汽車輪胎包絡制作理論的分析研究

張海濤，鄧立濤，秦立友，楊森，劉大彪

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

汽車輪胎包絡制作理論的分析研究

張海濤，鄧立濤，秦立友，楊森，劉大彪

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

運用汽車懸架和轉向運動特性，通過提取關鍵運動點形成了輪胎運動包絡，從而指導輪胎周圍零部件的設計開發。

輪胎；包絡；減振器；麥弗遜式懸架

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-146-02

前言

輪胎包絡面決定了輪罩和翼子板內腔形狀 ,并可檢查車輪與周邊子系統的運動干涉情況并影響子系統的設計更改,如橫向穩定桿、副車架等。在設計過程中輪胎運動包絡還有可能驅動整車架構開發的輪距、整車最小轉彎直徑的調整 ,故在整車項目前期開發階段, 在恰當的開發節點較準確地計算分析輪胎運動包絡的作用和意義。

1、輪胎運動包絡術語定義

1.1 輪胎運動包絡是指考慮車輛在各種工況行駛下 ,車輪隨懸架跳動及轉向運動時 ,輪胎所占據的空間位置所形成的包絡體。

1.2 將懸架動力學和轉向運動相結合，根據車輛行駛狀態，前懸架運動過程中選取五個位置，依據前減震器運動過程由上到下分別是：上極限、滿載、半載、空載、下極限。

上極限：以懸架限位塊壓縮1/2～2/3時狀態為準，轎車、小型客車推薦取1/2，SUV推薦取2/3，相對于半載的壓縮量；滿載：整車滿載負荷下，前懸架相對于半載的壓縮量；半載：整車半載負荷下，此狀態推薦為設計狀態，及懸架運動原點，值為“0”；空載：整車整備狀態下，前懸架相對于半載的壓縮量；下極限：懸架運動到下極限相對于半載的壓縮量。

1.3 轉向運動 根據車輛行駛狀況，轉向運動取三個狀態，分別是：左轉向極限、不轉向（值為“0”）、右轉向極限。

2、輪胎包絡制作理論

2.1 對懸架運動的五個位置和轉運動的三個位置進行組合，為了方便理解，將兩種運動組合成坐標系形式，將懸架運動的五個位置設定在Y軸上，以設計姿態（半載狀態）為基準；轉向運動的三個位置設定在X軸上，不轉向狀態為基準（如圖1所示）。

取點：Y軸為懸架運動行程（下極限至上極限）

X軸為轉向運動行程（左極限至右極限）

2.2 路徑生成：每個點分別對應減震器行程和轉向行程運動過程中的坐標值，再通過對點進行組合，從而形成7個不同的模擬路徑，分別為：

路徑1：點1?點2?點3?點6?點9?點12?點15?點14?點13?點10?點7?點4?點1（棕色）

路徑2：點1?點8?點15（黑色）路徑3：點3?點8?點13（黑色）路徑4：點7?點8?點9（綠色）

路徑5：點2?點5?點8?點11?點14（綠色）路徑6：點4?點5?點6（藍色）

路徑7：點10?點11?點12（藍色）

2.3 根據不同的路徑生成7個不同的輪胎包絡體，如圖所示：

2.4 將生成的7個輪胎包絡組合到一起，形成完整的輪胎運動包絡，如圖2所示。

3、結論

通過運用論壇包絡生成理論，生成輪胎包絡后，測量包絡與周圍零部件的間隙值，從而指導周圍零部件進行設計，根據車輛所需的不同情況，可對上述輪胎包絡制作方案進行簡化，在項目前期開發階段,準確的計算分析出輪胎包絡,對整車架構確定、縮短開發周期、減少后期設計更改、降低開發成本等方面有重要意義。

[1]朱敏杰.輪胎包絡面計算流程和分析方法［J］.上海汽車，2009（09）：19-20.

Disquisition Of The Automobile Tyre Track

Zhang Haitao, Deng Litao, Qin Liyou, Yang Sen, Liu Dabiao
（Technology Center, Great Wall Motor Company Limited, HeiBei Automobile Technology Research Center, Hebei Baoding, 071000）

We can use the moving characteristic of suspention and turning, to attain the important bundles of tyre .Next, we can empolder the automobile parts.

tyre；bundle；damper；MacPherson suspention

U463.8

A

1671-7988(2015)04-146-02

張海濤，中級工程師，就職于長城汽車股份有限公司技術中心，從事汽車總布置設計開發研究。