汽車輪胎對(duì)行駛性的影響

1、安徽汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文課題名稱 輪胎對(duì)行駛性影響的分析 專 業(yè) 汽車檢測(cè)與維修技術(shù) 姓 名 指導(dǎo)教師2012年 11 月4 日目錄第一章 輪胎的構(gòu)造、種類及作用 . 41.1 輪胎的基本組成 . 41.2 輪胎的分類 . 51.2.1 充氣壓力分類 . 51.2.2 胎面花紋分類 . 51.2.3 組成結(jié)構(gòu)分類 . 51.2.4胎體簾線排列方向分類 . 51.3 輪胎在汽車中的作用 . 7第二章 輪胎的規(guī)格參數(shù)及表示方法 . 72.1 輪胎基本術(shù)語(yǔ) . 72.1.1輪胎的主要尺寸 . 72.1.2輪胎的高寬比 . 82.1.3 輪胎最高速度 . 82.1.4輪胎的層級(jí) . 92.1.5輪

2、胎的負(fù)荷指數(shù) . 92.2輪胎規(guī)格表示方法 . 9第三章 輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)性能對(duì)汽車行駛性能的影響 . 103.1 動(dòng)力性能對(duì)汽車行駛性的影響 . 103.2 燃料經(jīng)濟(jì)性對(duì)汽車行駛性的影響 . 103.3 制動(dòng)性能對(duì)汽車行駛性的影響 . 113.4 操縱穩(wěn)定性對(duì)汽車行駛性的影響 . 113.5 行駛平順性對(duì)汽車行駛性的影響 . 11第四章 輪胎部件及其主要技術(shù)參數(shù)對(duì)汽車的行駛影響 . 124.1輪胎的六分力 . 124.2部件 . 124.2.1 胎面對(duì)汽車行駛性的影響 . 124.2.2 冠帶層對(duì)汽車行駛性的影響 . 124.2.3 三角膠對(duì)汽車行駛性的影響 . 12第五章 輪胎與汽車的性能匹配

3、分析 . 135.1 輪胎與汽車生產(chǎn)的相關(guān)性 . 135.2 輪胎性能對(duì)汽車行駛性的影響分析 . 13致 謝. 15摘要：現(xiàn)代汽車，尤其是高檔轎車對(duì)輪胎的性能要求越來(lái)越高。我們都知道，輪胎是汽車的重要安全部件，關(guān)系到汽車的操縱穩(wěn)定性和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的有效傳遞。脫離汽車研究輪胎性能沒(méi)有實(shí)際意義。輪胎的性能不僅取決于輪胎本身，更取決于輪胎與汽車的匹配，目前，對(duì)輪胎與汽車性能的匹配要求日益提高。本文就輪胎對(duì)汽車行駛性的影響進(jìn)行探討，主要目的是讓我們更準(zhǔn)確的了解輪胎對(duì)汽車行駛性的影響，讓我們更深刻的認(rèn)識(shí)輪胎對(duì)汽車行駛性的重要作用。輪胎路面附著性能、滾動(dòng)阻力、側(cè)偏特性、垂直特性、包封性、振動(dòng)性等動(dòng)態(tài)力學(xué)性能

4、及結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)汽車的行駛影響有著密切相關(guān)的聯(lián)系。在合理性能匹配的情況下，輪胎性能好，汽車的行駛性能好。關(guān)鍵詞：輪胎 汽車 輪胎力學(xué)性能 性能匹配Abstract:Modern vehicles, especially high-grade cars of the tire performance requirements higher and higher. As we all know, tire is one of the important safety car parts, relates to the car's steering stability and the effe

5、ctive transfer of engine power. From the car tires performance of no practical significance. Tyre performance depends not only on tire itself, but also depends on the matching of types and car, at present, the performance of the tyres and car match the demand is increasing day by day. In this paper,

6、 the impact of tires on the car were discussed, the main purpose is to let us a more accurate understanding of the impact of tires on the car, make us more profound understanding of the tyres on the car of the important role. Tire cornering characteristics road friction performance, rolling resistan

