可以直接进行比较和评价了。
1.2横向抓地力测试产测试横向抓地力有三种模式：湿滑圆形场地测试积水弯道测试以及综合场地道路测试。
①·湿滑圆形场地测试首牛在附着1~2mm水深的圆形湿滑场地测试需要以一定的圆形半径在横向抓地力的极限状态下行驶数圈。
也就是在车辆即将出现侧滑的情况下绕圈行驶。
测量车辆绕行一周的时间，同时将行驶半径进行计算可以得出轮胎的极限横向加速度。
媒体或一般测试机构通过汽车在极限状态下的绕圈时间，就能对几套轮胎的横向抓地力进行评估。
·②积水弯道测试积水弯道测试则是在圆形场地中设置一道20m圆弧长7mm水深的积水带。
汽车轮胎的性能与速度的关系
汽车轮胎的性能与速度的关系随着汽车的普及和交通工具的日益便捷，人们对于汽车的性能和速度要求也越来越高。
而汽车轮胎作为汽车的重要组成部分，对于汽车的性能和速度有着至关重要的影响。
本文将探讨汽车轮胎的性能与速度之间的关系，并介绍一些提高汽车轮胎性能的方法。
首先，汽车轮胎的性能直接影响着汽车的速度。
一个优秀的轮胎可以提供更好的抓地力和操控性能，从而使汽车能够更好地适应高速行驶的需求。
例如，高性能轮胎通常采用特殊的橡胶配方和更宽的胎面设计，以提供更大的接地面积和更好的抓地力。
这样一来，汽车在高速行驶时能够更好地保持稳定，减少打滑和侧滑的风险，从而提高了速度的安全性和稳定性。
其次，汽车轮胎的性能还与汽车的加速性能息息相关。
一个优秀的轮胎能够提供更好的抓地力和牵引力，使汽车在起步时能够更快地加速。
特别是在赛车和运动汽车领域，轮胎的性能对于汽车的加速性能至关重要。
一些高性能轮胎采用了创新的胎面花纹设计和特殊的胎面材料，以提供更好的抓地力和牵引力，从而使汽车在起步时能够更快地达到最大速度。
此外，汽车轮胎的性能还与汽车的制动性能有着密切的关系。
一个优秀的轮胎能够提供更好的制动性能，使汽车在高速行驶时能够更快地停下来。
制动是汽车行驶过程中最重要的安全环节之一，而轮胎的性能对于制动距离的缩短和制动稳定性的提高起着至关重要的作用。
一些高性能轮胎采用了特殊的胎面材料和创新的制动花纹设计，以提供更好的制动性能和更短的制动距离，从而提高了汽车的安全性和制动效果。
那么，如何提高汽车轮胎的性能呢？首先，选择适合自己汽车的轮胎是至关重要的。
不同类型的汽车有着不同的性能需求，因此选择适合自己汽车的轮胎是提高性能的关键。
其次，定期检查和维护轮胎也是非常重要的。
保持轮胎的正常气压、合理的磨损和定期的轮胎旋转可以延长轮胎的使用寿命，并保持良好的性能。
最后，合理的驾驶习惯也是提高轮胎性能的关键。
避免急刹车、急转弯和过度加速等不良驾驶习惯可以减少轮胎的磨损和损坏，延长轮胎的使用寿命。
汽车轮胎与车辆操控性能的关系
汽车轮胎与车辆操控性能的关系在汽车工业中，车辆操控性能一直是消费者关注的重点。
而轮胎作为汽车的重要组成部分，对车辆操控性能有着至关重要的影响。
本文将探讨汽车轮胎与车辆操控性能之间的关系，并为销售人员提供一些相关的知识和技巧。
1. 轮胎对车辆操控性能的影响轮胎是汽车与地面之间唯一的接触点，它承担着传递动力、制动和转向力的重要任务。
因此，轮胎对车辆操控性能的影响是不可忽视的。
1.1 抓地力与操控性能轮胎的抓地力直接影响着车辆的行驶稳定性和操控性能。
良好的抓地力可以提供更好的牵引力和制动性能，使车辆在高速行驶或急转弯时更加稳定。
销售人员应向消费者介绍不同轮胎品牌和型号的抓地力性能，并根据消费者的需求和驾驶习惯，推荐适合的轮胎。
1.2 轮胎硬度与操控性能轮胎硬度是指轮胎的胎面硬度和侧壁硬度。
较硬的轮胎可以提供更好的操控性能和悬挂支撑力，但会降低舒适性和减震效果。
相反，较软的轮胎可以提供更好的舒适性和减震效果，但在高速行驶时可能会影响操控性能。
销售人员应根据消费者的需求和驾驶习惯，推荐合适的轮胎硬度。
1.3 轮胎尺寸与操控性能轮胎尺寸对车辆操控性能也有着重要的影响。
