提高客車輪胎行駛里程的方法研究

陳佛國，晉 琦，辛飛飛

（陜西延長石油集團橡膠有限公司，陜西 咸陽 711200）

隨著我國經濟發展，公路急速延長，路面質量也進一步改善。但由于近年來經濟環境的變化，運輸價格很難提高，降低運輸成本成為運輸企業關注的重要問題。輪胎的耐磨性能和耐久性能成為客車輪胎選購考慮的主要因素[1-3]。

我國客車輪胎市場長期以來一直以外資品牌產品為主流，究其原因，除了品牌影響力之外，主要是由于外資輪胎的耐磨性能較好和行駛里程較長。國際知名品牌客車輪胎的行駛里程基本都在20萬km以上，而我國品牌客車輪胎的行駛里程大多小于20萬km，因此在豪華大巴客車市場，國產輪胎沒有競爭力[4-5]。

為了提升我國客車輪胎的性價比，我公司進行了一系列改進和研究工作，取得了不錯的效果。本工作以295/80R22.5客車輪胎為對象，研究輪胎結構和胎面膠配方對輪胎行駛里程的影響，為提升國產客車輪胎的綜合性能做一些技術儲備和積累。

1 提高客車輪胎行駛里程的措施

1.1 結構

1.1.1 花紋

我國主要高速公路以混凝土、細粒式瀝青混凝土路面為主，其中混凝土路面所占份額較大，這種路面對花紋較細小的輪胎磨損速度較快。考慮到花紋在高速運轉下的散熱問題，本工作擬選擇花紋塊單塊寬度大、帶橫向鋼片的4條溝花紋替代傳統曲折花紋。

1.1.2 行駛面寬度和高度

要提高輪胎的耐磨性能，必須結合實際情況改進輪胎行駛面寬度和胎肩過渡形式，增大輪胎在負載狀態下的實際接地面積，減小單位面積的壓力。本工作擬選擇行駛面加寬4 mm的輪廓，肩部未采用傳統的倒圓處理，肩部外側采用反圓弧設計增強肩部的散熱效果。輪廓主要參數差異見表1。

表1 輪廓主要參數差異 mm

1.2 胎面膠

本工作胎面膠的主體材料采用天然橡膠（NR），補強材料采用高耐磨炭黑N134，口型和其他尺寸控制基本不作調整，以提高胎面膠的耐磨性能。

1.3 骨架材料

本工作擬采用拉伸強度較大的1×3＋9＋15×0.22＋1×0.15鋼絲簾線代替1×3＋9×0.22＋1×0.15鋼絲簾線作為胎體骨架材料，其強度安全倍數從5.9增大到7.5。此舉措有利于減小輪胎靜負荷下沉量，改善輪胎行駛面的接地壓力分布；提高側向剛性，提高直進性能，減小側向變形帶來的滑動摩擦和蠕動摩擦。

2 性能測試

2.1 耐久性能

輪胎耐久性能采用企業內控機床試驗方法，該方法比國家標準更苛刻。

2.2 實車試驗

2.2.1 試驗車隊

某長途運輸公司，該公司輪胎使用和維護非常規范。

2.2.2 車輛情況

車型：浙江金華生產的青年（德國尼奧普蘭）車型。車輛全新，配備磁力輔助剎車系統，共2臺。

尺寸：長 12 000 mm；寬 2 500 mm；高3 725 mm。

自身質量：15 723 kg。其中，前橋 5 503 kg，后橋 10 220 kg。

座位：31座＋2座

中置發動機功率：228 kW

2.2.3 試驗路線

全程高速公路，客車每天往返1次，每日行駛里程1 445 km。

2.2.4 裝車方向

試驗輪胎沿行駛方向裝車。

3 結果與討論

3.1 輪胎結構對輪胎行駛里程的影響

花紋對輪胎行駛里程的影響見表2。從表2可以看出：與曲折花紋輪胎相比，采用適當加寬胎面、降低行駛面弧度高、胎肩反弧等設計的直條花紋輪胎耐久性能提高；同輪位單胎行駛里程、整車平均行駛里程、單位磨耗里程均顯著提高。

表2 花紋對輪胎行駛里程的影響

3.2 胎面膠配方對輪胎行駛里程的影響

胎面膠配方對輪胎行駛里程的影響見表3。從表3可以看出：與原胎面膠輪胎相比，采用NR/炭黑N134胎面膠的輪胎耐久性能基本相當，靜負荷下沉量和下沉率不變；同輪位單胎行駛里程、整車平均行駛里程、單位磨耗里程均顯著提高。

表3 胎面膠配方對輪胎1）行駛里程的影響

3.3 胎體骨架材料對輪胎行駛里程的影響

胎體骨架材料對輪胎行駛里程的影響見表4。從表4可以看出：與原胎體輪胎相比，采用增強鋼絲簾線作胎體骨架材料的輪胎耐久性能基本相當，靜負荷下沉量和下沉率降低，接地印痕壓力分布更加均勻；同輪位單胎行駛里程、整車平均行駛里程、單位磨耗里程均顯著提高。

表4 胎體骨架材料對輪胎1）行駛里程的影響

4 結語

從輪胎設計的角度來看，模腔輪廓參數、胎體骨架材料、胎面膠配方都是影響輪胎耐磨性能和行駛里程的重要因素，也是客車輪胎設計的不可忽視的幾個方面。除了上述因素以外，車輛的各種性能參數（如質量、軸荷分布，發動機位置等）、路面的材質和曲折程度等都會直接影響輪胎的耐磨性能。輪胎設計工作者需要仔細研究路面的差異，以提高輪胎與車輛以及路面的匹配程度，為提升我國輪胎質量而不懈努力。