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1、轮胎与汽车的性能匹配分析 2008-03-0101:02:58
2、 分类： 构造原理工艺技术
3、字号 订阅轮胎与汽车的性能匹配分析王传铸 图1 现代汽车,尤其是高档轿车对轮胎动态力学性能提出了越来越高的要求,脱离汽车研究轮胎的动态力学性能没有实际意义。轮胎的动态力学性能不仅取决于轮胎本身,更取决于轮胎与汽车的匹配,因此当前对轮胎性能的评价也就从对轮胎性能本身的评价逐步转移到对轮胎匹配的汽车行驶性能的评价。目前,对轮胎与汽车的性能匹配要求日益提高。1 轮胎与汽车生产的相关性 单纯讨论轮胎的某项性能意义不大,轮胎
4、性能的研究应结合轮胎匹配的汽车性能,更确切地说是汽车悬架系统(如图1所示)性能来进行。轮胎与汽车悬架系统匹配所构成的集成系统的刚度、柔度及动力学性能是影响汽车行驶性能的主要因素。同一条轮胎匹配于不同汽车表现出的动态力学性能可能会有较大差异,即一条轮胎与某一汽车匹配可能表现出良好的动态力学性能,而与另一汽车匹配则可能表现出个别动态力学性能极差。在国外,为达到轮胎与汽车性能匹配,在进行汽车设计时,轮胎生产商一般会与汽车生产商密切合作,由汽车生产商提出轮胎与汽车匹配的动态力学性能要求或由轮胎生产商为汽车生产商提供轮胎的动态力学模型,以便汽车生产厂家进行悬架系统设计和整车性能模拟仿真计算。
5、这就要求轮胎生产商不仅能够设计、生产出满足汽车性能要求的轮胎,同时也能够提供用于悬架系统设计或整车性能模拟仿真计算的轮胎动态力学模型。国内轮胎生产企业必须深入了解并逐渐适应高档轿车原配市场在这方面苛刻的要求。2 轮胎在汽车中的作用 轮辋和轮胎是汽车行驶系中重要的部件,其作用是:支撑整车质量;缓冲由路面传来的振动和冲击;通过轮胎与地面的附着力(轮胎抓着力)来传递驱动力和制动力;产生横向力和回正力矩来平衡汽车转向行驶时的离心力;保证汽车正常转向后车轮直线行驶;翻越障碍,提高通过性。轮胎安装在轮辋上,直接与路面接触,其基本功能如下:·承受汽车负荷;·为传递驱动力和制动力提供足够的附着
6、力;·为改变和保持汽车行驶方向提供足够的转向操纵性能和方向稳定性能;·与汽车悬架系统共同缓冲来自路面的冲击,并衰减由冲击产生的振动,以保证汽车良好的行驶平顺性和乘坐舒适性。3 汽车主要行驶性能 汽车的行驶性能是指汽车适应各种行驶条件并发挥最大工作效率的能力,主要包括以下几个方面。3.11动力性能 动力性能是汽车首要的行驶性能。汽车必须通过轮胎与路面的接触来获得足够的牵引力才能克服各种行驶阻力,必须达到一定的速度才能正常行驶,而汽车克服行驶阻力和保持正常行驶的能力取决于汽车的动力性能。汽车的动力性能可从三方面评价。(1)最高速度 最高速度是指汽车满载时在良好水平路面上行
7、驶所能达到的最高速度。(2)加速能力 加速能力是指汽车在各种条件下行驶速度迅速提高的能力。加速时间和加速距离越短的汽车加速性能越好。(3)上坡能力 上坡能力用汽车满载时以最低挡位在坚硬路面上等速行驶所能越过的最大坡度来表示,还称为最大爬坡度,它表征汽车的最大牵引力。不同类型的汽车对上述三项指标的要求不同。轿车和客车偏重于最高速度和加速能力,载重汽车和越野汽车对上坡能力的要求较高,但在公路上正常行驶的汽车都须具备一定的加速能力。3.12燃料经济性 为降低汽车的运输成本,要求汽车以尽可能小的燃料消耗量完成尽可能大的运输量。汽车以最小燃料消耗量完成单位运输工作量的能力称为燃料
8、经济性,评价指标为每行驶100km消耗的燃料量。汽车的燃料经济性与发动机的效率和轮胎的滚动阻力密切相关。3.13制动性能 良好的制动性能不仅是汽车安全行驶的保证,而且是汽车动力性能得以良好发挥的前提。汽车的制动性能通过三方面来衡量。(1)制动效能 制动效能是汽车迅速减速直至停止的能力,常用制动时间、制动减速度和制动距离来评价。汽车的制动效能除与汽车的技术状况有关外,还与汽车制动时的速度及轮胎与路面的接触状况有关。(2)制动效能的恒定性 汽车在短时间内连续制动,制动器温度升高导致的制动效能下降称为制动器的热衰退。汽车连续制动后制动效能的稳定程度称为制动效能的恒定性。(3)
9、制动时方向的稳定性 汽车制动时方向的稳定性是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑和失去转向的能力。左右侧制动动力不一样时,汽车易跑偏;当车轮“抱死”时,汽车易发生侧滑或失去转向能力。现代汽车设有电子防抱死装置,以防止紧急制动时车轮“抱死”而发生危险。3.14操纵稳定性 操纵性是指汽车对驾驶员转向指令的响应能力,直接影响行车安全。轮胎的气压和弹性、悬挂装置的刚度以及汽车重心的位置都是该性能重要的影响因素。汽车装载超高、超载、偏载,转弯时车速过快,在横向坡道角度过大
