高速公路抗滑水轮胎使用分析
轮胎的胎纹与湿地防滑性选择技巧
轮胎的胎纹与湿地防滑性选择技巧在我们日常的驾驶中,轮胎的性能至关重要,尤其是在湿滑的路面上,轮胎的湿地防滑性直接关系到行车的安全。
而轮胎的胎纹设计,是影响其湿地防滑性能的关键因素之一。
今天,咱们就来深入探讨一下轮胎的胎纹与湿地防滑性之间的关系,以及如何选择具有良好湿地防滑性能的轮胎。
首先,咱们来了解一下轮胎胎纹的作用。
轮胎胎纹可不是为了好看,它有着非常重要的功能。
一方面,胎纹可以增加轮胎与地面的摩擦力,让车辆在行驶过程中能够更好地抓地,尤其是在湿滑路面上,这一点尤为重要。
另一方面,胎纹还能帮助排水。
当车辆在湿地上行驶时,轮胎会压过积水,如果轮胎无法有效地将水排出,就会形成水膜,导致轮胎失去与地面的接触,从而出现打滑的危险。
不同类型的胎纹设计,其湿地防滑性能也有所差异。
常见的胎纹类型有对称型、非对称型和单导向型。
对称型胎纹的设计比较均衡,内外两侧的花纹形状相同。
这种胎纹在干燥路面和湿滑路面上都能提供较为稳定的性能,排水性能也还不错。
对于大多数日常驾驶的车辆来说,是一个比较稳妥的选择。
非对称型胎纹则是内外两侧的花纹形状不同。
通常,外侧的花纹块比较大,能够提供更好的操控性和抓地力;内侧的花纹则更注重排水性能。
这种胎纹设计适合那些对操控性有一定要求,同时也需要应对湿滑路况的车辆。
单导向型胎纹具有明显的方向性,轮胎上的花纹通常都朝着一个方向。
这种胎纹的排水性能非常出色,能够快速地将水排出,从而减少水膜的形成,提高湿地防滑性。
不过,安装时需要注意轮胎的方向,不能装反。
接下来,咱们再说说轮胎胎纹的深度对湿地防滑性的影响。
一般来说,轮胎胎纹越深,排水能力就越强,湿地防滑性能也就越好。
但这并不意味着胎纹越深就越好,因为胎纹过深也会带来一些问题,比如增加轮胎的滚动阻力,导致油耗增加,同时也会影响轮胎的舒适性。
那么,在实际选择轮胎时,我们应该如何判断其湿地防滑性能呢?一个重要的指标就是轮胎的湿地抓地力等级。
现在很多轮胎都会在产品说明中标注湿地抓地力等级,一般用字母来表示,从 A 到 G,A 表示湿地抓地力最好,G 则最差。
液体黄金轮胎滚动阻力-概述说明以及解释
液体黄金轮胎滚动阻力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述液体黄金轮胎是近年来广受关注的一种先进轮胎技术,其独特的设计和材料组成使其具有极佳的性能和可靠性。
与传统的橡胶轮胎相比,液体黄金轮胎采用了一种新型的材料,即液体黄金。
这种材料具有出色的弹性和耐磨性能,能够在不同的路况下提供更稳定和平滑的行驶体验。
液体黄金轮胎的结构也与传统轮胎有所不同。
它采用了一种特殊的流体结构,这种结构能够在车轮运动时产生适应性的变形,从而减少了滚动阻力。
与此同时,液体黄金轮胎还具备自我修复的功能,当遭受损伤或磨损时,能够迅速恢复原状,延长了轮胎的使用寿命。
液体黄金轮胎在实际应用中具有广阔的前景。
它的低滚动阻力使得车辆能够更轻松地行驶,减少了燃油的消耗和尾气的排放,有助于节能减排。
同时,液体黄金轮胎的高耐磨性能也降低了更换轮胎的频率,减少了车主的经济负担。
此外,液体黄金轮胎还具备良好的抓地力和抗滑性能,可以在各种复杂的路况下提供更稳定和安全的行驶。
然而,液体黄金轮胎也存在一些局限性。
首先,它的成本相对较高,这使得它在市场上的普及受到一定的限制。
其次,液体黄金轮胎对工作环境的要求较高,需要定期维护和保养。
此外,液体黄金轮胎的制造和使用过程中也存在一定的技术难题,需要进一步的研发和改进。
综上所述,液体黄金轮胎作为一种创新的轮胎技术,具有诸多优势和潜力。
通过不断的研究和创新,相信液体黄金轮胎将会在未来的交通运输领域发挥重要的作用,为我们的出行带来更多的便利和安全。
1.2文章结构1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,首先会对液体黄金轮胎滚动阻力进行一个概述,介绍其在汽车工程领域中的重要性和研究背景。
随后,会详细说明本文的结构和内容安排,以帮助读者更好地理解和阅读本文。
最后,明确本文的目的,即通过对液体黄金轮胎滚动阻力的探讨和分析,以期为汽车行业提供一些有益的参考和建议。
接下来是正文部分,正文主要分为两个小节。
高速打滑原因及措施
高速打滑原因及措施简介高速打滑是指车辆在高速行驶过程中,由于路面湿滑、积水或其他因素导致车辆失去抓地力而打滑的现象。
高速打滑不仅会影响行车安全,还会增加事故发生的风险。
因此,了解高速打滑的原因,并采取相应的措施,对提高行车安全至关重要。
原因高速打滑的原因主要包括以下几个方面:1.路面湿滑:在下雨、刚刚停雨后或有积水的路面上行驶,容易导致车辆打滑。
路面湿滑会降低轮胎与地面之间的摩擦系数,减少车轮对地面的抓地力,使车辆失去稳定性。
2.胎压不当:过高或过低的胎压都会影响车辆的抓地力。
胎压过高会导致接触面减小,胎面硬化,降低了轮胎与地面之间的摩擦系数;而胎压过低则容易造成胎面的磨损不均匀,降低了轮胎的抓地力。
3.胎面磨损严重:轮胎在长时间使用后会出现磨损,胎面的花纹逐渐消失,摩擦系数会降低,从而影响车辆的抓地力。
特别是在高速行驶过程中,胎面磨损更为明显,容易导致打滑的情况发生。
4.草木积水:在湿滑的路面上行驶时,如果遇到草木积水,容易造成车辆的打滑。
积水会妨碍轮胎与地面的接触,降低车辆的抓地力,从而导致打滑发生。
措施为了避免高速打滑并提高行车安全,我们可以采取以下措施:1.注意行驶速度:合理控制行驶速度是避免高速打滑的有效方法。
在高速行驶过程中,根据路面状况和天气情况,适量降低行驶速度,减小对地面的压力,有助于保持车辆的稳定性。
2.选用适合的轮胎:合适的轮胎选择对于避免高速打滑至关重要。
根据车辆使用环境和需求选择带有良好排水性能的轮胎,提高轮胎与地面之间的抓地力。
此外,定期检查轮胎的胎面磨损情况,及时更换磨损严重的轮胎,确保轮胎的质量和性能。
3.保持适当的胎压:定期检查轮胎胎压,并根据车辆使用和载重情况进行调整。
在合适的胎压范围内,可以提高轮胎与地面之间的接触面积,增加抓地力,降低车辆打滑的概率。
4.避免积水路段:遇到有积水的路段时,尽量绕道行驶,选择干燥的路面行驶。
如果无法避免,应减速慢行,保持安全的车距,并避免急转弯或急刹车等动作,以防车辆发生打滑。
汽车轮胎抗滑性能检验流程与地面附着力评估
汽车轮胎抗滑性能检验流程与地面附着力评估汽车轮胎的抗滑性能和地面附着力评估是保证汽车行驶安全的重要环节。
下面我将为大家介绍一种常用的汽车轮胎抗滑性能检验流程与地面附着力评估方法。
首先,对于汽车轮胎抗滑性能的检验,一般采用平坦路面和湿滑路面两种条件进行测试。
在平坦路面上,首先需要准备一段直道,其长度通常为500米。
然后,测试车辆以适当速度行驶在该直道上,通过测量起始点和终点的时间间隔来计算车辆的制动距离。
制动距离越短,说明轮胎的抗滑性能越好。
同时,也需要测量车辆刹车时的纵向加速度,以评估其刹车的效果。
在湿滑路面上的测试方式有所不同。
首先,需要准备一段湿滑路面,可以通过喷水器等设备将路面湿润,以模拟雨天行车的情况。
然后,测试车辆以一定速度行驶在湿滑路面上,通过记录起始点和终点的时间间隔和测量车辆行驶距离来计算车辆的制动距离。
同样,制动距离越短,说明轮胎的抗滑性能越好。
此外,还需测量车辆在湿滑路面上行驶时的侧向加速度,以评估其在转弯时的稳定性。
除了汽车轮胎的抗滑性能检验之外,地面附着力的评估也非常重要。
地面附着力是指轮胎与地面接触时产生的摩擦力,它直接影响着车辆的行驶性能和安全性。
评估地面附着力的方法有很多种,其中一种常用的方法是采用摩擦系数仪进行测试。
