楊飛 蔣傳宇 付興超 楊鈞浩

摘 要：文章對(duì)Giti comfort 228_205/55R16 91H 輪胎進(jìn)行輪胎力學(xué)特性試驗(yàn)，定制輪胎力學(xué)特性的試驗(yàn)方法，數(shù)據(jù)處理方法及指標(biāo)，共完成的輪胎力學(xué)特性試驗(yàn)如下：純側(cè)偏、純側(cè)傾、側(cè)偏側(cè)傾復(fù)合工況試驗(yàn)、純縱滑、有效滾動(dòng)半徑、徑向剛度、側(cè)向剛度、縱向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度。

關(guān)鍵詞：輪胎力學(xué)特性;輪胎試驗(yàn);Giti

中圖分類號(hào)：U463.341? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）22-119-03

Abstract： In this paper， Giti comfort 228_205 / 55R16 91H tires are tested for tire mechanical properties， customized tire mechanical properties test methods， data processing methods and indicators. The tire mechanical properties tests completed are as follows： pure side slip， pure roll， side roll Composite working condition test， pure longitudinal slip， effective rolling radius， radial stiffness， lateral stiffness， longitudinal stiffness， torsional stiffness.

Keywords： Tire mechanical properties; Tire test; Giti

CLC NO.： U463.341? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-119-03

前言

輪胎作為汽車與路面之間唯一的接觸部件，需要承受整車的重力以及與路面間的各種作用載荷，輪胎的力學(xué)特性直接決定著汽車的各種特性，所以對(duì)輪胎的試驗(yàn)驗(yàn)證是非常重要的[1]。本文對(duì)Giti comfort 228_205/55R16 91H這個(gè)型號(hào)的輪胎進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，本次試驗(yàn)結(jié)果，可以作為輪胎仿真和性能優(yōu)化的依據(jù)。

1 輪胎坐標(biāo)系

試驗(yàn)臺(tái)坐標(biāo)系采用ISO坐標(biāo)系，如圖1所示。坐標(biāo)系的原點(diǎn)是輪胎接地印跡中心，x軸定義為輪胎中分面與地面的交線，前進(jìn)方向?yàn)檎?y軸是指輪胎旋轉(zhuǎn)軸線在地面上的投影線，前進(jìn)方向左側(cè)為正;z軸與地面垂直，向上為正。

輪胎的縱向力Fx、側(cè)向力Fy、垂直載荷Fz以及翻傾力矩Mx、滾動(dòng)阻力矩My和回正力矩Mz等均按輪胎坐標(biāo)系規(guī)定的方向確定正負(fù)方向。側(cè)偏角α，側(cè)傾角γ，圖示方向?yàn)檎齕2]。

2 試驗(yàn)方法

輪胎力學(xué)特性試驗(yàn)方法見表1。輪胎冷態(tài)狀況的氣壓為230kPa，考慮到汽車行駛過程中胎壓會(huì)有所變化，但由于試驗(yàn)速度低，試驗(yàn)過程中胎壓基本不變。為了使試驗(yàn)測(cè)試狀況與實(shí)際使用狀況更貼近，參照英國通用汽車公司的全球標(biāo)準(zhǔn)GMW 15204，試驗(yàn)時(shí)的胎壓比冷態(tài)氣壓高20kPa，即試驗(yàn)時(shí)氣壓為250kPa[3]。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

3.1 純側(cè)偏

對(duì)采集的每個(gè)側(cè)偏角的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平均;對(duì)線性區(qū)側(cè)偏角范圍的側(cè)向力與側(cè)偏角數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，能夠得出側(cè)偏剛度[4]，如圖3。對(duì)線性區(qū)側(cè)偏角范圍的回正力矩與側(cè)偏角數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，計(jì)算得到回正剛度，如圖4。

3.2 純側(cè)傾

對(duì)采集的每個(gè)側(cè)傾角的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平均;對(duì)側(cè)傾角范圍為[-5，5]的側(cè)向力與側(cè)傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，計(jì)算得到側(cè)傾剛度。

3.3 側(cè)偏側(cè)傾復(fù)合工況

對(duì)采集的每個(gè)側(cè)偏角與側(cè)傾角的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。

3.4 純縱滑

對(duì)采集的每個(gè)滑移率的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平均;對(duì)滑移率范圍為[-0.03，+0.03]的縱向力數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，從而計(jì)算得到縱滑剛度。

3.5 有效滾動(dòng)半徑

對(duì)滑臺(tái)位移與時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，計(jì)算得到滑臺(tái)速度;對(duì)輪胎角位移與時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，計(jì)算得到輪胎角速度;滑臺(tái)速度除以輪胎角速度，即可計(jì)算得到有效滾動(dòng)半徑。每工況下的有效滾動(dòng)半徑重復(fù)測(cè)量10次，取均值作為該工況的有效滾動(dòng)半徑結(jié)果。

3.6 徑向剛度

對(duì)采集的每組原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平均;對(duì)垂直載荷范圍為[1500，4500]的垂直載荷與輪胎負(fù)載半徑數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，從而計(jì)算得到徑向剛度。

3.7 側(cè)向剛度

對(duì)側(cè)向力范圍為[-1000，1000]的的側(cè)向力與側(cè)向位移數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并取均值作為側(cè)向剛度。

3.8 縱向剛度

對(duì)縱向力范圍為[-1000，1000]的縱向力與縱向位移數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并取均值作為縱向剛度。

3.9 扭轉(zhuǎn)剛度

對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍為[-5，5]的回正力矩與輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)角數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并取均值作為扭轉(zhuǎn)剛度。

4 試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

通過對(duì)Giti輪胎力學(xué)性能的測(cè)試，可以看出這款輪胎的總體性能比較好，徑向剛度、側(cè)向剛度、縱向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等力學(xué)性能都符合相關(guān)性能指標(biāo)。力學(xué)性能試驗(yàn)之后也能發(fā)現(xiàn)一些問題，今后的輪胎性能優(yōu)化可以參照本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬良清，王琰，孫寧紀(jì)，焦會(huì)云.我國汽車輪胎行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].輪胎工業(yè).2009.29（12）.

[2] 張為公.汽車車輪多維力測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)，2004.25 （1）.

[3] 邱昌峰.輪胎側(cè)偏松弛長度試驗(yàn)方法研究[J].輪胎工業(yè)，2019.10.

[4] 程澤木.基于輪胎六分力測(cè)試的PAC2002輪胎模型參數(shù)辨識(shí)方法研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2018（15）.