7、ce, and vertical vibration characteristics, envelope, such as dynamic mechanical properties and structure and size of the car driving effect is closely related to the contact. Under the condition of the reasonable performance matching, tyre performance is good; the car driving performance is good.Ke

8、ywords: match the automobile tyre mechanical properties第一章 輪胎的構(gòu)造、種類及作用汽車輪胎按胎體結(jié)構(gòu)不同可分為充氣輪胎和實(shí)心輪胎，現(xiàn)代汽車大部分采用充氣輪胎，充氣輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同分為內(nèi)胎輪胎和無(wú)內(nèi)胎輪胎，一般來(lái)說(shuō)，輪胎由胎面、胎肩、胎側(cè)、胎緣、簾布層和帶束層等部分組成。目前汽車上大多使用簾布層與臺(tái)面中心線成90°或接近90°的子午線輪胎，相比簾布層與臺(tái)面中心線呈小于90°的普通斜交輪胎，具有自重輕、耐磨性好、滾動(dòng)阻力小、附著性能好、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是胎側(cè)易裂口、成本高。子午線輪胎比普通斜交輪胎節(jié)油1

9、0%，以轎車一年行駛1.5 萬(wàn)公里每百公里綜合耗油10 公升為例，按每公升6.87 元的93 號(hào)汽油計(jì)算，使用節(jié)能型子午線輪胎比使用普通的子午線輪胎，每年至少能節(jié)約油耗1000 元多元，而轎車用子午線輪胎價(jià)格比普通斜交輪胎平均只高200 元左右。如果按國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的2009 年年底全國(guó)轎車保有量2605 萬(wàn)輛來(lái)計(jì)算，使用子午線輪胎一年就能節(jié)約汽油390 億公升，相當(dāng)于中石化2008 年一年的汽油產(chǎn)量，并且子午線輪胎的壽命約8 萬(wàn)公里以上，比普通斜交輪胎行駛里程長(zhǎng)50%，經(jīng)濟(jì)性能顯著。輪胎在汽車中起著安全性、舒適性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性等重要作用。1.1 輪胎的基本組成充氣輪胎的組成 外胎是用以保護(hù)

10、內(nèi)胎不受外來(lái)?yè)p傷和沖入壓縮空氣后不致過(guò)分膨脹的外殼，是輪胎的主體，具有承擔(dān)車重和變形、緩和汽車振動(dòng)和沖擊的作用，一般要求其具有較高的強(qiáng)度，并具有一定的彈性。輪胎外胎一般構(gòu)造包括胎面（胎冠和胎肩）、胎側(cè)、胎體（簾布層和緩沖層）和胎圈等部分。 內(nèi)胎是一個(gè)環(huán)形橡膠管，橡膠管內(nèi)充滿壓縮空氣，裝入外胎后，使輪胎可保持一定的內(nèi)壓，從而獲得緩沖性能和承載能力。 墊帶放在內(nèi)胎與輪輞之間，是一個(gè)具有一定形狀和斷面的環(huán)形膠帶，其邊緣較薄，表面光滑，具有耐熱性，上有供內(nèi)胎氣門嘴通過(guò)的圓孔。墊帶的作用是防止內(nèi)胎被輪輞及外胎的輪圈擦傷和磨損，并能防止塵土，水侵入胎內(nèi)。 深式輪輞上使用的內(nèi)胎輪胎沒(méi)有墊帶，而無(wú)內(nèi)胎的輪胎及