摩擦系数仪是一种可以模拟不同路面的设备,通过控制不同摩擦材料与轮胎接触的方式,测量不同情况下的摩擦力。
在使用摩擦系数仪进行测试时,首先需要选择合适的摩擦材料,例如湿润的水泥路面、高密度的石子路面等。
然后,将轮胎放置在摩擦系数仪上,以一定速度进行测试。
通过测量轮胎与地面接触点的摩擦力,计算出地面附着力,以评估轮胎在不同路面条件下的性能。
综上所述,汽车轮胎的抗滑性能检验流程和地面附着力评估是保证汽车行驶安全的重要环节。
通过对轮胎在不同路面条件下的检验和评估,可以更好地了解轮胎的性能,提高车辆行驶的安全性和稳定性。
通过不断改进和优化轮胎的设计和制造过程,可以进一步提高轮胎的抗滑性能和地面附着力,为车辆行驶提供更好的保障。
道路运输车辆的轮胎管理和使用
规格:轮胎规格通常表示为“宽度/扁平比/轮辋直径” ,如225/50R17,其中225代表胎面宽度,50代表扁 平比,R代表子午线轮胎,17代表轮辋直径。
不同类型轮胎的适用场景
轿车轮胎:适用于城市道路、高速公路 等良好铺装路面,注重舒适性与经济性 。
在选择轮胎时,必须根据车辆类型、使 用场景和气候条件来选择合适的轮胎类 型和规格,确保车辆的安全和性能。
越野轮胎:适用于崎岖山路、沙地、泥 泞等恶劣路况,多用于探险、越野竞技 等场景。
轻型载重轮胎:适用于城市道路与乡村 道路,可用于货物运输。
载重轮胎:专为长途货运、重载场景设 计,适用于高速公路与国道。
作用。
经济效益
轮胎的磨损和损坏会直接影响车 辆的运行成本,有效的轮胎管理 可以降低轮胎更换频率,减少不
必要的经济损失。
环保责任
废旧轮胎如果处理不当,可能会 对环境造成污染。合理的轮胎管 理可以降低废旧轮胎的数量,减
轻环保压力。
轮胎管理对道路运输的影响
提高运营效率
良好的轮胎管理可以确保车辆始 终装备有性能良好的轮胎,从而 提高运营效率,减少因轮胎问题
考虑车辆行驶的气候和路况条件,选择适 应不同环境的轮胎,如雪地、雨天、崎岖 山路等。
轮胎的装配技巧
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轮胎安装方向
注意轮胎的花纹方向和箭 头指示,确保轮胎正确安 装在车辆上,以保证最佳 的操控性能和排水效果。
轮胎与轮毂的平衡
在装配轮胎时,要确保轮 胎和轮毂的平衡,防止因 过低的气压都会影响轮 胎的正常运行,导致磨损加剧
或行驶不稳定。
维护保养不当
缺乏定期的轮胎换位、平衡等 操作,会导致轮胎磨损不均匀 。
汽车轮胎的滑水测试和湿地性能
汽车轮胎的滑水测试和湿地性能在汽车行业中,轮胎是车辆性能和安全的关键组成部分之一。
无论是在干燥的道路上还是在湿滑的路面上,轮胎的性能都直接影响着车辆的操控稳定性和刹车效果。
因此,对于汽车轮胎的滑水测试和湿地性能的研究和评估显得尤为重要。
一、滑水测试的意义滑水测试是对轮胎在湿滑路面上的抓地力和操控性能进行评估的重要手段。
在湿滑路面上行驶时,轮胎与地面之间的摩擦系数会显著降低,导致车辆的操控性下降,刹车距离延长,甚至发生侧滑和打滑等危险情况。
通过滑水测试,可以评估轮胎在湿滑路面上的抓地力和操控性能,为消费者提供更准确的购车参考。
二、滑水测试的方法滑水测试通常采用湿滑路面模拟装置,通过控制水流和路面摩擦系数,模拟不同湿滑路面的条件。
测试车辆在不同速度下进行刹车和操控操作,通过测量刹车距离、横向加速度等参数,评估轮胎在湿滑路面上的性能表现。
在滑水测试中,除了考虑轮胎的抓地力和操控性能外,还需要考虑轮胎的排水性能。
排水性能是指轮胎在行驶过程中有效地将水分散,减少水膜对轮胎与地面之间的接触面积,提高抓地力。
一般来说,轮胎的排水性能与花纹设计和胶料配方有关,优秀的排水性能可以有效地提高轮胎在湿滑路面上的抓地力和操控性能。
三、湿地性能的重要性湿地性能是指轮胎在湿滑路面上的抓地力和操控性能。
在雨天或湿滑路面上行驶时,车辆的操控性能和刹车效果都会受到影响。
优秀的湿地性能可以提高车辆的操控稳定性,减少刹车距离,降低发生侧滑和打滑的风险,提高行驶安全性。
湿地性能的评估主要包括湿地制动测试和湿地操控测试。
湿地制动测试通过测量车辆在湿滑路面上进行紧急制动时的刹车距离,评估轮胎的制动性能。
湿地操控测试则通过测量车辆在湿滑路面上进行操控时的横向加速度和侧滑角等参数,评估轮胎的操控性能。
四、优秀轮胎的湿地性能优秀的轮胎在湿地性能方面具有以下特点:1. 优异的抓地力:优秀的轮胎在湿滑路面上能够提供良好的抓地力,保证车辆在行驶、刹车和转弯时的稳定性。
抗滑性能的影响因素及抗滑标准
二、影响抗滑性能的Байду номын сангаас素
轮胎的摩耗量、表面形状及构造
轮胎的磨耗量在一定程度上影响摩擦系数的大小。当 轮胎磨耗率在80%以上时,摩擦系数减少10%~ 30%。
轮胎的表面花纹也会影响到摩擦系数的值,这是由于 轮胎表面形状不同引起路面上排水效果不同所致。
轮胎的橡胶性质对摩擦系数也有影响。 此外,轮胎的接触压力、轮重等也会影响。
不同路面类型,其摩擦系数值有一定的差异。 干燥状态下路面的摩擦系数差异不大,一般能够保证汽
车安全行驶;当路表处于潮湿、积水状态,特别是路表 与轮胎之间形成水膜时,摩擦系数则要减小很多。 随着车速的提高,摩擦系数将会进一步降低。温度对摩 擦系数也有影响,一般随着路面温度的升高,摩擦系数 会相应减小。
三、抗滑性能检测指标
表征抗滑性能的指标:
➢摩擦系数(COF) ➢摩擦摆值(BPN) ➢构造深度(TD) ➢横向力系数(SFC)
三、路面抗滑标准
我国现行《公路沥青路面设计规范》中规定: (1)摩擦系数。高速公路、一级公路宜在竣工后第一个 夏季采用摩擦系数测定车,以 50km/h 的标准车速测定 横向力系数SFC。 (2)路面宏观构造深度。应在路面竣工后第一个夏季用 铺砂法或激光构造深度仪测定。 (3)一般竣工后第一个夏季测定沥青面层横向力系数或 摆值、路面宏观构造深度。
二、影响抗滑性能的因素
面层结合料及集料
对于沥青路面,一般以煤沥青最好,混合沥青次之,粘 稠石油沥青稍差,多蜡液体沥青(渣油)最差。
不论何种结合料,随着其用量增加,摩擦系数均会降低。 集料的种类、性质、形状也明显影响摩擦系数。有棱角、
表面粗涩、形状接近立方体的集料,其摩擦系数要比圆 滑的集料大得多。 在集料的级配组成上,开级配的路面表面抗滑性能相对 较好。
高速公路路面防滑处理的方法与措施
高速公路路面防滑处理的方法与措施高速公路是现代交通建设的重要组成部分,其安全性和畅通性对于保障公共交通的顺畅至关重要。
然而,恶劣天气条件下,高速公路路面的防滑处理变得尤为关键。
本文将探讨一些常见的高速公路路面防滑处理方法与措施,以确保行车安全和舒适性。
一、道路材料的选择在高速公路建设中,选择适合的道路材料对防滑处理起着重要作用。
具有良好防滑性能的道路材料可以大幅度减少车辆在湿滑或雨雪天气下的打滑情况。
例如,采用粗糙表面纹理的摩擦系数高的路面材料,可以显著增加轮胎与路面之间的摩擦力,提高车辆的抓地力。
二、施工工艺的改进在高速公路施工过程中,合理改进工艺也是确保高速公路路面防滑处理有效的关键因素之一。
例如,采用适当的施工技术,如防滑剂的添加和混凝土沉降控制等,可以增加路面与车辆轮胎之间的摩擦系数,提高路面的抗滑能力。
三、定期维护与保养定期维护与保养是高速公路路面防滑处理的重要环节。
通过定期巡检和保养,及时发现和修复路面存在的问题,如裂缝、坑洞等,可以有效防止路面的湿滑情况。
此外,定期清理路面上的积水、积雪和落叶等物质,也能提高路面的防滑性能。
四、雨水排水系统的设计雨水排水系统的设计对于高速公路路面防滑处理具有重要影响。
合理布置雨水排水系统,如设置雨水收集沟和雨水井等,可以将路面上的积水迅速排除,减少因积水而导致的路面滑动风险。