较宽的轮胎可以提供更好的抓地力和操控稳定性，但可能会增加阻力和燃油消耗。
较窄的轮胎则可以提供更好的燃油经济性，但在高速行驶时可能会降低操控稳定性。
销售人员应根据消费者的需求和车辆的设计，推荐合适的轮胎尺寸。
2. 如何向消费者推荐合适的轮胎作为销售人员，了解汽车轮胎与车辆操控性能的关系是非常重要的。
以下是一些推荐合适轮胎的技巧：2.1 了解消费者需求在向消费者推荐轮胎时，首先要了解他们的需求和驾驶习惯。
一些消费者可能更注重舒适性和燃油经济性，而另一些消费者可能更注重操控性能和抓地力。
了解消费者的需求可以帮助销售人员提供更准确的建议。
2.2 推荐适合的轮胎品牌和型号根据消费者的需求和驾驶习惯，销售人员可以推荐适合的轮胎品牌和型号。
了解不同品牌和型号的轮胎的性能特点和用户评价是非常重要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
轮胎与汽车的性能匹配分析2008-03-01 01:02:58| 分类：构造原理工艺技术|字号订阅轮胎与汽车的性能匹配分析王传铸图1现代汽车,尤其是高档轿车对轮胎动态力学性能提出了越来越高的要求,脱离汽车研究轮胎的动态力学性能没有实际意义。
轮胎的动态力学性能不仅取决于轮胎本身,更取决于轮胎与汽车的匹配,因此当前对轮胎性能的评价也就从对轮胎性能本身的评价逐步转移到对轮胎匹配的汽车行驶性能的评价。
目前,对轮胎与汽车的性能匹配要求日益提高。
1轮胎与汽车生产的相关性单纯讨论轮胎的某项性能意义不大,轮胎性能的研究应结合轮胎匹配的汽车性能,更确切地说是汽车悬架系统(如图1所示) 性能来进行。
轮胎与汽车悬架系统匹配所构成的集成系统的刚度、柔度及动力学性能是影响汽车行驶性能的主要因素。
同一条轮胎匹配于不同汽车表现出的动态力学性能可能会有较大差异,即一条轮胎与某一汽车匹配可能表现出良好的动态力学性能,而与另一汽车匹配则可能表现出个别动态力学性能极差。
在国外,为达到轮胎与汽车性能匹配,在进行汽车设计时,轮胎生产商一般会与汽车生产商密切合作,由汽车生产商提出轮胎与汽车匹配的动态力学性能要求或由轮胎生产商为汽车生产商提供轮胎的动态力学模型,以便汽车生产厂家进行悬架系统设计和整车性能模拟仿真计算。
这就要求轮胎生产商不仅能够设计、生产出满足汽车性能要求的轮胎,同时也能够提供用于悬架系统设计或整车性能模拟仿真计算的轮胎动态力学模型。
国内轮胎生产企业必须深入了解并逐渐适应高档轿车原配市场在这方面苛刻的要求。
2 轮胎在汽车中的作用轮辋和轮胎是汽车行驶系中重要的部件,其作用是:支撑整车质量;缓冲由路面传来的振动和冲击;通过轮胎与地面的附着力(轮胎抓着力) 来传递驱动力和制动力;产生横向力和回正力矩来平衡汽车转向行驶时的离心力;保证汽车正常转向后车轮直线行驶;翻越障碍,提高通过性。
轮胎安装在轮辋上,直接与路面接触,其基本功能如下:·承受汽车负荷;·为传递驱动力和制动力提供足够的附着力;·为改变和保持汽车行驶方向提供足够的转向操纵性能和方向稳定性能; ·与汽车悬架系统共同缓冲来自路面的冲击,并衰减由冲击产生的振动,以保证汽车良好的行驶平顺性和乘坐舒适性。
3汽车主要行驶性能汽车的行驶性能是指汽车适应各种行驶条件并发挥最大工作效率的能力,主要包括以下几个方面。
3.11 动力性能动力性能是汽车首要的行驶性能。
汽车必须通过轮胎与路面的接触来获得足够的牵引力才能克服各种行驶阻力,必须达到一定的速度才能正常行驶,而汽车克服行驶阻力和保持正常行驶的能力取决于汽车的动力性能。
汽车的动力性能可从三方面评价。
(1) 最高速度最高速度是指汽车满载时在良好水平路面上行驶所能达到的最高速度。
(2) 加速能力加速能力是指汽车在各种条件下行驶速度迅速提高的能力。
加速时间和加速距离越短的汽车加速性能越好。
(3) 上坡能力上坡能力用汽车满载时以最低挡位在坚硬路面上等速行驶所能越过的最大坡度来表示,还称为最大爬坡度,它表征汽车的最大牵引力。