11、無(wú)內(nèi)胎，又無(wú)墊帶（如圖1所示）1-橡膠密封層2-自粘層 3-槽紋 4-輪輞5-氣門嘴圖1 無(wú)內(nèi)胎輪胎1.2 輪胎的分類1.2.1 充氣壓力分類（1）高壓輪胎：充氣壓力為0.50.7MPa的輪胎為高壓輪胎。高壓輪胎的滾動(dòng)阻力小，油耗低，但緩沖性能差，與路面的附著能力低，因此在汽車上很少使用。（2）低壓輪胎：充氣壓力為0.150.45MPa的輪胎為低壓輪胎。低壓輪胎由于具有彈性好、斷面寬，與道路接觸面積大，壁薄而散熱性好等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛使用。目前，轎車、載貨汽車幾乎全部采用低壓輪胎。（3）超低壓輪胎：充氣壓力低于0.15MPa的輪胎為超低壓輪胎。超低壓輪胎的斷面寬度比低壓輪胎的寬，其與道路接觸的

12、面積也比低壓輪胎的大，所以超低壓輪胎在道路松軟路面上的通過(guò)能力比較好，所以適合泥濘路、雪地、沙漠等地帶使用。目前，超低壓輪胎多用于越野汽車和少數(shù)特種汽車上。（4）調(diào)壓輪胎：充氣壓力可根據(jù)路面條件不同進(jìn)行調(diào)節(jié)的輪胎為調(diào)壓輪胎。 輪胎的氣壓變化會(huì)改變輪胎與路面的接觸面積和壓強(qiáng)，也將改變汽車的滾動(dòng)阻力系數(shù)與附著系數(shù)。1.2.2 胎面花紋分類汽車輪胎按胎面花紋不同，可分為普通花紋輪胎、越野花紋輪胎和混合花紋輪胎三種（如圖2所示）。a b 普通花紋、c 混合花紋、d e 越野花紋圖2 輪胎花紋1.2.3 組成結(jié)構(gòu)分類汽車輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同，可分為有內(nèi)胎輪胎和無(wú)內(nèi)胎輪胎兩種。有內(nèi)胎輪胎構(gòu)造特點(diǎn)上一章我們已

13、經(jīng)介紹，在此主要介紹下無(wú)內(nèi)胎輪胎的構(gòu)造和特點(diǎn)。 無(wú)內(nèi)胎輪胎在外觀上和有內(nèi)胎輪胎相近，但其組成結(jié)構(gòu)上少了內(nèi)胎和墊帶，而在外胎內(nèi)壁上多了一層厚度23mm的專門用來(lái)封氣的橡膠密封層。1.2.4胎體簾線排列方向分類汽車輪胎按胎體簾線排列方向不同，可分為普通斜交輪胎和子午線輪胎兩種 汽車輪胎胎體簾線的排列都與輪胎的子午斷面成一定角度，這個(gè)角度稱為胎冠角。 胎冠角對(duì)輪胎的特性影響很大。如胎冠角增大，將使輪胎的側(cè)向剛性徑向剛性等增大。側(cè)向剛性增大，將改善汽車的行駛穩(wěn)定性；徑向剛性增大將降低輪胎的緩沖性能。（1）普通斜交輪胎：普通斜交輪胎（如圖3所示）。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是胎體簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面成一定夾

14、角，簾線是由一側(cè)胎邊穿過(guò)胎面到另一側(cè)胎邊，并且由這種斜置簾線組成的多層（層數(shù)通常為偶數(shù)）簾布交錯(cuò)疊合，呈斜交方式排列。為了兼顧輪胎的側(cè)向剛性和緩沖性能，一般取胎冠角為50度52度。1- 胎面 2-輪胎斷面中心線 3-簾布層 4-緩沖層圖3 普通斜交輪胎（2）子午線輪胎：子午線輪胎（如圖4所示）。子午線輪胎的胎體簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面一致，呈環(huán)形排列，簾線也是由一側(cè)胎邊穿過(guò)胎面到另一側(cè)胎邊，同時(shí)在圓周方向有一帶束層。1-胎面 2-輪胎斷面中心線 3-簾布層 4-帶束層圖4 子午線輪胎子午線輪胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比起普通斜交輪胎有諸多的優(yōu)越性能： 使用壽命長(zhǎng) 緩沖性能好 滾動(dòng)阻力小 胎溫低，散