同时,保持排水系统的通畅与正常运行,也是防滑处理的必要步骤。
五、智能交通系统的应用智能交通系统的应用在高速公路路面防滑处理中起到越来越重要的作用。
通过车辆与路面之间的交互,智能交通系统可以提供实时的路面情况信息,如湿滑和结冰等,及时通知驾驶员采取相应的防滑措施。
同时,智能交通系统也可以辅助道路管理部门监测和处理路面防滑问题。
六、加强驾驶员培训与意识教育除了路面防滑处理的方法与措施外,加强驾驶员培训与意识教育也是确保高速公路行车安全的重要环节。
提高驾驶员对路面湿滑情况的辨识能力和驾驶技巧,以及培养驾驶员的安全意识,能够更好地预防和应对高速公路湿滑情况。
高速公路路面防滑技术探究
高速公路路面防滑技术探究高速公路的安全性和便利性一直是人们关注的焦点。
在高速行驶中,路面的防滑性是至关重要的,它直接关系到车辆的牵引力和制动效果,进而决定着驾驶员和乘客的安全。
为了解决高速公路路面防滑的问题,人们进行了大量的研究和实践。
在这个过程中,不同的技术被应用和发展,以提供更好的防滑效果。
首先,高速公路路面的防滑技术包括使用防滑材料和改进路面设计。
常见的防滑材料有沥青、橡胶和混凝土等。
这些材料具有良好的抗滑性能和附着力,可以有效减少车辆在湿滑路面上打滑的风险。
此外,通过改进路面的几何形状和纹理,可以增加路面与汽车轮胎之间的摩擦力,提高路面的防滑性能。
其次,高速公路路面的防滑技术还包括使用路面温度控制系统和排水系统。
在寒冷的冬季,路面结冰是一种常见的情况,容易导致车辆失控。
为了解决这个问题,一些高速公路在路面下安装了温度控制系统,通过加热路面来防止结冰。
此外,排水系统也是一种有效的防滑措施,它可以将雨水和雪水迅速排出,保持路面的干燥,减少滑溜的风险。
除了使用现代技术,人们还可以借鉴传统的防滑技术,如铺设路面防滑沙。
路面防滑沙是一种经过特殊处理的石子,它可以增加路面的粗糙度和摩擦力,提高路面的防滑性能。
这种技术简单实用,成本较低,对于一些资源有限的地区来说是一个可行的选择。
尽管高速公路路面防滑技术已经有了长足的进步,但仍然存在一些问题和挑战。
例如,在大雨或暴雪天气下,路面的防滑性能可能会降低,给驾驶员带来安全隐患。
此外,路面的施工质量和保养也会对防滑性能产生影响。
如果路面破损或损坏严重,会降低路面的防滑效果,增加交通事故的风险。
为了进一步提高高速公路路面的防滑性能,研究人员需要持续关注和研究这个领域。
他们可以探索新的材料和技术,设计更复杂的路面纹理,以提供更好的防滑性能。
此外,加强路面的施工和维护工作,定期检查和修复路面的破损,也是确保高速公路路面防滑效果的重要措施。
总之,高速公路路面防滑技术的探究是一个重要的课题,旨在提高公路交通的安全性和便利性。
积水路面轮胎部分滑水数值模拟
积水路面轮胎部分滑水数值模拟黄晓明;刘修宇;曹青青;闫天昊;朱晟泽;周兴林【摘要】为揭示部分滑水状态下轮胎路面作用机理,采用有限元数值模拟方法,分别建立了175-70-R15型轮胎模型和水空气复合水膜模型,并基于耦合欧拉拉格朗日法建立了三维充气花纹轮胎滑水数值模型.探讨了水膜厚度和轮胎速度对汽车轮胎受力状态的影响,分析了轮胎所处运动状态对部分滑水过程的影响.计算结果表明:随着水膜厚度的增加,水流竖向托举力增加,纵向附着力减小,轮胎更早地进入完全滑水状态;随着轮胎行驶速度的增加,水流纵向拖拽力大幅增加,同时随着水膜的增厚,这种增加趋势更加明显;回归得到了轮胎受到的水流竖向托举力与水膜厚度和行驶速度的关系式;相比于自由滚动,轮胎处于ABS状态时,更早进入完全滑水状态.【期刊名称】《湖南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(045)009【总页数】9页(P113-121)【关键词】道路工程;轮胎滑水数值模型;耦合欧拉拉格朗日法;部分滑水;水流竖向托举力【作者】黄晓明;刘修宇;曹青青;闫天昊;朱晟泽;周兴林【作者单位】东南大学交通学院,江苏南京 210096;东南大学交通学院,江苏南京210096;东南大学交通学院,江苏南京 210096;东南大学交通学院,江苏南京210096;东南大学交通学院,江苏南京 210096;武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉 430081【正文语种】中文【中图分类】U416.217汽车行经积水路面,流体在轮胎与路面之间起到润滑和隔离作用,引起轮胎与路面部分脱离,减弱轮胎路面附着性能,造成轮胎制动与转弯性能的下降.当汽车行驶速度到达临界值,动水压力增大至完全托起轮胎,轮胎路面脱离接触,汽车行驶操纵稳定性受到极大干扰.前者为部分滑水现象,后者为完全滑水现象,临界的汽车行驶速度即临界滑水速度.目前对滑水的研究主要聚焦在完全滑水上,为了求解不同条件下临界滑水速度,并定量分析多种因素对临界滑水速度的影响,国内外学者进行了大量试验研究、解析计算和数值模拟.NASA率先进行光滑轮胎现场滑水试验[1],并总结得到临界滑水速度和轮胎内压的经典经验公式;在此基础上,Horne[2]、Gengenbach[3]和Gallaway[4]等开展的一系列轮胎滑水试验考虑了轮胎类型、水膜厚度和路面纹理等因素的影响,对公式进行了修正;季天剑等[5]基于弹流润滑理论求解了轿车轮胎动力滑水临界速度;作为轮胎滑水数值模拟工作的代表,Fwa等[6-8]分析了轮胎临界滑水速度和水泥路面刻槽、沥青路面纹理、路面车辙深度之间的关系.实际上,在湿滑路面上行驶,司机通常会采取谨慎的驾驶行为,汽车行驶速度往往不会很高,即汽车轮胎处于部分滑水状态[9].此时,由于轮胎路面接触面积减少,附着力下降,交通事故发生的概率也会大大增加.部分滑水已逐渐引起人们足够的重视,为揭示部分滑水现象发生时轮胎路面作用机理,现场试验[10]和有限元分析方法[11]成为主要研究方法.然而,现场试验普遍费用高,得到的数据准确度不高.另外,现有的部分滑水有限元研究缺乏对轮胎花纹、充气压力、ABS控制的总体考虑,同时,研究结果大多是对轮胎滑水过程的定性描述,缺乏定量数据以指导工程实际.因此,有必要对轮胎部分滑水过程精确建模,确定部分滑水过程中胎路相互作用.探究部分滑水情况下,轮胎路面抗滑性能衰减状况,有助于确保车辆行驶稳定性[12],对建设部门路面面层材料选择、交管部门交通速度管制、雨天司机驾驶策略决断具有极强的指导意义.本文利用三维有限元分析方法,分别建立了175-70-R15充气花纹轮胎模型、水膜模型,并基于耦合欧拉-拉格朗日法,建立充气花纹轮胎滑水有限元模型.模拟计算了部分滑水情况下,随着轮胎速度的增加,汽车轮胎受力状态变化,并分析了轮胎所处运动状态对部分滑水过程的影响.1 充气花纹轮胎滑水有限元模型1.1 三维轮胎有限元模型在轮胎路面滑水有限元模拟中,最重要的组成部分是轮胎模型,本文采用175-70-R15充气花纹轮胎模型作为研究对象.在构筑三维花纹轮胎模型并模拟充气、加载、滚动的过程中,主要考虑胎体、轮辋、路面3个主要部件.考虑轮胎滚动过程中轮辋与路面的小变形特征,其中轮辋与路面均由刚性面构成,胎体则考虑橡胶和帘线-橡胶的复合材料.首先在AutoCAD中建立轮胎截面的二维几何模型,网格划分后导入ABAQUS并赋予材料参数.对于橡胶材料,采用Yeoh模型[13]描述材料的超弹性材料特性,对于含有加强筋材的复合材料,使用嵌入Rebar单元的面单元模拟这种复合材料,并设置好Rebar层的初始角度、截面积和加强筋间距.轮胎各材料组成如图1所示,具体的材料参数获取方法及取值见文献[14].图1 轮胎横截面图Fig.1 Cross section of tire profile轮胎的纵横向花纹构造对其滑水性能存在巨大影响,因此在轮胎滑水有限元分析中,必须对轮胎花纹进行考虑.