胡德斌，張 寧

（中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310018）

輪胎性能對(duì)汽車(chē)整車(chē)性能有很大的影響，輪胎是車(chē)輛與路面接觸的唯一部件，將車(chē)輛的轉(zhuǎn)向力、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力傳遞給路面，同時(shí)緩沖因地面凹凸不平造成的振動(dòng)[1-2]。輪胎的橫向剛性是指處于水平非光滑模擬路面上的輪胎在一定的垂直負(fù)荷作用下，只做橫向移動(dòng)時(shí)橫向力與橫向位移的比值[3]。輪胎的橫向剛性對(duì)輪胎的操縱性能、舒適性、噪聲、耐磨性能、滾動(dòng)阻力及安全性等有直接或間接的影響[4-6]，是輪胎非常重要的性能參數(shù)。同時(shí)，許多配套主機(jī)廠對(duì)輪胎的橫向剛性都提出了明確要求，促使輪胎企業(yè)更加關(guān)注輪胎的橫向剛性。

本工作以205/55R16 91V輪胎為例，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究帶束層角度、帶束層寬度、帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力和錦綸冠帶層纏繞方式對(duì)輪胎橫向剛性的影響，以期為提高輪胎性能提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)輪胎

9條205/55R16 91V輪胎，胎面花紋統(tǒng)一為公司某量產(chǎn)輪胎花紋。充氣壓力 180 kPa，額定負(fù)荷 615 kg，檢測(cè)輪輞 6.5J-16標(biāo)準(zhǔn)輪輞，采用鋼制光滑面試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

TMT-2型輪胎五剛性綜合試驗(yàn)機(jī)，浩大輪胎測(cè)試裝備有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

輪胎橫向剛性按照GB/T 23663—2009《汽車(chē)輪胎縱向和橫向剛性試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試程序如下。

（1）以徑向加載速率50 mm·min-1加載至輪胎額定負(fù)荷，加載完畢保壓1 min。

（2）沿著Y軸方向以30 mm·min-1的速率移動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，繪制橫向力-橫向位移曲線，計(jì)算橫向剛性。

（3）卸載并核對(duì)充氣壓力至規(guī)定值，按步驟（1）和（2）分別測(cè)試輪胎在不同負(fù)荷下的橫向剛性[7]。

1.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

試驗(yàn)的4個(gè)因素A，B，C，D分別為鋼絲帶束層角度（°）、帶束層寬度（mm）、帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力（N）、錦綸冠帶層纏繞方式，每個(gè)因素各取3個(gè)水平，如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平

1.5 輪胎制備和測(cè)試

（1）采用VMI一次法成型機(jī)成型輪胎，每個(gè)工序均由同一操作人員在同一設(shè)備上操作完成，以降低生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備誤差和人員操作誤差，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）輪胎橫向剛性測(cè)試由同一操作人員在同一測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行，以降低測(cè)試過(guò)程中的設(shè)備誤差和人員操作誤差，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2 結(jié)果與討論

正交試驗(yàn)方案[8]及橫向剛性的測(cè)試結(jié)果如表2所示，各因素水平橫向剛性的平均值（ki）及極差如表3所示。

表2 正交試驗(yàn)方案及橫向剛性的測(cè)試結(jié)果

表3 各因素水平橫向剛性的平均值及極差

從表2可以看出，較優(yōu)方案為A2B2C3D1，即帶束層角度為26°、帶束層寬度為170 mm、帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力為700 N、錦綸冠帶層纏繞方式為單層時(shí)，輪胎橫向剛性最大。

從表3可以看出，4個(gè)因素對(duì)輪胎橫向剛性的影響由大到小的順序?yàn)镃，B，A，D，即帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力、帶束層寬度、帶束層角度、錦綸冠帶層纏繞方式。同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的方差分析結(jié)果表明，4個(gè)因素兩兩之間均存在交互作用。

3 結(jié)論

以205/55R16 91V輪胎為例，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究帶束層角度、帶束層寬度、帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力和錦綸冠帶層纏繞方式對(duì)輪胎橫向剛性的影響，得到如下結(jié)論。

（1）輪胎橫向剛性較優(yōu)組合方案為帶束層角度 26°，帶束層寬度 170 mm，帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力 700 N，錦綸冠帶層纏繞方式 單層。

（2）4個(gè)因素對(duì)輪胎橫向剛性的影響由大到小的順序?yàn)閹鴮訂胃摻z簾線強(qiáng)力、帶束層寬度、帶束層角度、錦綸冠帶層纏繞方式。

（3）帶束層角度、帶束層寬度、帶束層單根鋼絲簾線強(qiáng)力、錦綸冠帶層纏繞方式4個(gè)因素兩兩之間均存在交互作用。