15、熱快 承載能力大 附著性能好 轉(zhuǎn)向行駛穩(wěn)定性好 輪胎質(zhì)量輕1.3 輪胎在汽車中的作用輪輞和輪胎是汽車行駛系中重要的部分，其作用是：支撐整車質(zhì)量；緩沖由路面?zhèn)鱽?lái)的振動(dòng)和沖擊；通過(guò)輪胎與地面的附著力（輪胎抓著力）來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力；產(chǎn)生橫向力和回正力矩來(lái)平衡汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的離心力；保證汽車正常轉(zhuǎn)向后車輪直線行駛；翻越障礙，提高通過(guò)性。輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，其基本功能如下：（1）承受汽車負(fù)荷;（2）為傳遞驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力提供足夠的附著力（3）為改變和保持汽車行駛方向提供足夠的轉(zhuǎn)向操縱性能和方向穩(wěn)定性能（4）與汽車懸架系統(tǒng)共同緩沖來(lái)自路面的沖擊，并衰減由沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)，以保證汽車良好的行駛

16、平順性和乘坐舒適性。第二章 輪胎的規(guī)格參數(shù)及表示方法選擇好輪胎的規(guī)格尺寸，不但能提高輪胎的使用壽命，還能提高汽車的安全性、舒適性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，在高速公路上行駛時(shí)更顯著。汽車輪胎正確選型，必須了解輪胎規(guī)格和標(biāo)記的含義。如轎車輪胎規(guī)格為205/55/R16 91V：205 標(biāo)示輪胎寬度為205，55 代表輪胎扁平比，即斷面高除以斷面寬×100；R 指子午線輪胎，16 是指輪輞直徑是16 英寸；91 是表示負(fù)荷指數(shù)，代表該負(fù)荷指數(shù)的輪胎最大可承重615kg；V 是表示速度級(jí)別，該級(jí)別輪胎最高速度為240km/h。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，高速公路46%的交通事故是由于輪胎發(fā)生故障引起的，輪胎選型不當(dāng)、

17、胎壓過(guò)高、胎面磨損過(guò)度等，都是容易引發(fā)交通事故，其原因除駕駛員操作不當(dāng)和路面情況等因素外，主要是輪胎選型和使用不當(dāng)。2.1 輪胎基本術(shù)語(yǔ)2.1.1輪胎的主要尺寸輪胎的主要尺寸（如圖6所示）。D-輪胎外徑 d-胎圈內(nèi)徑或輪輞直徑 B-輪胎斷面寬度 H-輪胎斷面高度圖5 輪胎的主要尺寸2.1.2輪胎的高寬比輪胎的高寬比是指輪胎斷面高度H與輪胎斷面寬度B的比值，以百分?jǐn)?shù)形式表示，即H/B。輪胎的高寬比又稱扁平率。輪胎通常根據(jù)扁平率劃分系列。目前汽車輪胎常見(jiàn)扁平率為80、75、70、65、60、55、50、45等。（如圖6 所示）。圖6 具有相同承受能力的普通輪胎和寬斷面輪胎的軸心高度比較層技數(shù)并不代

18、表輪胎簾布層的實(shí)際層數(shù)，而是表示載質(zhì)量與棉簾線相當(dāng)?shù)拿藓熅€的層數(shù)。如9.00R20-14PR的全鋼子午線輪2.1.3 輪胎最高速度表1輪胎速度級(jí)別符號(hào)與最高行駛速度2.1.4輪胎的層級(jí)輪胎的層級(jí)是描述輪胎負(fù)荷能力的相對(duì)指數(shù)，用PR表示，主要用于區(qū)別尺寸相同但結(jié)構(gòu)和承載能力不同的輪胎。輪胎的胎，其實(shí)際胎體鋼絲簾線只有一層，但它的載質(zhì)量卻相當(dāng)于14層棉簾線的9.00-20斜交輪胎，所以它的層數(shù)為14PR。2.1.5輪胎的負(fù)荷指數(shù)輪胎負(fù)荷指數(shù)是描述輪胎在最高速度、最大充氣壓等規(guī)定使用條件下負(fù)荷能力的參數(shù)，表2輪胎負(fù)荷指數(shù)與負(fù)荷能力對(duì)應(yīng)關(guān)系表2.2輪胎規(guī)格表示方法我國(guó)輪胎現(xiàn)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為GB9743-1