如图2所示,首先将二维模型旋转一定角度,将在CATIA中建立好的花纹贴片固结在部分三维轮胎模型表面,形成带花纹的部分三维轮胎模型.轮胎选用的花纹包含纵向沟槽和横向花纹两部分,纵向沟槽的宽度分别为5.5 mm和6.5 mm.然后将此部分三维轮胎进行旋转阵列,最终得到带表面花纹的三维有限元轮胎模型.在模拟中,建立轮胎的尺寸与实际尺寸相同.建立的三维充气花纹轮胎部分滑水模型中包括1 115 576个节点,其中轮胎部件包括734 156个节点,水膜模型中包括381 420个节点.图2 部分三维轮胎Fig.2 Partial three dimensional tire轮胎的精确建模是轮胎滑水分析的基础,在轮胎处于工作状况时,轮胎滚动大变形引起几何非线性,橡胶帘线材料复合造成物理非线性,轮胎路面呈现接触非线性,这种复杂的三维非线性有限元模型的建立需要对其准确性进行评估与验证[15].在模型建立后,针对轮胎径向、侧向、纵向、扭转及包覆进行虚拟刚度试验,并与轮胎五刚试验机得到的数据进行对比.轮胎的径向、侧向、纵向刚度试验,固定轮辋,分别通过轮胎底面刚性板施加荷载,测量加载过程中刚性板位移.轮胎的包覆刚度试验,采用带有表面凸起的刚性板径向加载.轮胎的扭转试验,固定轮辋,绕对称轴旋转刚性板,记录旋转过程中轮胎所受力矩和对应的扭转角.在模拟轮胎径向刚度试验中,需要固定轮辋,通过轮胎底面刚性板施加荷载,模拟结束后,通过后处理,将轮胎-刚板接触面上轮胎节点的应力(CPRESS)输出,绘制得到轮胎接地印痕,如图3所示.通过图4,全面对比轮胎虚拟五刚特性曲线与实际五刚特性测试数据,验证了本文所建立的的三维有限元轮胎模型的精确性.1.2 欧拉流体水膜模型通过ABAQUS/CAE建立水膜模型,模型由空单元、水单元构成,空单元用来表征轮胎冲击作用下水膜的可能流经范围.为避免过于复杂的水膜建模,并减少计算复杂度,本文采用水流冲击轮胎表面的水流模型.现实中,轮胎高速滚过积水路面,水膜覆盖整个道路表面,模拟中采用高速水流冲击代替此过程.如图5所示,通过欧拉边界条件的指定,使得水流从图中所示水流入口进入,流经整个水膜模型后从对面一侧冲出.横向距离/mm图3 轮胎接地印痕Fig.3 Footprint at tire pavement interface位移/mm图4 轮胎刚度试验Fig.4 Tire stiffness test图5 欧拉流体水膜模型Fig.5 Water film model of Euler element求解水膜在轮胎高速转动冲击下的力学响应和水流特性,主要包括2种基本方法:用计算流体力学的方法描述粘性流体随时间而变得非定常运动,通过求解纳维-斯托克斯方程得到流场的离散化定量表述,从而预测流体运动规律;用状态方程形式描述水流的冲压特性,通过求解冲击影响下液体质点运动方程获得水体动力响应.考虑轮胎高速冲击作用下水膜高速流动特性,结合状态方程在模拟冲击、爆炸等方面的优越性,对于这种凝聚态的液体材料冲击高压问题的探究,采用固体形式的高压状态方程.本文使用Mie-GRUNEISEN状态方程,描述水流的密度与压力之间的关系,冲击曲线的一般形态如图6所示,其基本形式为:Γ0ρ0Em(1)式中:p为水流受到的压力;pH为Hugoniot冲击压力;Γ0为材料常数;η=1-ρ0/ρ,ρ0为水体初始密度,ρ为水体受冲击作用后的密度;Em为水的比内能.图6 标准的Hugoniot冲击曲线Fig.6 Standard Hugoniot impact curve假定水体中冲击波速US与质点速度Up之间为线性关系:US=c0+sUp(2)式中:c0为常温常压下水中声速;s为材料常数.同时由质量守恒定律和动量守恒定律,水体中存在式(3)、式(4)所示的冲击波关系式:ρ0US=ρ(US-Up)(3)ρH=ρ0USUp(4)结合式(2)~(4),水体Hugoniot冲击曲线可用以下关系式进行拟合:(5)从而得到Mie-Gruneisen状态方程的表达形式:Γ0ρ0Em(6)利用以上推导得到Mie-Gruneisen状态方程一般形式,结合水体受冲击作用的Hugoniot试验数据[16],如图7所示,拟合材料参数s与Γ0.最终本文选用的Mie-GRUNEISEN状态方程材料参数如表1所示.密度ρ/(g·cm-3)图7 水的拟合Hugoniot冲击曲线Fig.7 Hugoniot impact fitting curve of water表1 Mie-Gruneisen状态方程参数Tab.1 Parameters of Mie-Gruneisen equation of state材料ρ0/(kg·m-3)c0/(m·s-1)sΓ0水998.2031 4801.921.21.3 耦合欧拉-拉格朗日法滚动轮胎受到地面与动水压力作用产生较大应力应变,轮胎与水流呈现复杂的耦合动力变形.这种复杂的动力流固耦合问题需要选择合适的网格与单元划分技术,以提高模拟的准确性并减少计算的复杂度.耦合欧拉-拉格朗日法在解决这方面问题上天然具有优越性,通过耦合欧拉-拉格朗日法,将一个流体力学问题进行拆解,就变成了一个流体力学问题和固体力学问题,设置成相同的坐标、合适的流-固接触面以及相同的求解步就可以在耦合面上完成参数传递,由此完成模型计算复杂度的简化.如图8所示,在ABAQUS中的显式动力分析模块中进行滑水分析,使用耦合欧拉-拉格朗日技术[14]进行网格划分,即在此过程中轮胎模型和流体模型分别使用拉格朗日单元和欧拉单元进行表示.对于拉格朗日单元,材料附于网格上,物质的形状变化与有限元网格的形状变化保持完全一致.对于欧拉单元,网格保持不变,材料在一个固定的计算域中自由移动.拉格朗日单元和欧拉单元之间的接触使用广义接触进行定义,使得拉格朗日单元表面与欧拉单元表面能够进行有效接触.对于两者之间的耦合,按照如下步骤进行:①根据水流体积分数求解水流自由液面并确定轮胎与水流的接触面;②根据动力学方程和边界条件求解轮胎各物理量;③通过求解得到的轮胎各物理参量更新水流的边界条件和物理参量,更新水流的体积分数函数;④更新接触面各物理参量,更新轮胎边界条件.以上轮胎与流体间物理参量的传递通过加权余量法完成,重复以上步骤直至计算收敛.(a)CEL模型界面(b)CEL变形图图8 用于轮胎滑水的CEL方法Fig.8 CEL method used in tire hydroplaning simulation2 模拟结果与验证通过以上步骤,如图9所示,建立了175-70-R15充气花纹轮胎滑水模型,并通过VOF液面追踪技术观察到汽车滚动行经有水路面时的水花四溅效果(图10).在进行轮胎滑水数值仿真过程中,为模拟轮胎在有水路面上的滚动过程,将轮胎的运动分为两部分,即轮胎绕轴心的旋转速度rω和轮胎轴心处相对地面向前运动的直线速度V,后者使用路面反方向的角速度代替.ω为转动角速度,r为轮胎轴心离地面距离即轮胎的转动半径.轮胎的驱动、制动、滚动过程,通过控制rω和V来实现.在本文的模拟分析中,轮胎充气压力和轮轴荷载固定为240 kPa和3 922 N.图9 轮胎滑水模型Fig.9 Tire hydroplaning model图10 轮胎滑水云图Fig.10 Tire hydroplaning contour汽车轮胎从纯滚动到抱死拖滑的制动过程是一个渐进的过程[17],为了评价汽车车轮滑移成分所占比例的多少,使用滑移率S进行表示:S=(V-rω)/V×100%(7)基于建立的三维轮胎滚动有限元模型,固定竖向荷载,通过控制不同滑移率,模拟在汽车制动过程中车轮所受到的纵向附着力.从图11中可以看出,当地面对车轮法向作用力一定时,滑移率在15%左右时,制动纵向附着系数最大,意味着车轮与路面之间的附着力达到最大,此时的制动效果最好,这就是ABS防抱死系统能够使得汽车刹车距离最短的原理.