2004166汽车轮胎侧偏特性影响因素的试验研究3彭旭东1郭孔辉2单国玲3(1石油大学机电学院,东营257061;2吉林大学,实验室,长春130025;3,[摘要]应用轮胎静力学特性试验机,3,主要分析了胎面花纹、。结果表明:轮胎的Fy-α关系曲线形状与胎面花纹形式、,-,却与轮胎负荷和气压有关;。叙词:,AnExperimentalStudyontheFactorsAffectingTireCorneringCharacteristicsPengXudong1,GuoKonghui2&ShanGuoling31SchoolofMechatronicEngineering,UniversityofPetroleum,Dongying257061;2JilinUniversity,StateKeyLaboratoryofAutomobileDynamicsSimulation,Changchun130025;3TriangleTyreCo1,Ltd1,Weihai264200[Abstract]Theinfluenceoftiretreadpatterns,tireloadandtireinflationpressureonthecorneringchar2acteristicsofapneumatictireisinvestigatedonatirestaticmechanicstester1Threepiecesofradialtireswiththesamesizeandthesametreadcompoundsbutdifferenttreadpatternsareusedinthetest1Theresultsshowthattherelationbetweencorneringforceandslipangleisnotaffectedbytiretreadpattern,tireloadandtireinflationpressure,buttherelationbetweenaligningtorqueandslipangleisaffectedbyabove2mentionedfactorsexcepttiretreadpatterns1Underthesametestcondition,thetirewithsinglewaychutetreadpatternsperformsbestamongthethree1Keywords:Automotivepneumatictires,Corneringcharacteristics,Tiretreadpatterns3国家自然科学基金(50275099、山东省自然科学基金(Y2002F01和中国博士后研究基金(2003034349资助项目。原稿收到日期为2003年10月17日,修改稿收到日期为2003年12月29日。1前言对汽车的操纵稳定性起最大作用的是轮胎的侧偏特性,即轮胎在侧偏条件下的侧向力与回正力矩特性[1],同时轮胎的侧偏特性也影响着轮胎的使用寿命或耐磨损性能,因此,研究轮胎摩擦和力学特性对改进轮胎结构、优化胎面胶配方、改善轮胎的湿牵引性能以及建立和完善轮胎力学模型等具有重要意义。通过对3条规格相同、胶料相同但胎面花纹不同的轿车轮胎进行低速静力学特性试验研究,研究了胎面花纹、轮胎负荷、气压等因素对轮胎的摩擦特性和侧偏力学特性的影响,提出了有益于轮胎设计和加工的建议。2试验方案试验所使用轮胎型号均为175/65R14TR268,且轮胎制作材料和工艺相同,试验轮胎共3条,但具有不同的胎面花纹,即顺向花纹、逆向花纹和纵沟光面花纹(如图1。试验速度:低速。试验平台:平板采用厚钢板,工作面加工成等间距排列的7mm×7mm小方块(侧向和纵向间距均为215mm;为使轮胎在试验过程中的摩擦系数保持稳定,在平板上均匀涂撒滑石粉。2004年(第26卷第6期汽车工程AutomotiveEngineering2004(Vol.26No.6试验气压:200、250和300kPa。试验载荷:3040、3970、4855、5815和6750N。当气压为200kPa时,为避免试验过程中负荷过高导致轮胎意外损坏,没有进行6750N的试验。试验轮胎侧偏角:0°、1°、2°、3°、6°、9°、12°和15°。图1试验用胎的胎面花纹形式3试验结果及分析311轮胎侧偏特性影响因素31111侧偏特性图2所示为3条试验轮胎在法向载荷Fz=593kg,胎压pi=250kPa条件下的侧偏特性。结果表明:对相同规格轮胎来讲,轮胎的侧向力Fy均随侧偏角α的增大而增大,当侧偏角约大于9°时,侧向力增大趋缓(图2(a。在其它试验条件下,3条轮胎的Fy-α关系曲线呈现相似变化趋势,并且无论胎面花纹如何变化,随着侧偏角的增大,侧向力均接近其极限值即轮胎与路面之间的最大摩擦力,该极限值的大小是随着轮胎胎面胶料性能和路面条件的变化而不同的[1~3]。所以,轮胎的这种力学特性要求汽车在行驶过程中,为保证行车安全,应尽量避免大角度侧偏或大而急的转弯,以避免轮胎无法提供足够大的汽车转弯力而造成事故。轮胎的回正力矩Mz对汽车运动产生不可忽视的影响。图2(b:对相同规格轮胎来讲,Mz均随侧偏角α化,α1°~时,α从3°增至9°时,Mz;Mz下降速度减,,Mz随侧偏角的变化趋势,但光面轮胎在大侧偏角下Mz出现了负值,这是轮胎印迹上的垂直反力的合力向前偏移的结果[1]。31112轮胎负荷的影响图3所示为在气压pi=250kPa时,法向载荷Fz对顺向花纹胎面轮胎侧偏...