19、997轎車輪胎、GB/T2978-1997轎車輪胎系列、GB9744-1997載重汽車輪胎及GB/T2977-1997載重汽車輪胎系列等。（如圖7、8所示）。圖7轎車輪胎規(guī)格表示方法第三章 輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)性能對(duì)汽車行駛性能的影響3.1 動(dòng)力性能對(duì)汽車行駛性的影響輪胎與路面的附著性能、輪胎的速度性能及滾動(dòng)阻力是影響汽車動(dòng)力性能的主要因素,輪胎的附著性能直接影響汽車的驅(qū)動(dòng)、加速和減速性能,配用附著性能好的輪胎有利于提高汽車的加速性能。動(dòng)力性能是汽車首要的行駛性能。汽車必須通過(guò)輪胎與路面的接觸來(lái)獲得足夠的牽引力才能克服各種行駛阻力,必須達(dá)到一定的速度才能正常行駛,而汽車克服行駛阻力和保持正常行駛的能力

20、取決于汽車的動(dòng)力性能。汽車的動(dòng)力性能可從三方面評(píng)價(jià)。（1）最高速度 最高速度是指汽車滿載時(shí)在良好水平路面上行駛所能達(dá)到的最高速度。（2）加速能力 加速能力是指汽車在各種條件下行駛速度迅速提高的能力。加速時(shí)間和加速距離越短的汽車加速性能越好。（3）上坡能力 上坡能力用汽車滿載時(shí)以最低擋位在堅(jiān)硬路面上等速行駛所能越過(guò)的最大坡度來(lái)表示,還稱為最大爬坡度,它表征汽車的最大牽引力。不同類型的汽車對(duì)上述三項(xiàng)指標(biāo)的要求不同。轎車和客車偏重于最高速度和加速能力,載重汽車和越野汽車對(duì)上坡能力的要求較高,但在公路上正常行駛的汽車都須具備一定的加速能力。3.2 燃料經(jīng)濟(jì)性對(duì)汽車行駛性的影響輪胎的滾動(dòng)阻力是影響汽車燃

21、料經(jīng)濟(jì)性的主要因素之一。統(tǒng)計(jì)表明,在發(fā)達(dá)國(guó)家,汽車的燃料消耗量約占總?cè)剂舷牧康?5 % ,而輪胎克服滾動(dòng)阻力的燃料消耗量約占車輛燃料消耗量的20 % ,故即使輪胎燃料消耗量稍有減小,對(duì)國(guó)家總?cè)剂舷牧康臏p小也是一個(gè)很大的貢獻(xiàn)。滾動(dòng)阻力是輪胎在行駛過(guò)程中與路面接觸發(fā)生變形而產(chǎn)生的阻礙輪胎滾動(dòng)的力。輪胎的滾動(dòng)阻力越大,汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)輸出的驅(qū)動(dòng)力矩也越大,這樣才能使輪胎的受力趨于平衡或使輪胎產(chǎn)生加速度,但這必然會(huì)導(dǎo)致汽車燃料消耗量增大。在相同條件下,不同輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力不同。3.3 制動(dòng)性能對(duì)汽車行駛性的影響輪胎的滑動(dòng)摩擦性能對(duì)汽車制動(dòng)性能影響很大。顯然,汽車的制動(dòng)性能與輪胎與路面的摩擦力密切相關(guān),