基于建立的充气花纹轮胎滑水模型,设定水膜厚度为10 mm,控制轮胎滑移率处于ABS控制区范围的情况下,将轮胎滑水速度从0 km/h逐渐提高,直至轮胎完全被水流托起.如图12所示,记录在此过程中轮胎-路面接触面上的竖向接触力、水流提供的竖向托举力,并与无水膜状态下的轮胎路面接触力进行比较.观察发现,在部分滑水过程中,随着轮胎行驶速度的增加,轮胎路面接触力逐渐增大,水流托举力逐渐减小.当轮胎行驶速度增大到79.2 km/h时,路面接触力达到最大值,水流托举力变为0,此时轮胎与路面完全脱离接触,处于完全滑水状态.滑移率S/%图11 附着系数和滑移率的关系Fig.11 Friction coefficient and slip ratio轮胎行驶速度/(km·h-1)图12 干湿路面上速度与力的关系Fig.12 Force and speed on dry and wet pavement如图13所示,观察水流冲击轮胎沟槽流迹,记录轮胎滚动速度分别为20 km/h、40 km/h、60 km/h和80 km/h时的部分滑水水膜流迹分布.图中颜色的深浅表征对应单元内流体体积分数,最深色表示该单元完全被流体充满,白色表示该单元为空.随着轮胎行驶速度的提升,轮胎-路面接触面积逐渐减小,水流覆盖面积逐渐增大,同时轮胎对水面的影响范围逐渐减小.与图12中状态A、状态B、状态C对比,不同速度下水流流迹变化与轮胎路面接触力变化存在高度一致性.可以认为,本文建立的三维充气花纹轮胎滑水模型在模拟部分滑水状态下是可行的.同时,采用NASA经验公式中计算得到的轮胎滑水临界速度作为初始速度,逐渐改变轮胎滚动速度,使得轮胎行经水膜路面时竖向接触力刚好为零,将这一速度视为沥青路面轮胎滑水模型模拟得到的临界滑水速度.将NASA经验公式计算得到的滑水速度和模拟得到的滑水速度绘制于图14中.当轮胎充气压力为100 kPa时,模拟与计算得到的滑水速度分别为70 km/h和63.6 km/h;当轮胎充气压力为250 kPa时,模拟与计算得到的滑水速度分别为107.6 km/h和100.56 km/h.模拟的偏差分别为10.01%和7%,这种偏差的产生源于轮胎花纹.可以认为,本文建立轮胎滑水模型的模拟结果具有一定精确性.图13 不同速度下部分滑水水膜流迹Fig.13 Water flow trace with different speed轮胎充气压力/kPa图14 2种方法得到的滑水临界速度Fig.14 Critical tire hydroplaning speed in two methods3 分析与讨论轮胎行经积水路面,受到水膜提供的竖向托举力,竖向托举力的大小表征了水膜对轮胎路面接触的阻碍,是衡量部分滑水发生程度的重要指标.同时,在轮胎行驶方向,轮胎还受到路面提供的纵向附着力和水流提供的纵向拖拽力,两者之和构成总附着力,探究轮胎行驶总附着力的大小,为计算轮胎加速、制动、转弯时的运动状态提供依据.因此,下面选取部分滑水过程中轮胎受到的竖向托举力、路面附着力、水流拖拽力和总附着力为研究对象,分析水膜厚度和轮胎运动状态对轮胎部分滑水过程的影响.3.1 水膜厚度对部分滑水性能的影响设定水膜厚度分别为0.5 mm、2 mm、5 mm和10 mm,控制处于ABS状态下的轮胎从0 km/h逐渐提速直至进入完全滑水状态.记录部分滑水过程中流体对轮胎的竖向托举力,以及部分滑水过程中路面提供给轮胎的纵向附着力,绘于图15和图16中.轮胎行驶速度/(km·h-1)图15 不同水膜厚度下水流竖向托举力Fig.15 Water lifting force with different water film thickness通过对图15和图16的观察发现,随着水膜厚度的增加,轮胎行驶过程中受到的水流竖向托举力大大增加,受到的路面纵向附着力大大减小,并且更早地进入完全滑水状态.水膜厚度从0.5 mm增加到10 mm时,对应的临界滑水速度从126.6 km/h减小到79.2 km/h,速度80 km/h对应的路面附着力从1 937.94 N减小到0.同样地,记录部分滑水过程中水流对轮胎施加的纵向拖拽力和轮胎受到的总附着力,绘于图17和图18.如图17所示,随着轮胎行驶速度的增加,轮胎受到的水流纵向拖拽力大幅增加,同时随着水膜的增厚,这种增加趋势更加明显.当轮胎行驶速度为120 km/h时,对应于水膜厚度分别为0.5 mm、2 mm、5 mm和10 mm的水流拖拽力分别达到142.4 N、246.2 N、505.9 N和1126.5 N.随着水膜厚度的增加,轮胎行驶速度的增大,轮胎受到的水流纵向拖拽力变得不容忽视.如图18所示,轮胎受到的总附着力是由轮胎受到路面的纵向附着力和水流的纵向拖拽力的总和,考虑了2种力的叠加后,轮胎的总附着力的变化相比路面的纵向附着力的变化更加平缓.当水膜厚度从0.5 mm增加到10 mm时,轮胎受到的总附着力从425.5 N增加到1 949.4 N.轮胎行驶速度/(km·h-1)图16 路面纵向附着力Fig.16 Longitudinal force of pavement轮胎行驶速度/(km·h-1)图17 水流纵向拖拽力Fig.17 Longitudinal water drag force轮胎行驶速度/(km·h-1)图18 总附着力Fig.18 Total force in the longitudinal direction3.2 水流竖向托举力预估公式通过充气花纹轮胎滑水的有限元分析,确定了部分滑水过程中轮胎的受力状况.但是对轮胎的分析只是积水路面车辆抗滑分析的基础工作,通过在CarSim/Simulink进行整车滑水分析,可以建立路面抗滑与汽车加速、转弯、制动、变道的联系.为了将有限元软件中计算得到的轮胎部分滑水计算结果导入整车多体动力学软件中,需要对计算结果进行公式化.由于部分滑水过程中竖向托举力的大小是衡量部分滑水发生程度的主要指标,也是工程人员主要关心的物理量,下面力求建立水流竖向托举力的预估公式.汽车滑水在固定轮胎充气压力和轮轴荷载的情况下,轮胎部分滑水过程中水流竖向托举力的大小仅和水膜厚度和行驶速度有关.假定竖向托举力F与水膜厚度h和轮胎行驶速度v存在指数关系.通过对图14中的曲线进行回归,得到式(8),回归曲线拟合的R2为0.96,由此得到的式(8)可以用于预测部分滑水过程中轮胎受到的水流竖向托举力变化.F=0.285h0.313v2.01(8)3.3 轮胎运动状态对部分滑水性能的影响基于文中所述的充气花纹轮胎滑水模型,设定水膜厚度为10 mm, 轮胎滑水速度从0 km/h逐渐提高直至进入完全滑水状态.在此过程中,首先将轮胎设定为ABS 控制状态,即滑移率固定为17.5%;然后,将轮胎设定为自由滚动状态,在此过程中轮胎滚动的角速度与线速度符合V=rω的关系.对于两种情况,分别记录轮胎部分滑水状态下受到水流竖向托举力的变化,绘于图19.通过对两种情况下水流竖向托举力变化的分析发现,在轮胎处于低速运行状态时(V<35 km/h),轮胎所处运动状态的不同对所受到的水流竖向推举力基本没有影响.当轮胎运行速度较高时(V>35 km/h),处于ABS控制下的轮胎受到的竖向托举力明显要大于处于自由滚动状态下的情况,这一趋势随着轮胎行驶速度的提高更加明显.通过对轮胎进入完全滑水状态的临界速度分析发现,ABS控制下的轮胎的临界滑水速度(79.2 km/h)显著小于自由滚动状态的临界滑水速度(88.1 km/h).这一现象表明,轮胎处于刹车状态时,更容易进入完全滑水状态.