張 典，程 龍，秦艷分，李天奇，王 兵

（中策橡膠集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310018）

隨著D1-GP、FOMURA漂移賽、歐洲漂移錦標(biāo)賽和DRIFT NATIONALS等世界各類汽車漂移賽事日益發(fā)展，漂移賽車輪胎的市場(chǎng)需求原來(lái)越大，對(duì)輪胎的漂移性能要求也越來(lái)越高[1-3]。漂移賽中賽車必須要在規(guī)定的場(chǎng)地和時(shí)間內(nèi)完成比賽，并做出規(guī)定動(dòng)作，因此車手要以壓倒性的速度和大角度、干凈利落的甩尾來(lái)操縱車輛。2017年度D1中國(guó)杯大獎(jiǎng)賽中最特殊賽道的S1賽段加速直道過(guò)長(zhǎng)，并且是下坡路，車手要在過(guò)彎時(shí)速度極快才能獲得DOSS評(píng)判系統(tǒng)給出的高分，這就意味著車手在過(guò)彎時(shí)必須能夠在極高車速下控制好車輛的穩(wěn)定性，這不但是對(duì)車手駕駛技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的極大考驗(yàn)，更是對(duì)輪胎各項(xiàng)綜合性能的考驗(yàn)[4-5]。

輪胎接地印痕的大小和形狀直接影響輪胎與路面間作用力的傳遞，反映路面與輪胎作用的力學(xué)特性，對(duì)輪胎的耐磨性能、滾動(dòng)阻力、噪聲和制動(dòng)性能等有非常重要的影響[6-10]。

輪胎縱向和橫向剛性直接影響輪胎的耐磨性能、牽引性能、制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性、行駛安全性、舒適性以及滾動(dòng)阻力和噪聲等[4-5]。

本工作以285/35ZR18 101W漂移賽車輪胎為例，在輪胎上下胎側(cè)部位增加增強(qiáng)層1和2，設(shè)計(jì)4種增強(qiáng)方案，研究不同增強(qiáng)方案對(duì)漂移賽車輪胎接地壓力分布和剛性等性能的影響，以期為提高漂移賽車輪胎性能提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要設(shè)備和儀器

1418型二次法成型機(jī)，北京敬業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；B型液壓雙模定型硫化機(jī)，青島家瑞橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；TMT型輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)，汕頭市浩大輪胎測(cè)試裝備有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方案

增強(qiáng)材料主要貼在兩處，如圖1所示。輪胎其他施工設(shè)計(jì)參數(shù)相同。

圖1 輪胎材料分布示意

方案一：增強(qiáng)層1采用邵爾A型硬度為90度的膠片，增強(qiáng)層2采用467dtex/1×467dtex/1錦綸66簾布。

方案二：增強(qiáng)層1采用邵爾A型硬度為90度的膠片，增強(qiáng)層2采用2×0.30ST鋼絲簾布。

方案三：增強(qiáng)層1采用2×0.30ST鋼絲簾布，增強(qiáng)層2采用1670dtex/1芳綸＋1400dtex/1錦綸66混合簾布。

方案四：增強(qiáng)層1采用2＋2×0.25HT鋼絲簾布，增強(qiáng)層2采用1680dtex/2芳綸簾布。

將各半成品在成型機(jī)上成型，成型胎坯在硫化機(jī)上硫化后，在輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)上對(duì)成品輪胎性能進(jìn)行測(cè)試。

1.3 接地壓力分布和剛性試驗(yàn)條件

采用TMT型輪胎綜合試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行輪胎接地壓力分布和各向剛性測(cè)試。試驗(yàn)溫度為26.2 ℃，充氣壓力為220 kPa，接地壓力分布試驗(yàn)負(fù)荷為8 085 N，其他試驗(yàn)為6 468，8 085，9 702 N變負(fù)荷。

2 結(jié)果與討論

2.1 接地壓力分布

在相同胎面膠配方條件下，接地面積越大，輪胎的附著能力越大，有利于輪胎的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)性能。輪胎的接地形印痕狀趨于矩形時(shí)，對(duì)輪胎的操控穩(wěn)定性和承載能力有利[6]。不同方案輪胎的接地壓力分布如圖2和表1所示。圖2中接地區(qū)域顏色代表接地壓力的大小，藍(lán)色表示該區(qū)域接地壓力較小，紅色越深表示該區(qū)域接地壓力越大。