22、而輪胎與路面的摩擦力取決于輪胎與路面的接觸狀況。輪胎與路面的摩擦力過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致汽車制動(dòng)性能下降。因此,對(duì)輪胎摩擦性能的研究是輪胎工業(yè)的重要課題。 良好的制動(dòng)性能不僅是汽車安全行駛的保證,而且是汽車動(dòng)力性能得以良好發(fā)揮的前提。 汽車的制動(dòng)性能通過(guò)三方面來(lái)衡量。（1）制動(dòng)效能 制動(dòng)效能是汽車迅速減速直至停止的能力,常用制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離來(lái)評(píng)價(jià)。汽車的制動(dòng)效能除與汽車的技術(shù)狀況有關(guān)外,還與汽車制動(dòng)時(shí)的速度及輪胎與路面的接觸狀況有關(guān)。（2）制動(dòng)效能的恒定性 汽車在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)制動(dòng),制動(dòng)器溫度升高導(dǎo)致的制動(dòng)效能下降稱為制動(dòng)器的熱衰退。汽車連續(xù)制動(dòng)后制動(dòng)效能的穩(wěn)定程度稱為制動(dòng)效能的恒定性。（3

23、）制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性 汽車制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性是指汽車在制動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向的能力。左右側(cè)制動(dòng)動(dòng)力不一樣時(shí),汽車易跑偏;當(dāng)車輪“抱死”時(shí),汽車易發(fā)生側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力?，F(xiàn)代汽車設(shè)有電子防抱死裝置,以防止緊急制動(dòng)時(shí)車輪“抱死”而發(fā)生危險(xiǎn)。3.4 操縱穩(wěn)定性對(duì)汽車行駛性的影響汽車通過(guò)操縱系來(lái)操縱輪胎(如圖8 所示) 。圖8 輪胎與汽車操縱系的關(guān)系輪胎的側(cè)偏特性(主要指?jìng)?cè)偏力、回正力矩和側(cè)偏角間的相關(guān)性) 是輪胎重要的力學(xué)性能,直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性。輪胎側(cè)偏特性及其與汽車懸架系統(tǒng)的協(xié)同配合是影響汽車轉(zhuǎn)向性的主要因素,通過(guò)改善輪胎側(cè)偏特性可以解決汽車轉(zhuǎn)向不足或過(guò)大的問(wèn)題。3.5 行駛

24、平順性對(duì)汽車行駛性的影響輪胎的均勻性、振動(dòng)性、包封性及汽車懸架系統(tǒng)的剛度、柔度是影響汽車行駛平順性的主要因素。輪胎的均勻性、振動(dòng)性和包封性差會(huì)導(dǎo)致汽車行駛,尤其是在不平路面上行駛時(shí)不穩(wěn)或顛簸,即汽車的乘坐舒適性差。 可以看出,提高汽車的行駛性能必須注重輪胎性能與汽車性能的協(xié)同配合,輪胎的研究、開(kāi)發(fā)與汽車的性能要求密切相關(guān)。第四章 輪胎部件及其主要技術(shù)參數(shù)對(duì)汽車的行駛影響 輪胎是胎面、胎側(cè)等變形大、強(qiáng)度低的柔性橡膠部件與模量大、強(qiáng)度高的剛性骨架橡膠復(fù)合部件組成的結(jié)構(gòu)體,輪胎及其部件的主要技術(shù)參數(shù)在某種程度上決定著輪胎與汽車匹性。4.1輪胎的六分力輪胎的結(jié)構(gòu)和尺寸,如胎圈著合直徑、輪胎斷面高寬比和

25、接地寬度等直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性、動(dòng)力性能、制動(dòng)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性等,輪胎結(jié)構(gòu)和尺寸是否合理與車輛設(shè)計(jì)成功與否關(guān)系極大。輪胎的宏觀力學(xué)性能主要是指輪胎的六分力,六分力是輪胎與路面及汽車之間作用力的集中體現(xiàn)。（1）縱向力( FX) FX 是地面作用在輪胎上的力在X 軸方向即輪胎前進(jìn)方向的分量, FX 包括車輪驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力、車輪自由滾動(dòng)時(shí)的滾動(dòng)阻力、車輪制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力。（2）橫向力( FY ) FY 是地面作用在輪胎上的力在Y 軸方向的分量。在FY 的作用下,輪胎會(huì)產(chǎn)生很復(fù)雜的側(cè)向變形,側(cè)向變形導(dǎo)致的側(cè)偏現(xiàn)象對(duì)車輛的操縱穩(wěn)定性有很大影響。（3）法向力( FZ) FZ 是地面作用在輪胎上的力沿