轮胎行驶速度/(km·h-1)图19 不同轮胎运动状态下水流竖向托举力Fig.19 Water lifting force under different tire motion conditions4 结论本文建立的轮胎滑水有限元模型由175-70-R15充气花纹轮胎模型和水膜模型组成,基于耦合欧拉-拉格朗日法,模拟了轮胎部分滑水过程,得到如下结论:1)随着水膜厚度的增加,轮胎行驶过程中受到的水流竖向托举力大大增加,受到的路面纵向附着力大大减小,并且更早地进入完全滑水状态.水膜厚度从0.5 mm增加到10 mm时,对应的临界滑水速度从126.6 km/h减小到79.2 km/h,速度80 km/h对应的路面附着力从1 937.94 N减小到0.2)随着轮胎行驶速度的增加,轮胎受到的水流纵向拖拽力大幅增加,同时随着水膜的增厚,这种增加趋势更加明显.当轮胎行驶速度为120 km/h时,对应于水膜厚度分别为0.5 mm、2 mm、5 mm和10 mm的水流拖拽力分别达到142.4 N、246.2 N、505.9 N和1 126.5 N.3)在固定轮胎充气压力和轮轴荷载的情况下,本文得到竖向托举力与水膜厚度和轮胎行驶速度的指数关系式,可以用于预测部分滑水过程中轮胎受到的水流竖向托举力变化.4)在轮胎处于低速运行状态时,轮胎所处运动状态的不同对所受到的水流竖向托举力基本没有影响.当轮胎运行速度较高时,处于ABS控制下的轮胎受到的竖向托举力明显要大于处于自由滚动状态下的情况,这一趋势随着轮胎行驶速度的提高更加明显.轮胎处于ABS状态时,更容易进入完全滑水状态.参考文献【相关文献】[1] HORNE W B, JOYNER U T. 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三角轮胎215-55r18th202评价
三角轮胎215-55r18th202评价三角轮胎215-55R18TH202在性能方面表现出色。
这款轮胎具有出色的抗滑性能。
它在湿地路面上的抓地力很强。
轮胎的胎噪表现非常低。
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215-55R18TH202的操控响应灵敏。
轮胎的寿命较长。
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这种轮胎的展弯性能非常优秀。
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这款轮胎的抗振动性能较好。
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高速公路路面抗滑性能研究
高速公路路面抗滑性能研究高速公路作为现代交通中不可或缺的一部分,对路面抗滑性能的要求变得越来越高。
路面的抗滑性能直接关系到行车安全和用户的出行体验。
因此,对高速公路路面抗滑性能的研究变得尤为重要。
首先,了解什么是路面抗滑性能。
路面抗滑性能是指车辆在路面上行驶时,对路面摩擦力的要求。
地面的滑动阻力主要由物理摩擦以及路面材料与车辆轮胎之间的摩擦力提供。
在高速公路上,路面抗滑性能需要具备较高的抗摩擦能力,以保证行驶的稳定性和安全性。
一种常见的改善路面抗滑性能的方法是使用高摩擦系数材料。
这些材料通常使用特殊的骨料和填料进行配制,以提供更大的摩擦力。
这种材料通常用于坡度较大或曲线较多的路段,因为在这些地方减速、加速和转向时,车辆与路面的相对运动速度较大,需要更高的抗滑性能。
除了材料选择,路面的纹理设计也对抗滑性能起着重要作用。
合理的纹路可以增加路面与车辆轮胎间的摩擦力,提高抗滑性能。
常见的纹路设计包括横纹、纵纹和斜纹等。
根据不同路面和气候条件,选择合适的纹路设计可以有效提高车辆行驶的稳定性。
此外,路面抗滑性能还与路面状况、湿度等环境因素密切相关。
例如,雨天时路面的湿润度会显著影响车辆的抗滑性能。
当水分进入轮胎与路面之间,会形成水膜降低摩擦力,从而影响行车安全。
因此,对于高速公路来说,设备和措施的选择应该根据不同环境条件进行调整,以提供更好的抗滑性能。
在研究高速公路路面抗滑性能的过程中,有一个重要的指标是附着系数。
附着系数是用于衡量路面抗滑性能的一个量化指标。
它与路面摩擦力的大小直接相关。
通过对不同环境、不同材料进行试验和模拟,可以得到不同条件下的附着系数数据,进而评估路面的抗滑性能。
最后,高速公路路面抗滑性能的研究还需要充分考虑交通流量和速度等因素。
高速公路是车辆密集的地方,尤其是在高峰时段。
因此,需要根据实际的交通流量和车速情况,综合考虑车辆的加速、减速和变道等操作,以确定合适的路面抗滑性能要求。
综上所述,高速公路路面抗滑性能的研究是一个复杂而重要的课题。
汽车轮胎的防水和防滑性能评估
汽车轮胎的防水和防滑性能评估随着汽车产业的快速发展,轮胎作为汽车的重要组成部分,对于行车安全和性能起着至关重要的作用。
其中,防水和防滑性能是轮胎设计中不可忽视的关键因素。
本文将从防水和防滑性能的重要性、评估方法以及市场需求等方面进行探讨。
一、防水和防滑性能的重要性防水和防滑性能是轮胎在不同路况下保持稳定行驶的关键因素之一。
在雨天和湿滑路面上,轮胎的防水性能能够有效排水,减少水花飞溅,提高车辆的稳定性和减少制动距离。
而防滑性能则能够增加轮胎与地面的摩擦力,提高车辆的抓地力,减少打滑现象,提高行车安全性。
二、防水和防滑性能的评估方法1. 防水性能评估防水性能主要通过轮胎的排水性能来评估。
常用的评估方法包括轮胎排水槽的设计、排水槽的深度和宽度等。
排水槽的设计需要考虑到水的流动性和排水速度,以确保在雨天行驶时,轮胎能够迅速排除水分,保持与地面的良好接触。
2. 防滑性能评估防滑性能评估主要通过轮胎的抓地力来衡量。
常用的评估方法包括湿地面上的制动距离测试、湿地面上的加速性能测试以及湿地面上的操控性能测试等。
这些测试能够模拟真实道路上的湿滑情况,通过测量制动距离、加速时间和操控稳定性等指标,评估轮胎在湿滑路面上的性能表现。
三、市场需求和消费者关注点随着人们对行车安全性的重视,消费者对汽车轮胎的防水和防滑性能要求越来越高。
特别是在雨天或者湿滑路面上行驶时,消费者更加关注轮胎的排水性能和抓地力。
他们期望轮胎能够提供更好的操控稳定性,减少打滑现象,提高行车安全性。
另外,市场对于环保性能的要求也在不断提高。
一些消费者希望轮胎能够降低排水槽对环境的污染,减少对道路的破坏。
因此,轮胎制造商需要在提高防水和防滑性能的同时,注重环保性能的提升,以满足市场需求。
四、创新技术和发展趋势为了满足市场需求,轮胎制造商不断进行技术创新,提升轮胎的防水和防滑性能。
目前,一些新型材料的应用和结构设计的改进成为发展的重点。
在材料方面,一些制造商开始采用新型的橡胶材料,以提高轮胎的抓地力和耐磨性。
汽车滑水现象分析及影响因素探讨
汽车运用与维修1 什么是滑水现象以及积水路面的注意事项滑水现象当高速行驶的汽车经过有积水层的路面时,就可能会发生滑水现象。
当轮胎在水膜覆盖的路面上高速行驶时,由于流体的压力使轮胎上浮的现象称为“滑水现象”。
如果滑水现象一旦发生,就是很危险的。
出现滑水现象的起始车速与路面结构、积水深度、轮胎气压、载荷、沟槽花纹形式和磨损程度等因素有关。
(1)速度越高其发生滑水的可能也就越高。
(2)积水越深,越容易产生滑水现象。
(3)轮胎载荷及结构将直接影响着汽车对地面的附着能力。
轮胎垂直载荷增大后,侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大;轮胎充气压力对侧偏刚度也有显著影响,气压增加,侧偏刚度增大;同时轮胎花纹的排水能力也非常重要,磨损后的轮胎更加危险。
(4)部分滑水虽然不会使轮胎完全失去转向控制,但是由于轮胎与路面的接触面积减少,附着力下降较多,很容易发生侧滑,引起交通事故。
