輪胎實車磨耗試驗數據分析方法的研究

陳仁全，王 君，邱昌峰，周 磊，唐 明

（青島雙星輪胎工業有限公司，山東 青島 266400）

輪胎偏磨、不規則磨損等異常磨損現象會影響車輛使用性能，是一直困擾著研發人員和消費者的問題[1-4]。研發人員依據輪胎實車磨耗試驗數據可以確定設計輪胎磨耗里程是否達到預期設計目標，預判輪胎是否會出現異常磨損等現象，對于輪胎定型量產具有重要的指導意義。目前輪胎實車磨耗試驗主要依據GB/T 29041—2012《汽車輪胎道路磨耗試驗方法》或企業制定的相關標準進行，側重點在輪胎預估里程和輪胎磨損方面，忽略了對于輪胎實車磨耗試驗數據分析方法方面的研究[5-8]。

本工作分別采用局域點算法和全域點算法對輪胎實車磨耗試驗數據進行處理分析，以確定一種較為精確的輪胎磨耗預估里程計算方法。

1 實驗

1.1 試驗輪胎

36條試驗輪胎，依據車輛銘牌標識滿載配質量和推薦充氣壓力，采用同一條試驗線路，具體信息見表1。

表1 試驗車輛和輪胎信息

1.2 試驗方法

采用十字交叉法安裝輪胎，車輛初始四輪定位后每5 000 km四輪定位1次，每2 500 km測量輪胎花紋溝深度1次，每2 500 km同軸左右換位，合計行駛20 000 km。

1.3 數據處理

1.3.1 局域點算法

將輪胎每條縱向花紋溝6等分，分別記錄6等分處花紋溝深度，依據下式計算：

N——輪胎縱向花紋溝數量；

n——輪胎縱向花紋等分數量；

Xin—— 縱向花紋溝等分點處的花紋溝深度，mm。

式中Vk—— 輪 胎 第k階 段 下 的 磨 耗 速 率，mm·（1 000 km）-1；

d1——第 1次測量（初始）時整胎縱向花紋溝平均深度，mm；

Sk——第k次測量時的行駛里程，km。

式中，Mk為第k次測量時輪胎的預估行駛里程，km。

1.3.2 全域點算法

依據相關性理論將局域點算法中依次求得的dk和Sk進行累積并建立如下相關性：

式中d——整 胎縱向花紋溝平均深度，mm；

a——系數；

S——行駛里程，km；

b——常數項。

則Mk按下式計算：

2 結果與討論

2.1 試驗數據

k分別取4和6（即行駛里程分別為10 000和15 000 km），利用上述理論進行計算統計，運算后結果見表2和3。

表2 前軸輪胎磨耗預估里程 km

2.2 局域點算法預估里程

以第三方機構提供的20 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程為基準值，分別建立10 000和15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值之間的相關性，結果如圖1和2所示。

由圖1和2可見：局域點算法10 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值之間的相關性因數（R2）分別為0.855 7和0.749 8；15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值之間的R2分別為0.962 0和0.962 5。由此可見，15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值之間的R2均在0.95以上，大于10 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值的R2。

圖1 局域點算法10 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值的相關性

2.3 全域點算法預估里程

以第三方機構提供的20 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程為基準值，分別建立前后軸輪胎10 000和15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程同基準值之間的相關性，結果如圖3和4所示。

表3 后軸輪胎磨耗預估里程 km

由圖3和4可見：全域點算法10 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值之間的R2分別為0.654 9和0.620 8；15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預估里程與基準值之間的R2分別為0.887 7和0.902 6。由此可見，全域點算法10 000和15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值之間的R2均小于0.95，相關性較低。

圖2 局域點算法15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值的相關性

圖3 全域點算法10 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值的相關性

3 結論

研究輪胎實車磨耗試驗數據不同分析方法的相關性，得到以下結論。

（1）局域點算法和全域點算法15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值之間的相關性因數大于10 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值之間的相關性因數。

（2）在不同行駛里程下，局域點算法輪胎磨耗預估里程與基準值之間的相關性因數大于全域點算法輪胎磨耗預估里程與基準值之間的相關性因數，即局域點算法分析結果更加準確。

圖4 全域點算法15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預估里程與基準值的相關性

（3）以局域點算法得到的15 000 km行駛里程輪胎磨耗預估里程代替第三方機構20 000 km行駛里程得到的基準值，可縮短測試周期，節約測試成本，提高研發效率。