不同类型的汽车对上述三项指标的要求不同。
轿车和客车偏重于最高速度和加速能力,载重汽车和越野汽车对上坡能力的要求较高,但在公路上正常行驶的汽车都须具备一定的加速能力。
3.12 燃料经济性为降低汽车的运输成本,要求汽车以尽可能小的燃料消耗量完成尽可能大的运输量。
汽车以最小燃料消耗量完成单位运输工作量的能力称为燃料经济性,评价指标为每行驶100 km 消耗的燃料量。
汽车的燃料经济性与发动机的效率和轮胎的滚动阻力密切相关。
3.13 制动性能良好的制动性能不仅是汽车安全行驶的保证,而且是汽车动力性能得以良好发挥的前提。
汽车的制动性能通过三方面来衡量。
(1) 制动效能制动效能是汽车迅速减速直至停止的能力,常用制动时间、制动减速度和制动距离来评价。
汽车的制动效能除与汽车的技术状况有关外,还与汽车制动时的速度及轮胎与路面的接触状况有关。
(2) 制动效能的恒定性汽车在短时间内连续制动,制动器温度升高导致的制动效能下降称为制动器的热衰退。
汽车连续制动后制动效能的稳定程度称为制动效能的恒定性。
(3) 制动时方向的稳定性汽车制动时方向的稳定性是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑和失去转向的能力。
左右侧制动动力不一样时,汽车易跑偏;当车轮“抱死”时,汽车易发生侧滑或失去转向能力。
现代汽车设有电子防抱死装置,以防止紧急制动时车轮“抱死”而发生危险。
3.14 操纵稳定性操纵性是指汽车对驾驶员转向指令的响应能力,直接影响行车安全。
轮胎的气压和弹性、悬挂装置的刚度以及汽车重心的位置都是该性能重要的影响因素。
汽车装载超高、超载、偏载,转弯时车速过快,在横向坡道角度过大的路面上行驶及受其它侧向力时容易发生侧滑或者侧翻。
汽车的操纵稳定性是汽车受外界扰动后恢复原来运动状态的能力及抵御发生倾覆和侧滑的能力。
侧向操纵稳定性对汽车来说尤其重要。
合适的前轮定位角度使汽车具有自动回正和保持直线行驶的能力,提高了汽车直线行驶的稳定性。
汽车重心越低,操纵稳定性越好。
3.15 行驶平顺性汽车在行驶过程中会因路面不平产生振动,使乘客感到疲劳、不适或货物损坏,一般通过降低车速来避免或减少这种现象发生。
同时,振动还会影响汽车的使用寿命。
汽车在行驶过程中对路面不平产生的振动减震能力称为汽车的行驶平顺性。
客车和轿车采用“舒适降低界限速度”作为评价汽车行驶平顺性的指标。
当汽车行驶速度超过此界限时,乘坐舒适性就会降低,使人感到疲劳、不舒服。
货车采用“疲劳2低工效界限速度”作为评价汽车行驶平顺性的指标。
这两个界限值越高,说明汽车的行驶平顺性越好。
汽车车身的固有振动频率也可作为行驶平顺性的评价指标。
从舒适性出发,车身的固有振动频率在600～850Hz 的范围内较好。
高速汽车,尤其是轿车要求具有优良的行驶平顺性。
轮胎弹性好、悬挂装置性能优异、座椅减震性能好及非悬挂装置质量小都可以提高汽车的行驶平顺性。
3.16 通过性汽车在一定的载质量下以较高的平均速度通过各种坏路和无路地带及克服各种障碍物的能力称为汽车的通过性。
不同汽车对通过性要求不同,轿车和客车一般在市内行驶,对通过性的要求不是很高,而越野汽车、军用车辆和货车就必须具有较好的通过性。
提高汽车通过性的方法有:采用宽断面轮胎和增加轮胎装配数量以减小滚动阻力;增大轮胎花纹深度以提高轮胎与地面的附着力、改善轮胎的防滑性能;采用全轮驱动方式以使汽车的动力性能充分发挥;选择合理的结构参数,如较大的最小离地间隙、接近角、离去角、车轮半径及较小的转弯半径、横向和纵向通过半径等以提高汽车通过障碍的能力。
3.17 其它(1) 操纵轻便性汽车的操纵轻便性应根据驾驶汽车时的操作次数、操作用力、操作便利情况以及视野、照明、信号等来评价。
良好的操纵轻便性可以减轻驾驶员的劳动强度并舒缓其紧张情绪,保证行车安全。