避免滑水现象的措施:1)在有水层路面上行驶时,降低行使车速,绝不能超速行驶;2)改善轮胎结构,增强附着能力和排水能力;3)加强驾驶员安全教育,遇到积水路面不可麻痹大意。
滑水现象可以说是最不容易引起重视的,但却是极为危险的车祸因素。
应该引起设计人员和驾驶人员的足够重视。
积水路面行车注意事项1. 当行驶到积水路段时,如果想要通过,首先需要判断积水深度,特别是深槽路段,在没有了解积水深度时,请勿盲目通过。
2.当积水路面的水位大约高于轮胎的1/2时,请勿冒险直接通过(指轿车),因为在车辆通过时,涌起的水浪可能会高出发动机的进气口,变速箱的排气孔,大灯,雾灯,喇叭等部件,导致内部进水损坏或工作异常。
3. 市区内如果要通过较长的积水路段时(如三环路或四环路的低洼路段),建议将发动机转速保持在中低转速,档位置于一挡位置,慢速通过。
尽量不要以较高的车速或发动机以高转速强行通过。
因为车速过快会冲起水浪,导致车辆进水。
发动机保持高转速时,发动机进气口的吸力会很大,如果水位高于发动机的进气口,气缸内就会吸入大量的水,在发动机高速运转的惯性下,会使连杆弯曲,断裂,严重时甚至会使缸体桶漏,造成严重的损失。
轮胎打滑的原因和安全应对措施
轮胎打滑的原因和安全应对措施轮胎打滑是指车辆在行驶过程中,由于路面湿滑、积水、急转弯等原因导致车轮与地面之间的黏附力不足,造成车辆失去控制的情况。
轮胎打滑不仅给驾驶员带来安全隐患,也可能给其他道路使用者带来危险。
因此,了解轮胎打滑的原因和采取适当的安全应对措施是每位驾驶员都应该掌握的常识。
一、轮胎打滑的主要原因1. 路面湿滑:湿滑的路面是造成轮胎打滑的主要原因之一。
在雨天或积水路段,水会形成一层薄薄的液体膜,降低轮胎与地面的摩擦力,从而导致车轮打滑。
2. 轮胎磨损:磨损严重的轮胎会减少与地面的黏附力,使车轮易于打滑。
例如,胎纹过浅或胎面硬化都会影响轮胎的抓地性能。
3. 高速行驶:在高速行驶时,轮胎与地面之间的黏附力会受到影响。
当车辆经过弯道或转弯时,由于离心力的作用,轮胎可能会失去与地面的接触,导致打滑。
4. 过度加速或制动:急加速或急制动会导致车轮与地面的黏附力骤减,使车辆容易失控。
特别是在雨天或路面湿滑的情况下,过度加速或制动更容易引发轮胎打滑。
5. 不适当的胎压:轮胎的胎压过高或过低都会对其抓地力产生不良影响。
当轮胎胎压过高时,轮胎与地面的接触面积减小,抓地力减弱;而胎压过低则会使轮胎变形,同样减少抓地力。
二、安全应对措施1. 维持良好的轮胎状态:定期检查轮胎磨损情况,确保胎纹深度符合要求。
若轮胎磨损严重,应及时更换。
此外,保持适当的胎压也是很重要的。
可以参考车辆制造商提供的建议胎压,定期检查并补充胎压,确保轮胎正常运行。
2. 提前减速和制动:在遇到急弯、湿滑路面或减速带时,驾驶员应提前减速,并采用缓慢制动的方式下降车速。
这样可以减少轮胎打滑的风险,并提高车辆的稳定性。
3. 平稳驾驶:遇到湿滑或积水路段时,驾驶员应尽量避免急转弯或急加速。
保持平稳的驾驶风格,轻踩刹车和油门,有助于保持轮胎与地面的黏附力。
4. 使用适合的轮胎:在不同的环境中,选择适合的轮胎类型可以降低轮胎打滑的风险。
例如,在雨天或雪天,可以选择具有良好排水性能的轮胎,以提高抓地力。
改善轮胎滚动阻力和防滑能力的分析
科学技术创新2021.07(b)APFC 电路扰动后输出电压波形图5APFC 电路输入、输出波形(0.4s 加载)制参数下的输入电流波形是严格的正弦波,功率因数得到提高,谐波含量大大减少,整体满足指标要求。
参考文献[1]路秋生.功率因数校正技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2006.[2]F.A.Huliehel ,F.C.Lee ,and B.H.Cho.Small-Signa1Modeling of the Single -Phase Boost High Power Factor Converter with Constant Frequeney Control.PESC'92,1992:475-482.[3]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2000.[4]林渭勋.现代电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2006[5]杨旭,裴云庆等.开关电源技术[M].北京:机械工业出版社,2004.[6]楼顺天.Matlab 程序设计语言[M].西安:西安电子科技大学出版社,1997.[7]张崇巍,张兴.PWM 整流器及其控制[M].北京:机械工业出版社,2005.[8]F.A.Huliehel ,F.C.Lee ,and B.H.Cho.Small -Signa1Modeling of the Single -Phase Boost High Power Factor Converter with Constant Frequency Control.PESC'92,1992:475-482.[9]王兆安,杨君.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,2004.[10]周志敏等.开关电源功率因数校正电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社,2004.(a)APFC 电路扰动后输入电压、电流波形改善轮胎滚动阻力和防滑能力的分析Analysis of improving rolling resistance and skid resistanceof tire吕飞跃吴晨昊樊高飞(东北林业大学交通学院,黑龙江哈尔滨150040)现如今节能减排的发展理念已经得到大家普遍的认同,人们在选购汽车时也越来越关注汽车的燃油经济性表现。
道路抗滑车辙技术的研究与应用
道路抗滑车辙技术的研究与应用道路在交通运输中具有重要的作用,但是在城市化进程快速发展的今天,由于大量车辆的行驶和天气等自然因素,道路表面的滑动性能受到很大的影响,给交通带来很多不便,甚至还会因此造成交通事故。
为了解决这个问题,道路抗滑车辙技术得到了广泛的研究与应用。
一、道路抗滑车辙技术的研究1. 抗滑车辙技术的定义道路抗滑车辙技术是指通过改变道路表面的结构和材料等方式,提高道路表面的摩擦系数或减少车轮产生的负向力矩,从而降低车辆行驶时在道路表面形成的车辙深度和压实度,减轻交通拥堵和事故隐患,提高道路使用寿命。
2. 抗滑车辙技术的发展历程随着车辆规模的不断扩大和道路的不断修整,道路的抗滑车辙技术也在不断发展。
20世纪60年代中期,美国研究人员提出了减少车轮轮纹和加宽车轮距离等措施,但效果并不显著;20世纪70年代初,开始使用了磨耗料、聚合物增强料等道路材料,但成本高、效果不稳定;20世纪80年代初至90年代中期,出现了新型修筑和养护设备,如机械表面处理车、挖掘车等,以及新型道路材料,降低了成本,提高了效率,但仍有改进的空间。
3. 抗滑车辙技术的分类按照应用的场合和目的,道路抗滑车辙技术可以分为表面处理技术、路基改良技术、车轮改良技术三种。
(1) 表面处理技术:包括摩擦系数改良型道路(又称磨耗面道路)、轮辙沟处理型道路、斜纹石铺设型道路等。
(2) 路基改良技术:包括砂垫层、碎石层、砂质土改良等。
(3) 车轮改良技术:包括改良后轮胎、水平轮轮胎、新型轮辋等。
二、道路抗滑车辙技术的应用1. 抗滑车辙技术在城市交通中的应用城市交通中,车辆密集度大、车速低,雨雪等天气因素的影响也较大,抗滑车辙技术的应用尤为重要。