從圖2和表1可以看出，方案四輪胎的總接地壓力最大，接地長(zhǎng)度和接地寬度也最大，接地印痕矩形率最小，趨于橢圓形。

表1 不同方案輪胎的接地壓力分布測(cè)試結(jié)果

圖2 不同方案輪胎的接地壓力分布

2.2 剛性

徑向剛性反映輪胎的徑向負(fù)荷能力及徑向震動(dòng)緩沖能力；縱向剛性和橫向剛性影響輪胎的操控穩(wěn)定性，同時(shí)縱向剛性影響輪胎的制動(dòng)能力；扭轉(zhuǎn)剛性主要對(duì)應(yīng)整車轉(zhuǎn)向操控性能，具體表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向的靈活性[6]。不同方案輪胎剛性與試驗(yàn)負(fù)荷的關(guān)系曲線如圖3所示。

從圖3（a）可見：隨著試驗(yàn)負(fù)荷的增大，輪胎的徑向剛性增大（方案三除外）；不同負(fù)荷下方案四輪胎的徑向剛性均最大，負(fù)荷能力最強(qiáng)，方案一和二輪胎的徑向剛性接近，均較小，負(fù)荷能力較差。

從圖3（b）可見：隨著試驗(yàn)負(fù)荷的增大，輪胎的縱向剛性變化不大；方案四輪胎的縱向剛性最大，制動(dòng)性能最好，方案一輪胎的縱向剛性最小，制動(dòng)性能最差。

從圖3（c）可見：隨著試驗(yàn)負(fù)荷的增大，輪胎的橫向剛性減小；方案二、三和四輪胎的橫向剛性接近，操控穩(wěn)定性相當(dāng)，方案一輪胎的橫向剛性最小，操控穩(wěn)定性最差。

圖3 不同方案輪胎剛性與試驗(yàn)負(fù)荷的關(guān)系曲線

從圖3（d）可見：隨著試驗(yàn)負(fù)荷的增大，輪胎的扭轉(zhuǎn)剛性增大；方案一、二和三輪胎的扭轉(zhuǎn)剛性接近，對(duì)應(yīng)漂移競(jìng)技車輛的轉(zhuǎn)向操控性能相當(dāng)，方案四輪胎的扭轉(zhuǎn)剛性最小，轉(zhuǎn)向靈活性最差。

綜合分析可知：增強(qiáng)層1采用2＋2×0.25HT鋼絲簾布、增強(qiáng)層2采用1680dtex/2芳綸簾布的方案四輪胎的徑向剛性最大，負(fù)荷能力最強(qiáng)，縱向剛性最大，制動(dòng)性能最好，扭轉(zhuǎn)剛性最小，轉(zhuǎn)向靈活性最差；增強(qiáng)層1采用邵爾A型硬度為90度的膠片、增強(qiáng)層2采用467dtex/1×467dtex/1錦綸66簾布的方案一輪胎的徑向剛性、縱向剛性和橫向剛性均最小，負(fù)荷能力、制動(dòng)性能和操控穩(wěn)定性均最差。

3 結(jié)論

通過(guò)研究采用不同增強(qiáng)材料的285/35ZR18 101W漂移賽車輪胎的接地壓力分布和剛性得出以下結(jié)論：增強(qiáng)層分別采用2＋2×0.25HT鋼絲簾布和1680dtex/2芳綸簾布的輪胎總接地壓力及接地長(zhǎng)度和寬度最大，接地印痕矩形率最小，趨于橢圓形；徑向剛性和縱向剛性均最大，輪胎的負(fù)荷能力和制動(dòng)性能最好，可使漂移賽車在極高速度下具有優(yōu)異的操控穩(wěn)定性。

由此可見，在進(jìn)行漂移賽車輪胎設(shè)計(jì)時(shí)，在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加鋼絲簾布和芳綸簾布增強(qiáng)層，有利于在極高速度下控制車輛的穩(wěn)定性，滿足高速、大角度甩尾等車輛操縱要求。