汽車整車輪胎匹配研究

許政偉

摘要：隨著生活質(zhì)量的提升，目前對(duì)于車輛的舒適性及操穩(wěn)性更加的注重，本文主要是針對(duì)整車輪胎的匹配過(guò)程進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：輪胎 匹配 操穩(wěn)性

底盤行駛性能的基礎(chǔ)是輪胎性能，底盤行駛性能取決于各裝置的協(xié)調(diào)。底盤的高行駛性能是在驅(qū)動(dòng)系、懸架、輪胎、制動(dòng)系等各輪胎構(gòu)成裝置和車身的剛度等整體取得良好的匹配，才能實(shí)現(xiàn)綜合性能。

本次涉及的都是在主觀評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行的研究分析。

1 輪胎的操穩(wěn)性研究

汽車輪胎作為整車唯一和地面接觸的部件，其主要功能為：承載汽車的質(zhì)量和路面的垂直反力；對(duì)于行駛中驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)的汽車產(chǎn)生并承受路面的縱向反力；對(duì)于轉(zhuǎn)彎或受有側(cè)向力行駛的汽車產(chǎn)生并承受路面的側(cè)向反力使汽車沿預(yù)定方向行駛；吸收或減小汽車通過(guò)不平路面時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷和振動(dòng)等。

1.1 匹配輪胎應(yīng)考慮因素

1.1.1 輪胎的基本特性：均勻性、剛度（徑向、側(cè)向剛度）和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

1.1.2 輪胎的滾動(dòng)的阻力及與地面的摩擦和附著；

1.1.3 輪胎的側(cè)偏特性：

①側(cè)偏力、回正力矩和側(cè)偏角特性；

②純側(cè)偏特性；

③制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)時(shí)側(cè)偏特性；

④側(cè)偏動(dòng)特性；

⑤方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入下的側(cè)偏力效應(yīng)；

⑥輪胎的振動(dòng)特性；

⑦輪胎的噪音。

1.2 輪胎的匹配

1.2.1 直線穩(wěn)定性（Directional Stability）

①車輛的穩(wěn)定程度；

②車輛的收斂性；

③方向盤的穩(wěn)定性。

1.2.2 中立感（On center feel）（Center lightness）

①間隙感；

②小角度操作時(shí)，車輛直線保持能力；

③小角度的靈敏性。

1.2.3 直進(jìn)性（Straight ahead controllability）

①車輛勻速走行時(shí)，直線保持能力的強(qiáng)弱；

②車輛偏向大小；

③車輛左偏或右偏；

④剎車時(shí)車輛是否平順。

1.2.4 方向盤回正（Feed back）

①方向盤回正時(shí)， 殘留角的大小；

②直行性改變的大小。

1.2.5 高速控制安全性

操作方式：勻速行駛80km/h～110km/h，操舵角以5°、45°、90°方式執(zhí)行。緩慢操作（勻速來(lái)回操舵）、急劇操作（急打急回）。

1.2.6 抓地力感（Traction）

①各速度輪胎抓地的表現(xiàn)；

②Slip量的大小；

③Slip量滑移速度；

④在彎道的最大通過(guò)速度及腰部的感覺(jué)；

⑤前后輪抓地力的差異。

1.2.7 舒適性（Ride comfort）

①正常路面直線行駛；

②正常路面直線變線行駛；

③正常路面急速轉(zhuǎn)彎行駛；

④非正常路面行駛；

⑤蛇形路。

1.2.8 噪音（Noise）

①評(píng)價(jià)低速：正常路面噪音；

②評(píng)價(jià)高速：正常路面噪音。

1.3 輪胎的動(dòng)力學(xué)測(cè)試

①輪胎穩(wěn)態(tài)側(cè)偏力特性；

②輪胎穩(wěn)態(tài)縱滑力學(xué)特性；

③輪胎穩(wěn)態(tài)側(cè)傾力學(xué)特性；

④輪胎復(fù)合側(cè)偏側(cè)傾；

⑤輪胎復(fù)合側(cè)偏縱滑；

⑥輪胎動(dòng)態(tài)徑向剛度。

1.4 輪胎的整車匹配

1.4.1 輪胎結(jié)構(gòu)

因輪胎進(jìn)行整車的匹配，需要多輪主觀評(píng)價(jià)來(lái)選取較優(yōu)的方案來(lái)進(jìn)行整車的操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)。下圖為輪胎結(jié)構(gòu)（圖1），因輪胎主要通過(guò)更改膠料厚度和硬度、帶束層寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)性能的差異。

所以在每輪的調(diào)整都需要更換調(diào)整膠料厚度/硬度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

[基部膠][胎冠][冠帶加強(qiáng)層][帶束層][胎體簾布層][三角膠芯][胎圈鋼絲]

圖1

1.4.2 主要評(píng)價(jià)方向

①整車匹配輪胎時(shí)的評(píng)價(jià)項(xiàng)目主要是從直線行駛穩(wěn)定性、移線行駛、轉(zhuǎn)彎行駛、舒適性方面進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，并在評(píng)價(jià)過(guò)程中針對(duì)不同車輛進(jìn)行評(píng)分，依據(jù)評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)確定選取適合方案的輪胎。（表1）

②綜上所述第一輪輪胎評(píng)價(jià)：方案一輪胎剛性支撐過(guò)大，包覆性差、振動(dòng)吸收能力弱。方案二橫向抓地性能表現(xiàn)稍差。根據(jù)方案一、方案二車輛評(píng)價(jià)結(jié)果，輪胎主要優(yōu)化方向。（表2）

③因涉及到車輪橡膠結(jié)構(gòu)的變更，相關(guān)的調(diào)整參數(shù)，在繼續(xù)做相關(guān)的主觀評(píng)價(jià)、因輪胎的匹配過(guò)程是和整車密不可分的，所以輪胎調(diào)整結(jié)構(gòu)后必然引起輪胎本身剛度的變化，如下：

表3

[氣壓/kPa＼&220＼&Load/kg＼&448＼&896＼&1120＼&縱向剛性（N/mm）＼&調(diào)前

調(diào)后＼&305.86

214.18＼&263.47

252.83＼&288.83

255.98＼&橫向剛性（N/mm）＼&調(diào)前

調(diào)后＼&147.51

126.24＼&136.36

127.5＼&131.59

125.89＼&徑向剛性（N/mm）＼&調(diào)前

調(diào)后＼&226.21

231.93＼&246.94

234.91＼&246.63

240.25＼&]

2 全文總結(jié)

2.1 因懸架調(diào)校方面不單只是對(duì)于輪胎及減振器進(jìn)行匹配，對(duì)于穩(wěn)定桿、軸套等零部件同樣需要在整車上進(jìn)行調(diào)校驗(yàn)證。

2.2 因穩(wěn)定桿、軸套影響的因素與輪胎、減振器等因素是相輔相成的，所以在整車輪胎及減振器匹配的過(guò)程兼顧。

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