26、Z 軸方向的分量。FZ 將引起輪胎徑向變形,其與輪胎承受的載荷力相等。（4）回正力矩( MZ) MZ 是地面作用到輪胎上的力繞Z 軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩, MZ 使輪胎恢復(fù)原來(lái)的行駛方向,保證汽車能穩(wěn)定地直線行駛。 （5）滾動(dòng)阻力矩( M Y ) MY 是地面作用到輪胎上的力繞Y 軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩, MY 的方向與車輪的旋轉(zhuǎn)方向相反,汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性與MY 有關(guān)。（6）翻轉(zhuǎn)力矩(MX)MX 是地面作用到輪胎上的力繞X 軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩。4.2部件結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)汽車行駛性能影響較大的輪胎部件有胎面、冠帶層和三角膠等。4.2.1 胎面對(duì)汽車行駛性的影響汽車最終通過(guò)胎面與路面之間的反作用力來(lái)獲得行駛動(dòng)力,胎

27、面的花紋形式(縱向、橫向或混合塊狀花紋) 、溝槽空隙比、溝槽寬度及角度、溝槽深度、塊大小、鋼片設(shè)置和肩塊刀槽形式?jīng)Q定或影響車輛的牽引力、制動(dòng)性能和操縱穩(wěn)定性等。另外,胎面花紋形式和結(jié)構(gòu)也是影響車輛噪聲的關(guān)鍵因素。4.2.2 冠帶層對(duì)汽車行駛性的影響剛性帶束層與柔性胎面之間設(shè)置纖維簾布冠帶層使得輪胎與路面之間的接地壓力分布更加均勻,從而改善了車輛的操縱穩(wěn)定性能和響應(yīng)靈敏度,但冠帶層的結(jié)構(gòu)或尺寸不當(dāng),會(huì)降低車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。4.2.3 三角膠對(duì)汽車行駛性的影響在非直線行駛狀態(tài)下,三角膠在承受胎圈部位垂直負(fù)荷的同時(shí),還將通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加給輪軸的側(cè)向力傳遞給胎冠花紋,從而達(dá)到操控的目的。因

28、此,三角膠的結(jié)構(gòu)、尺寸及膠料的物理性能對(duì)輪胎的側(cè)偏特性影響很大。與不同車輛配合時(shí),輪胎的三角膠結(jié)構(gòu)、尺寸及膠料性能需要根據(jù)路試結(jié)果來(lái)調(diào)整。 另外,反包胎體對(duì)汽車行駛性能的影響與三角膠相似,但由于胎體簾布反包端點(diǎn)處存在應(yīng)力突變,因此必須使反包胎體簾布的端點(diǎn)位置與三角膠、胎側(cè)、胎圈結(jié)構(gòu)匹配;在胎圈對(duì)應(yīng)輪緣位置處設(shè)置周向保護(hù)膠棱不僅可以保護(hù)輪輞,使之免受外力 12沖擊,同時(shí)可以改善車輛的操縱性能。該技術(shù)在高性能輪胎及越野輪胎中已應(yīng)用得 越來(lái)越多。第五章 輪胎與汽車的性能匹配分析由于市場(chǎng)對(duì)汽車行駛性能要求逐步提高,相應(yīng)地對(duì)輪胎性能要求也不斷提高。對(duì)輪胎性能的評(píng)價(jià)已不只停留在對(duì)其基本性能的評(píng)價(jià)上,而更多