采用动力转向、制动增强装置、自动变速器及膜片离合器等可使汽车的操纵轻便性明显改善。
(2) 机动性市区内行驶的汽车经常在狭窄多弯的道路上通行,机动性显得尤为重要。
机动性主要用最小转弯半径来评价,转弯半径越小,机动性越好。
(3) 装卸方便性装卸方便性与车厢的高度、可翻倒的栏板数及车门数和尺寸有关。
(4) 容量容量表示汽车一次能运输的最大货物量或最多载客人数。
货车容量用载质量和载货容积表示,客车容量用载客人数表示。
质量利用系数反映汽车结构的合理程度,它用额定载质量与空车质量之比表示。
4 轮胎六分力轮胎的宏观力学性能主要是指轮胎的六分力,六分力是轮胎与路面及汽车之间作用力的集中体现。
轮胎的六分力如图2 所示。
(1) 纵向力( FX)FX 是地面作用在轮胎上的力在X 轴方向即轮胎前进方向的分量, FX 包括车轮驱动时产生的驱动力、车轮自由滚动时的滚动阻力、车轮制动时的制动力。
(2) 横向力( FY )FY 是地面作用在轮胎上的力在Y 轴方向的分量。
在FY 的作用下,轮胎会产生很复杂的侧向变形,侧向变形导致的侧偏现象对车辆的操纵稳定性有很大影响。
(3) 法向力( FZ)FZ 是地面作用在轮胎上的力沿Z 轴方向的分量。
FZ 将引起轮胎径向变形,其与轮胎承受的载荷力相等。
(4) 回正力矩( MZ)MZ 是地面作用到轮胎上的力绕Z 轴旋转产生的力矩, MZ 使轮胎恢复原来的行驶方向,保证汽车能稳定地直线行驶。
(5) 滚动阻力矩( M Y )M Y 是地面作用到轮胎上的力绕Y 轴旋转产生的力矩, M Y 的方向与车轮的旋转方向相反,汽车的燃料经济性与M Y 有关。
(6) 翻转力矩( MX)MX 是地面作用到轮胎上的力绕X 轴旋转产生的力矩。
5 轮胎动态力学性能对汽车行驶性能的影响5. 1 动力性能轮胎与路面的附着性能、轮胎的速度性能及滚动阻力是影响汽车动力性能的主要因素,轮胎的附着性能直接影响汽车的驱动、加速和减速性能,配用附着性能好的轮胎有利于提高汽车的加速性能。
5. 2 燃料经济性轮胎的滚动阻力是影响汽车燃料经济性的主要因素之一。
统计表明,在发达国家,汽车的燃料消耗量约占总燃料消耗量的25 % ,而轮胎克服滚动阻力的燃料消耗量约占车辆燃料消耗量的20 % ,故即使轮胎燃料消耗量稍有减小,对国家总燃料消耗量的减小也是一个很大的贡献。
滚动阻力是轮胎在行驶过程中与路面接触发生变形而产生的阻碍轮胎滚动的力。
轮胎的滚动阻力越大,汽车驱动时输出的驱动力矩也越大,这样才能使轮胎的受力趋于平衡或使轮胎产生加速度,但这必然会导致汽车燃料消耗量增大。
在相同条件下,不同轮胎产生的滚动阻力不同。
5. 3 制动性能轮胎的滑动摩擦性能对汽车制动性能影响很大。
显然,汽车的制动性能与轮胎与路面的摩擦力密切相关,而轮胎与路面的摩擦力取决于轮胎与路面的接触状况。
轮胎与路面的摩擦力过小,会导致汽车制动性能下降。
因此,对轮胎摩擦性能的研究是轮胎工业的重要课题。
5. 4 操纵稳定性汽车通过操纵系来操纵轮胎(如图3 所示) 。
轮胎的侧偏特性(主要指侧偏力、回正力矩和侧偏角间的相关性) 是轮胎重要的力学性能,直接影响汽车的操纵稳定性。
轮胎侧偏特性及其与汽车悬架系统的协同配合是影响汽车转向性的主要因素,通过改善轮胎侧偏特性可以解决汽车转向不足或过大的问题。
图35. 5 行驶平顺性轮胎的均匀性、振动性、包封性及汽车悬架系统的刚度、柔度是影响汽车行驶平顺性的主要因素。
轮胎的均匀性、振动性和包封性差会导致汽车行驶,尤其是在不平路面上行驶时不稳或颠簸,即汽车的乘坐舒适性差。
可以看出,提高汽车的行驶性能必须注重轮胎性能与汽车性能的协同配合,轮胎的研究、开发与汽车的性能要求密切相关。
6 影响汽车性能的轮胎及其部件主要技术参数轮胎是胎面、胎侧等变形大、强度低的柔性橡胶部件与模量大、强度高的刚性骨架2橡胶复合部件组成的结构体,轮胎及其部件的主要技术。