汽车轮胎特性实验总体方案

1前言

轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。轮胎特性对汽车操纵稳定性的影响非常大，从运动学角度看，侧偏刚度、侧抗力、侧向力、自动回正力矩、滚动阻力等性能主要受到轮胎的影响。因这些值是作为车辆开发初期阶段进行探索研究的参数，因此轮胎特性实验是最重要的实验之一。另外由于高性能化的出现，对于轮胎的优化性能等也显得十分重要。

1.1轮胎分类

按轮胎的结构可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎：按胎体帘线的排列方式可分为普通斜胶胎、带束斜胶胎和子午线轮胎；按使用季节又可分为冬季胎和普通胎等等。 本次特性研究主要针对子午线轮胎及斜交轮胎。

2 试验概要

2.1由于轮胎对车辆稳定性等的重要性，有必要进行与之相关的试验研究，以下将对轮胎对地面的特性试验、轮胎试验机、实际行驶试验、轮胎模型分别叙述。

2.1试验标准：轮胎规格、负荷指数、或层级、测量轮辋、新胎充气后的断面宽度和外直径、负荷能力、充气压力、允许使用轮辋应符合GB/T2978的规定。

3 试验过程

3.1轮胎对路面的特性试验

本试验是为了弄清轮胎的整体特性，分为静态试验和动态试验，但都需要采用轮胎试验机测量。

（1）静态试验 检查轮胎尺寸等规格以及刚度的静载特性试验。

①参数测量 轮胎单体质量、外径等以及用弹性系数表示的静载特性。如纵向弹性特性系数、侧向弹性特性系数、前后弹性特性系数等。

②仪器设备 加振器、位移计、轮胎试验机。

③测量 用纵向挠度处垂直载荷的微分值表示，取最大载荷时的值，及求取斜率。

④注意事项 必须明确轮胎内压且符合国家标准

（2）动态试验 使轮胎转动求取其各种状态下的力和力矩， ①侧偏角、车轮外倾角、侧向力、制动力自动回正力矩等 ②仪器 轮胎试验机 ③测量

④试验数据记录、处理。 3.2 轮胎试验机

轮胎试验机是在轮胎装着轮辋的状态下，在实际路面或者转鼓、带式台架

上使其转动，进行转向试验、滚动阻力试验等的试验设备。共分为转鼓式、平板式、平带式等三种。在实际路面上的测量和在台架上的测量实际路面上的行驶试验，其测量结果接近车辆的实际行驶状态，但精度上会有问题。试验机除可测量轮胎的稳定特性外，也可测出瞬态响应上的滞后量。

3.3实际行驶试验

指在轮胎装在车辆上的状态下，在实际行驶路面上行驶，评价车辆规格及其与悬架匹配的试验。

还可以在不同路面上进行试验，也可以对潮湿路面、积雪路面等不同环境而导致的特性差而试验。

作为其试验方法，在感官评价上现多使用6分力计，对稳态下的车轮力的分担率、瞬态范围内的转向特性等的各个车轮分别测量也行。

（1)仪器试验

①测量参数 侧抗力 侧偏力、自动回正力矩等与操纵稳定性有关的参数。 ②仪器 车轮横向滑移角计、摇摆角测量器、车速计、驾驶测量模拟装置等。

（2）感官评价 以驾驶员为准，对两种轮胎使用感觉进行评价，包括坏路通过性、路面感觉、转向性、舒适性、噪声等进行评价。 3.4 轮胎模拟试验 由于汽车行驶里程加大，轮胎成为车辆更换频繁的部件之一，同时也有更多人研究更加优秀的轮胎。在此基础上，已经有大量轮胎模型被提倡使用，然而利用大规模的车辆模型来分析操纵稳定性所用到的模型一般是magicformula等模型，它将试验数据近视为三角函数，同时物理模型的代表是fiara，其抗侧力特性分析精度高。

（1）模型演示 ①轮胎参数测量 用轮胎试验机测量操纵稳定性相关的力 ②进行参数的调整 ③进行车辆运动仿真 ④观察轮胎运动情况

4 试验分析

通过对轮胎受力及变形条件试验结果及图表分别对轮胎行驶因素的使用来确定最佳轮胎规格及对汽车操纵稳定性最小时的模型。同时对此次试验的准确性进行评估并得出相应结论。

5 试验总结