徐 斌

(樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 樂山 614000)

1 輪胎基礎(chǔ)知識(shí)

車輪與輪胎是汽車行駛系中的重要部件，現(xiàn)代汽車幾乎都采用充氣輪胎。輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，它的作用是：

(1)和汽車懸架共同來.緩和汽車行駛時(shí)所受到的沖擊，并衰減由此而產(chǎn)生的振動(dòng)，以保證汽車有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。(2)保證車輪和路面有良好的附著性，以提高汽車的牽引性、制動(dòng)性和通過性。(3)承受汽車的重力，并傳遞其它方向的力和力矩。

2 輪胎與汽車行駛跑偏

汽車行駛跑偏是指汽車在平直的路面上行駛，雙手松開方向盤后，汽車偏離了原直線行駛方向。GB7258-97《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中5.7規(guī)定:機(jī)動(dòng)車在平坦、硬實(shí)、干燥和清潔的道路上行駛不得跑偏。

汽車行駛跑偏的原因十分復(fù)雜，主要包括：

(1)輪胎的不均勻性(錐度效應(yīng))。(2)前輪定位(前束、前輪外傾、主銷內(nèi)傾、主銷后傾)。(3)一些使用和調(diào)整因素(如左右輪胎氣壓不相等、前制動(dòng)器分離不徹底、前輪軸承過緊等)。(4)車輛零部件損壞所導(dǎo)致(如前彈簧減振器失效、車身底部或車架變形等)輪胎錐度對(duì)跑偏的影響:一般而言，輪胎紅點(diǎn)既表示徑向力一次偕波最大點(diǎn)，同時(shí)表示紅點(diǎn)所在面為錐度力負(fù)值面。徑向力表示的是圓度均勻性，錐度效應(yīng)表示的是圓柱度均勻性。裝車的時(shí)候，一般前軸兩輪紅點(diǎn)要么同時(shí)朝外，要么同時(shí)朝內(nèi)。目前供應(yīng)商黃點(diǎn)一般和紅點(diǎn)打在同一側(cè)，如果黃點(diǎn)和車輪藍(lán)點(diǎn)對(duì)齊，則可保證兩側(cè)輪胎的紅點(diǎn)均在外側(cè)，抵消錐度效應(yīng)引起的側(cè)向力。行駛跑偏90%是由于輪胎的錐度效應(yīng)引起，所以確定跑偏原因首先應(yīng)從輪胎錐度考慮。

3 輪胎性能

對(duì)于現(xiàn)代、高速汽車而言，輪胎是一個(gè)在行走機(jī)構(gòu)中極其重要的部件，它們必須有彈性，而又減震。它們必須保證汽車直行，而又具有良好的圓周方向旋轉(zhuǎn)性：它們必須具備長久的使用壽命。輪胎首先必須承受并傳播車輛前進(jìn)方向的縱向力和垂直于車輛前進(jìn)方向橫向力。輪胎的設(shè)計(jì)有著多方面的矛盾，設(shè)計(jì)工程師要想加強(qiáng)或達(dá)到一種功能，則必須減弱或者被迫放棄另一種功能。下圖表示著輪胎設(shè)計(jì)中的目標(biāo)沖突。

輪胎花紋對(duì)輪胎性能的影響：

(1)在有積水的路面上，在輪胎與地面之間會(huì)形成一層水膜，即水膜效應(yīng)。極容易引起車輪打滑。在輪胎上設(shè)計(jì)出花紋狀溝槽后，路面和花紋之間的水就可以沿溝槽排出，可以防止水膜效應(yīng)發(fā)生。使車輪不易打滑。也就自然減少了雨天在柏油路上打滑的現(xiàn)象。溝槽花紋的深度和形狀對(duì)排水性能有影響。對(duì)參加拉力賽以及在未鋪的粗糙路面上高速行走的汽車一般都配置花紋溝槽很深的輪胎。

(2)在路況不好的情況下行車，因?yàn)槁访娴陌纪狗浅４螅趾苁杷?，所以比起排水性，這種路面更追求輪胎的附著性能，這樣的輪胎花紋一般都是叫作塊狀花紋的形式。不過，這種花紋的輪胎的橡膠質(zhì)地比較硬。塊狀花紋(被槽包圍的部分)的剛性、形狀、塊狀花紋的邊緣角的尖銳度都會(huì)影響其性能。因此，就產(chǎn)生了能夠提高在柏油路上的排水性及在路況不好情況下的附著性能的胎面圖紋設(shè)計(jì)方案。所以，磨損較重的輪胎容易在潮濕的柏油路和路況不好的路面上打滑。另外，由于花紋部分吸收了來自路面的沖擊，所以會(huì)對(duì)乘坐的舒適性有影響。

(1)花紋噪聲:花紋表面接觸地面時(shí),槽中的空氣被壓縮,當(dāng)釋放空氣時(shí)就會(huì)發(fā)生聲音。槽的形狀和面積決定噪聲的頻率,并且當(dāng)行車速度提高時(shí)發(fā)出的聲音能量也增大。

滾動(dòng)阻力:所謂滾動(dòng)阻力是指輪胎在路面滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一種阻力。產(chǎn)生滾動(dòng)阻力有幾個(gè)主要因素:

①輪胎的形變；②路面的凸凹；③輪胎與路面的摩擦；④車輪軸安裝部位的機(jī)械摩擦；⑤輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)中的空氣阻力。

常用的滾動(dòng)阻力測(cè)試方法是測(cè)力法，即測(cè)量輪軸上的反作用力。試驗(yàn)設(shè)備主要由轉(zhuǎn)鼓為主的路面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將試驗(yàn)輪胎壓在轉(zhuǎn)鼓外周表面上的加負(fù)荷裝置和檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置組成。

(2)轉(zhuǎn)向性能：在轉(zhuǎn)彎時(shí)，輪胎會(huì)產(chǎn)生一種叫作轉(zhuǎn)向力(轉(zhuǎn)彎力)的內(nèi)轉(zhuǎn)彎圓內(nèi)側(cè)的作用力。就是靠這個(gè)轉(zhuǎn)向力來實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)彎的。實(shí)際上，汽車的前進(jìn)方向比車輪的朝向稍稍靠外側(cè)。有了這個(gè)角度差，輪胎才能邊打滑邊轉(zhuǎn)向。這個(gè)角度差被稱為側(cè)滑角。路面越滑，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力越小，側(cè)滑角就越大。也就是說在易打滑的路面上，如果不比普通路面時(shí)多轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)轉(zhuǎn)向盤就不會(huì)達(dá)到相同的轉(zhuǎn)向角。一般子午線輪胎是轉(zhuǎn)向力較大，側(cè)滑角較小。所以轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)舵角小，可以感到其操縱的靈敏性。

[1] 林禮貴，林劍蓮，趙振海.輪胎翻新技術(shù)問答[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

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