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汽车整车轮胎匹配研究 刘天琦 孔凡茂 长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北省保定市 071000 摘要：对于轿车来说，一项非常重要的性能指标就是轮胎操纵稳定性，随着轿车的发展 和行车环境的改善优化，轿车的速度也随着发展越来越高，因此，对车辆的操纵稳定性也就 提出了更高的要求。底盘行驶性能的基础是轮胎性能，底盘行驶性能取决于各装置的协调。 底盘的高行驶性能是在驱动系、悬架、轮胎、制动系等各轮胎构成装置和车身的刚度等整体 取得良好的匹配，才能实现综合性能。本文主要对汽车整车轮胎匹配进行了研究。 关键词：汽车；整车轮胎；匹配 中图分类号：U466 文献标识码：A 1 轿车轮胎匹配研究的意义 近年来，随着社会的发展，汽车作为一种不可或缺的交通工具，越来越多的走进人们的 生活，而一个不容忽视的现象就是交通事故呈现出不断上升的趋势，给人民生命和财产安全 带来了巨大威胁，其中一个很重要的原因是车辆自身性能没有达到安全标准，再加上人为和 道路环境因素，导致车辆操纵稳定性变差。汽车在行驶时的过程中，受到路面对汽车产生的 不同方向的作用力，这些作用力中，汽车的轮胎对路面产生的作用力直接传递，因此，轮胎 的力学研究在汽车的制造和研究设计中都尤为重要。轮胎的力学特性对汽车许多重要的性能 都有很大的影响，那么如何根据车辆的性能要求，设计生产出匹配合适的轮胎，这是汽车制 造商和轮胎设计制造商最为关心的问题。目前，轮胎制造厂商评价和生产轮胎基本上只是针 对轮胎本身，没有和整车性能进行紧密的匹配研究；而车辆制造设计单位在设计车辆时也只 是被动的选择轮胎产品，缺乏与轮胎制造厂商同步开发产品的过程，多数情况下都是根据车 型定位和轮胎特性选配合适的轮胎，所以，针对这种现状，开展轿车轮胎操纵稳定性匹配研 究工作意义深远。综上所述，轿车轮胎匹配研究工作，不仅关系着车辆的基本性能，更关系 着车辆运行的安全性能、舒适性能，以及发展竞争中的优势体现。 2 轮胎各种特性参数对操纵稳定性具体影响 2.1 轮胎的结构形式对侧偏刚度的影响 如图1所示，子午线轮胎接地面宽，一般侧偏刚度高，钢丝子午线轮胎比尼龙子午线轮 胎的侧偏刚度还要高些。轮胎的结构形式对回正力矩-侧偏角特性也有影响，在同样侧偏角 下，尺寸大的轮胎一般回正力矩较大；子午线轮胎的回正力矩比斜交轮胎大。 图1 子午线轮胎接地面宽 2.2 扁平率、行驶面宽对轮胎侧偏刚度的影响 扁平率和行驶面宽对轮胎侧偏刚度也有很大的影响，因为扁平率小，接地面积变宽，侧 偏刚度成反比例提高，同理，行驶面越宽，接地面越大。故采用扁平率小、行驶面宽的宽轮 胎是提高侧偏刚度，改善车辆操纵稳定性的主要措施，也符合轿车高速运动型发展方向和子 午线轿车轮胎低扁平比、宽基化的发展趋势。 2.3 垂直载荷的变化对轮胎侧偏特性的影响 侧偏力随垂直载荷的增加而变大，但垂直载荷过大时，轮胎产生很大的径向变形，侧偏 力反而有减小。另外，通过试验表明，回正力矩随垂直载荷的增加而增大。 2.4 轮胎充气压力对侧偏力的影响 随着充气气压的增加，侧偏力增大，但气压达到一定值后，侧偏力不再变化，与此相反， 轮胎的气压降低，接地印迹变长，轮胎拖距增大，回正力矩也就变大。因此，正确使用气压 也是保证车辆操控稳定性能的重要方法。路面种类及干湿状况对侧偏特性，尤其是最大侧偏 力有很大影响。另外，行驶速度对侧偏力的影响很小，但随着速度增大，侧偏力的最大值降 低，这主要是由于速度增高时，侧偏力的最大值降低，这主要是由于速度增高时，滑动摩擦 系数降低的缘故。 2.5 外侧倾向力对侧偏力的影响 外侧倾向力是轮胎有外倾角，并在无侧偏角的情况下滚动时所产生的侧向反作用力。由 外倾角所引起的外倾向力与侧偏角产生的侧向里相比相对较小，大概1°的侧偏角相当于斜 交轮胎外倾4°-6°，子午线轮胎对外倾角更不如斜交轮胎敏感。 3 轮胎的操稳性研究 汽车轮胎作为整车唯一和地面接触的部件，其主要功能为：承载汽车的质量和路面的垂 直反力；对于行驶中驱动和制动的汽车产生并承受路面的纵向反力；对于转弯或受有侧向力 行驶的汽车产生并承受路面的侧向反力使汽车沿预定方向行驶；吸收或减小汽车通过不平路 面时产生的动载荷和振动等。 3.1 匹配轮胎应考虑因素 3.1.1 轮胎的基本特性：均匀性、刚