29、地轉(zhuǎn)移到對(duì)輪胎匹配的汽車各項(xiàng)行駛性能的評(píng)價(jià)上。因此,對(duì)輪胎與汽車性能匹配的研究既是一個(gè)新的課題,又是一個(gè)亟待解決、意義重大的課題。5.1 輪胎與汽車生產(chǎn)的相關(guān)性單純討論輪胎的某項(xiàng)性能意義不大，輪胎性能的研究應(yīng)該結(jié)合輪胎匹配的汽車性能，更確切的地說(shuō)是汽車懸架系統(tǒng)（如圖9所示）性能來(lái)進(jìn)行。圖9輪胎與汽車懸架系統(tǒng)示意輪胎與汽車懸架系統(tǒng)匹配所構(gòu)成的集成系統(tǒng)的剛度、柔度及動(dòng)力學(xué)性能是影響汽車行駛性能的主要因素。同一條輪胎匹配于不同汽車表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能可能會(huì)有較大差異，即一條輪胎與某一汽車匹配可能表現(xiàn)出良好的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，而與另一汽車匹配則可能 表現(xiàn)出個(gè)別動(dòng)態(tài)力學(xué)性能極差。 輪胎與汽車懸架系統(tǒng)示意 在

30、國(guó)外,為達(dá)到輪胎與汽車性能匹配,在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí),輪胎生產(chǎn)商一般會(huì)與汽車生產(chǎn)商密切合作,由汽車生產(chǎn)商提出輪胎與汽車匹配的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能要求或由輪胎生產(chǎn)商為汽車生產(chǎn)商提供輪胎的動(dòng)態(tài)力學(xué)模型,以便汽車生產(chǎn)廠家進(jìn)行懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整車性能模擬仿真計(jì)算。這就要求輪胎生產(chǎn)商不僅能夠設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出滿足汽車性能要求的輪胎,同時(shí)也能夠提供用于懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)或整車性能模擬仿真計(jì)算的輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)模型。國(guó)內(nèi)輪胎生產(chǎn)企業(yè)必須深入了解并逐漸適應(yīng)高檔轎車原配市場(chǎng)在這方面苛刻的要求。5.2 輪胎性能對(duì)汽車行駛性的影響分析從汽車、輪胎力學(xué)行為分析得出,汽車表現(xiàn)出的各項(xiàng)行駛性能最終取決于路面對(duì)其的激勵(lì),而這種激勵(lì)又是借助于輪胎與路面之

31、間的相互作用表現(xiàn)出來(lái)的。如果沒(méi)有合適的輪胎匹配,汽車良好的性能也發(fā)揮不出來(lái)。 輪胎與汽車性能匹配,在汽車方面,有賴于汽車的傳動(dòng)系 13統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架系統(tǒng);在輪胎方面,有賴于輪胎本身所固有的剛性系統(tǒng)和性能。影響輪胎與汽車性能匹配的因素之間存在著直接或間接的聯(lián)系及制約關(guān)系,這些因素及相關(guān)條件構(gòu)成了一個(gè)緊密聯(lián)系的系統(tǒng),即對(duì)某一性能或因素的研究往往會(huì)涉及其它許多因素,且這些因素之間還可能存在矛盾。對(duì)輪胎與汽車性能匹配的研究就是要尋求這些因素與輪胎性能、汽車行駛性能之間相互作用的關(guān)系。 輪胎與汽車性能匹配研究的關(guān)鍵在于“匹配”,輪胎性能與汽車性能的匹配是輪胎性能與汽車系統(tǒng)性能的合理配合,不同的汽車應(yīng)選用不同性能的輪胎。同一條輪胎安裝在不同車輛上可能會(huì)表現(xiàn)出截然不同的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,而同一輛車上裝配不同規(guī)格,甚至是相同規(guī)格、不同品牌的輪胎也會(huì)表現(xiàn)出不同的行駛性能,因而輪胎與汽車性能匹配的研究是一個(gè)綜合諸多方面因素的復(fù)雜系統(tǒng)工程?？偟恼f(shuō)來(lái),影響汽車行駛性能的輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)性能主要為與路面的附著性能、滾動(dòng)阻力、側(cè)偏特性、垂直特性