汽车轮胎性能分析

工程与技术

汽车轮胎性能分析

徐斌

(乐山职业技术学院，四川乐山614000)

摘要：通过介绍轮胎基本知识、轮胎与汽车行驶跑偏的原因，分析对轮胎性能要求对如何评价轮胎性能有一定帮助。

关键词：轮胎；跑偏；花纹

中图分类号：TB文献标识码：A doi：10. 19311/j,cnki. 1672-3198. 2016. 19. 090

1轮胎基础知识

车轮与轮胎是汽车行驶系中的重要部件，现代汽 车几乎都采用充气轮胎。轮胎安装在轮辋上,直接与 路面接触，它的作用是：

(1)和汽车悬架共同来.缓和汽车行驶时所受到的 冲击，并衰减由此而产生的振动，以保证汽车有良好的 乘坐舒适性和行驶平顺性。（2)保证车轮和路面有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性0 (3)承受汽车的重力，并传递其它方向的力和力矩。

2轮胎与汽车行驶跑偏

汽车行驶跑偏是指汽车在平直的路面上行驶，双手 松开方向盘后，汽车偏离了原直线行驶方向9GB7258 —97《机动车运行安全技术条件》中5. 7规定：机动车在平 坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不得跑偏。

汽车行驶跑偏的原因十分复杂，主要包括：

(1)轮胎的不均匀性（锥度效应）。（2)前轮定位(前束、前轮外倾、主销内倾、主销后倾（3)|^些使用 和调整因素（如左右轮胎气压不相等、前制动器分离不 彻底、前轮轴承过紧等）。（4)车辆零部件损坏所导致(如前弹簧减振器失效、车身底部或车架变形等）轮胎 锥度对跑偏的影响|般而言，轮胎红点既表示径向力 一次偕波最大点，同时表示红点所在面为锥度力负值面。径向力表示的是圆度均匀性，锥度效应表示的是圆柱度均匀性。装车的时候，|般前轴两轮红点要么同时朝外，要么同时朝内^>目前供应商黄点一般和红点打在同一侧，如果黄点和车轮蓝点对齐，则可保证两 侧轮胎的红点均在外侧，抵消锥度效应引起的侧向力s 行驶跑偏90%是由于轮胎的锥度效应引起，所以确定 跑偏原因首先应从轮胎锥度考虑。

3轮胎性能

对于现代、高速汽车而言,轮胎是|个在行走机构中极其重要的部件，它们必须有弹性，而又减震s它们 必须保证汽车立行，而又具有良好的圆周方向旋转性：它们必须具备长久的使用寿命。轮胎首先必须承受并 传播车辆前进方向的纵向力和垂直于车辆前进方向横 向力。轮胎的设计有着多方面的矛盾，设计工程师要想加强或达到一种功能，则必须减弱或者被迫放弃另一种功能。下图表/K着轮胎设计中的目标冲突。

轮胎花纹对轮胎性能的影响：

(1)在有积水的路面上，在轮胎与地面之间会形成一层水膜，即水膜效应。极容易引起车轮打滑。在轮 胎上设计出花纹状沟槽后，路面和花纹之间的水就可以沿沟槽排出，可以防止水膜效应发生。使车轮不易 打滑。也就自然减少了雨天在柏油路上打滑的现象e 沟槽花纹的深度和形状对排水性能有影响。对参加拉 力赛以及在未铺的粗糙路面上高速行走的汽车一般都 配置花纹沟槽很深的轮胎。

(2)在路况不好的情况下行车，因为路面的凹凸非 常大，又很疏松，所以比起排水性，这种路面更追求轮

胎的附着性能，这样的轮胎花纹一般都是叫作块状花

纹的形式。不过，这种花纹的轮胎的橡胶质地比较硬。块状花纹（被槽包围的部分）的刚性、形状、块状花纹的 边缘角的尖锐度都会影响其性能9因此，就产生了能

够提高在柏油路上的排水性及在路况不好情况下的附 着性能的胎面图纹设计方案。所以，磨损较重的轮胎

容易在潮湿的柏油路和路况不好的路面上打滑。碧 外，由于花纹部分吸收了来自路面的冲击，所以会对乘 坐的舒适性有影响。

(1) 花纹噪声：花纹表面接触地面时，槽中的空被压缩，当释放空气时就会发生声音。槽的形状和面

积决定噪声的频率，并且当行车速度提高时发出的声

音能量也增大。

滚动阻力：所谓滚动阻力是指轮胎在路面滚动时

产生的一种阻力。产小滚动阻力有几个主要因素：©轮胎的形变;②路面的凸凹；■轮胎与路面的摩 擦；④车轮轴安装部位的机械摩擦I®轮胎转动中的空 气阻力《

常用的滚动阻力测试方法是测力法，即测量轮轴 上的反作用力。试验设备主要由转鼓为主的路面驱动 系统，将试验轮胎紐在转鼓外周表面上的加负荷装置

和检测试验数据的测量装置组成。

(2) 转向性能：在转弯时，轮胎会产生一种叫作向力（转弯力）的内转弯圆内侧的作用力。就是®这个

转向力来实现汽车转弯的。实际上，汽车的前进方向

比车轮的朝向稍稍靠外侧。有了这个角度差，轮胎才 能边打滑边转向。这个角度差被称为侧滑角。路面越 滑，所产牛的转向力越小，侧滑角就越大。也就是说在 易打滑的路面上，如果不比普通路面时多转动一点转

向盘就不会达到相同的转向角。1般子午线轮胎是转 向力较大，侧滑角较小。所以转向盘的转舵角小，可以

感到其操纵的灵敏性。

参考文献

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184 I现代商贸工业丨2016年第19期