通过表面处理、路基改良等技术手段,可以有效减少路面车辙深度和压实度,提高道路使用效率,减少交通拥堵和事故隐患,提高城市交通通行效率。
2. 抗滑车辙技术在高速公路中的应用高速公路的车速较快,路段长,道路结构和材料要求更高,抗滑车辙技术也更为发达。
高速公路竣工验收抗滑标准分析
“微凸体”存在。路面纹理构造特征包含
擦系数和构造深度。摩擦系数指集料表
宏观构造与微观构造,微观构造就是路
面的粗糙程度,随车轮的反复磨耗作用
面集料表面的水平方向 0~0.5mm、垂
逐 渐 被 磨 光 ,和 磨 光 值 (PSV)有 主 要 关
直方向 0~0.2mm 的微小构造,微观构
工验收及竣工验收两次质量鉴定,其中
道平均值为 60.1,衰减-10.5;第二车道
高速公路的表面层沥青均采用改性
进行分析,各选取路段情况见表 2,各路
平均值为 58.2,衰减-12.4;第三车道平
沥青,石料均采用玄武岩,新建路面通车
段横向力系数汇总结果见表 3、表 4。
均值为 56.8,衰减-11.9。
前检测的横向力系数一般均高于设计要
711
70.6
69.4
58.2
-1.2
-11.2
-12.4
第三车道
708
68.7
66.6
56.8
-2.1
-9.8
-11.9
滨保高速
滨保高速
14 年
结构维修
路段
滨保高速
滨保高速
滨保高速
滨保高速
16 年
结构维修
路段
滨保高速
滨保高速
滨保高速
滨保高速
17 年
结构维修
路段
滨保高速
滨保高速
滨保高速
滨保高速
滨保高速
系 。 当 汽 车 的 速 度 为 30~50km/h 时 ,
造密度及距离影响路面摩擦阻力,密度
沥青路面抗滑性能是其中重要的验收指
其对路面抗滑性能起着决定作用;构造
越大,路面与轮胎接触的点越多,轮胎在
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胎 变形 所 形成 的 阻力 。图 I为 天 晴 时 , 汽车 在 良好 路 段上 行 驶时 轮胎 与路 面 的接触 形状 。
当大 。交 通 事故 的产 生对 汽 车技术 使用 特别 是 对汽 车与 路 面接触 的 轮胎 提 出 了更 高 的要求 。
汽 车 在高 速 公 路 上行 驶 , 要 求 轮 胎 与 路 面保 持
总第 1 5 6期
2 1
高 速 公 路 抗 滑水 轮 胎 使 用分 析
黄敏 雄
( 株 洲 职 业 技 术 学 院 ,湖 南 株 洲 4 1 2 0 0 1 )
摘要: 汽 车 通 过 高速 公 路 积 水 区时 会 发 生滑 水 现 象 , 其 危 害 相 当严 重 。文 中 分 析 了 高 速 公 路 行 车对 轮 胎 的使 用 要 求 ; 通过对 汽车滑 水现 象产生机理 的分析 , 提 出 了汽 车 轮 胎 的 合 理 选 择 及 安
车 轮滑 动 时 才 0 . 0 7 。轮 胎 的 附着 性 能 直 接影 响轮 式 车辆 的 安 全 操 作 性 能 。 汽 车 轮 胎 在 路 面 上 滚 动 时, 需 克服 滚动 阻 力 、 迎风阻力、 上 坡 阻力 及 加 速 阻
力 后才 能 正常行 驶 , 其 中滚 动 阻 力 是 由于路 面 及 轮
公
全 使 用措 施 , 避 免 高速 公 路 行 驶 时 产 生 滑 水 现 象
关 键 词 :汽 车 ;高速 公 路 ;滑 水 ; 轮 胎
中图分类号 : U4 6 3 . 3 4 1
文献标 志码 : A
文章 编号 : 1 6 7 1 —2 6 6 8 ( 2 0 1 3 ) 0 3 -0 0 2 1 -0 4
积水存 在 , 路 面 与 轮胎 的 附着 性 能 将 骤然 下 降 。研 究表 明 : 良好 、 干 燥 的水 泥砼 或 沥青 路面 附着 系数最 大, 其峰 值 可达 0 . 9 , 以下依 次 是 砾石 路 、 土路、 压 紧
的雪路 和结 冰 的路 面 , 结 冰 的路 面 的 峰值 只 有 0 . 1 ,
新, 汽车 进入 家庭 , 给人 民的生 活和 工作 带来 了巨大
.
与
随着 中国汽 车工业 的发展 和人们 消 费观 念 的更
这些 交 通事 故源 基本 集 中在汽 车 的“ 脚” 即轮胎 上 。
便 利 。人 们 开 车 外 出 为 提 高 工 作 效 率 及 行 车舒 适 性, 大 多会选 择 高速公 路 。在 中 国南 方 , 每年 都有 延 续一 定 时 间的梅 雨 季 节 , 汽 车 行驶 中易 产 生滑 水 现
沟 纹 中断 的 区域 , 路 面上 的水 不 能 及 时从 轮 胎 与路
2 2
第 3期 2 0l 3年 5月
面之 间 向前 、 向后及 两 侧排 出 , 使 轮胎 与路 面之 间形 成 一层薄 薄 的水膜 。尽 管 如今 的 电动助力 转 向系统 ( E P S ) 的 操 纵 性 能 比较 好 、 车 轮 自动 防 抱 死 系 统 ( A B S ) 也有 良好 的 车轮 减 速 与 制 动性 能 、 驱动( 轮) 防 滑系 统 ( AS R系 统 ) 在摩 擦力 较 小 的特 殊路 面 ( 如 冰雪路 面及 积水 路 面 ) 上 能 把 汽 车加 速 时 的滑 动 率
用沥青 砼 路 面 。而对 于沥 青 砼 路 面 , 一 旦 路 面上 有
1 高 速公 路 上 轮 胎 使 用 要 求
高 速公 路是 一种 全 封 闭 、 全立 交 、 具有 完善 的现 代 化管 理及 交通 安 全 服 务 设 施 的 高 等级 公 路 , 具有 车速高、 通行 能为 大 、 行车环境好、 运 输 成 本 低 等 优 势, 成 为现 代交 通 的 主流 。 高速 公 路 的延 伸和 汽 车 品 质 的改 善 , 使 人 们 在 高 速公 路 上行 车过 程 中不 自然 地改 变发 动机 节气 门 开度 , 提高 行驶 速 度 , 这 就 给交 通事故 发 生埋 下 了伏 笔 。许 多 驾驶 员尤 其是 新 手对 高速公 路 的行 车特 点 了解 不多 , 遇 到 紧 急情 况 时表 现 得 手 忙脚 乱 。据 统 计, 中 国每公 里高 速 公 路 事 故 率平 均 比普 通 公 路 高 4 ~ 5倍 , 一 旦 发 生事 故 , 产 生 的后 果 及 社 会 危 害 相
. 纰 全 隐 患 。下 面 根 据 多 年 的 驾 驶 及 工 作 经 更多 的安
验, 对 高速公 路 抗滑水 轮 胎 的安全 使用 进行 探讨 。
面 的附着 力 系数 变化 不 大 , 但 水 泥 路 面存 在行 驶 噪 音大 、 舒适 性 差等 缺点 , 嗍蓁嘲
图 I 轮胎 与地 面 的 接 触 形 状
足 够 的 附着力 , 保 证 发 动 机 的 动 力 有效 地 传 递 到 汽
车 轮 胎 上 。轮 胎 与路 面 的附着 力不 足 所产生 的 高速
公 路 交通 事故 主 要 表 现在 : 高 速行 驶 时车 辆 制 动 时 间、 制 动距 离及 制 动减 速度 技术 性 能下 降 , 即制 动非
2 滑 水 现 象 产 生 机 理 及 形 成 原 因
2 . I 滑 水 现 象 产 生 机 理
汽
目前 , 中 国高 速 公路 路 面 材 料 主要 分 为 沥青砼
和水泥 砼 两类 。水泥 路 面 在 积 水 条件 下 , 轮 胎 与 地
运 象 , 轮 胎与路 面 间 的附着 力下 降 , 给驾驶 员 出行 带来
安 全 区增 大 ( 制 动 时 轮 胎 与 路 面摩 擦 力 下 降 ) ; 高 速 行驶 使 汽 车的操 纵 稳 定 性 变 差 ( 轮 胎 气 压 过 高 或 过
当汽 车 在 有积 水 覆 盖 的路 面上 行驶 时 , 在 胎 面
低) ; 轮 胎使 用 寿命 缩 短 ( 轮胎承受冲击力增加) 等。