輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛的影響研究.docVIP

南京交通技師學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛的影響研究摘要：論文的主要目的是讓我們更準(zhǔn)確的了解輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛的影響，讓我們更深刻的認(rèn)識(shí)輪胎的性能對(duì)汽車(chē)行駛的重要作用。輪胎路面附著性能、滾動(dòng)阻力、側(cè)偏特性、垂直特性、包封性、振動(dòng)性等動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)汽車(chē)的行駛影響有著密切相關(guān)的聯(lián)系。在合理性能匹配的情況下，輪胎性能好，汽車(chē)的行駛性能好。能少數(shù)關(guān)鍵詞：輪胎，汽車(chē)，輪胎力學(xué)性能，性能匹配 1 / 9引言 現(xiàn)代汽車(chē)，尤其是高檔轎車(chē)對(duì)輪胎的性能要求越來(lái)越高。我們都知道，輪胎是汽車(chē)的重要安全部件，關(guān)系到汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的有效傳遞。脫離汽車(chē)研究輪胎性能沒(méi)有實(shí)際意義。輪胎的性能不僅取決于輪胎本身，更取決于輪胎與汽車(chē)的匹配，本文就輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛的影響進(jìn)行討論。 第一章 輪胎的構(gòu)造及在汽車(chē)中的作用 汽車(chē)輪胎按胎體結(jié)構(gòu)不同可分為充氣輪胎和實(shí)心輪胎，現(xiàn)代汽車(chē)大部分采用充氣輪胎，充氣輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同分為內(nèi)胎輪胎和無(wú)內(nèi)胎輪胎，一般來(lái)說(shuō)，輪胎由胎面、胎肩、胎側(cè)、胎緣、簾布層和帶束層等部分組成。目前汽車(chē)上大多使用簾布層與臺(tái)面中心線成90或接近90的子午線輪胎，相比簾布層與臺(tái)面中心線呈小于90的普通斜交輪胎，具有自重輕、耐磨性好、滾動(dòng)阻力小、附著性能好、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是胎側(cè)易裂口、成本高。子午線輪胎比普通斜交輪胎節(jié)油10%，以轎車(chē)一年行駛1.5 萬(wàn)公里每百公里綜合耗油10 公升為例，按每公升6.87 元的93 號(hào)汽油計(jì)算，使用節(jié)能型子午線輪胎比使用普通的子午線輪胎，每年至少能節(jié)約油耗1000 元多元，而轎車(chē)用子午線輪胎價(jià)格比普通斜交輪胎平均只高200 元左右。如果按國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的2009 年年底全國(guó)轎車(chē)保有量2605 萬(wàn)輛來(lái)計(jì)算，使用子午線輪胎一年就能節(jié)約汽油390 億公升，相當(dāng)于中石化2008 年一年的汽油產(chǎn)量，并且子午線輪胎的壽命約8 萬(wàn)公里以上，比普通斜交輪胎行駛里程長(zhǎng)50%，經(jīng)濟(jì)性能顯著。輪胎在汽車(chē)中起著安全性、舒適性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性等重要作用。第二章 輪胎的基本組成普通輪胎由外胎，內(nèi)胎與墊帶組成。外胎是用以保護(hù)內(nèi)胎不受外來(lái)?yè)p傷和沖入壓縮空氣后不致過(guò)分膨脹的外殼，是輪胎的主體，具有承擔(dān)車(chē)重和變形、緩和汽車(chē)振動(dòng)和沖擊的作用，一般要求其具有較高的強(qiáng)度，并具有一定的彈性。輪胎外胎一般構(gòu)造包括胎面、胎側(cè)、胎體和胎圈等部分。內(nèi)胎是一個(gè)環(huán)形橡膠管，橡膠管內(nèi)充滿壓縮空氣，裝入外胎后，使輪胎可保持一定的內(nèi)壓，從而獲得緩沖性能和承載能力。墊帶放在內(nèi)胎與輪輞之間，是一個(gè)具有一定形狀和斷面的環(huán)形膠帶，其邊緣較薄，表面光滑，具有耐熱性，上有供內(nèi)胎氣門(mén)嘴通過(guò)的圓孔。墊帶的作用是防止內(nèi)胎被輪輞及外胎的輪圈擦傷和磨損，并能防止塵土，水侵入胎內(nèi)。深式輪輞上使用的內(nèi)胎輪胎沒(méi)有墊帶，而無(wú)內(nèi)胎的輪胎及無(wú)內(nèi)胎，又無(wú)墊帶。第三章 輪胎的分類(lèi)1充氣壓力分類(lèi)高壓輪胎：充氣壓力為0.50.7MPa的輪胎為高壓輪胎。高壓輪胎的滾動(dòng)阻力小，油耗低，但緩沖性能差，與路面的附著能力低，因此在汽車(chē)上很少使用。（2）低壓輪胎：充氣壓力為0.150.45MPa的輪胎為低壓輪胎。低壓輪胎由于具有彈性好、斷面寬，與道路接觸面積大，壁薄而散熱性好等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛使用。（3）超低壓輪胎：充氣壓力低于0.15MPa的輪胎為超低壓輪胎。超低壓輪胎的斷面寬度比低壓輪胎的寬，其與道路接觸的面積也比低壓輪胎的大，所以超低壓輪胎在道路松軟路面上的通過(guò)能力比較好，所以適合泥濘路、雪地、沙漠等地帶使用。（4）調(diào)壓輪胎：充氣壓力可根據(jù)路面條件不同進(jìn)行調(diào)節(jié)的輪胎為調(diào)壓輪胎。2胎面花紋分類(lèi)汽車(chē)輪胎按胎面花紋不同，可分為普通花紋輪胎、越野花紋輪胎和混合花紋輪胎三種。3組成結(jié)構(gòu)分類(lèi)汽車(chē)輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同，可分為有內(nèi)胎輪胎和無(wú)內(nèi)胎輪胎兩種4胎體簾線排列方向分類(lèi)汽車(chē)輪胎按胎體簾線排列方向不同，可分為普通斜交輪胎和子午線輪胎兩種。第四章 輪胎在汽車(chē)中的作用輪胎是汽車(chē)行駛系中重要的部分，其作用是：支撐整車(chē)質(zhì)量；緩沖由路面?zhèn)鱽?lái)的振動(dòng)和沖擊；通過(guò)輪胎與地面的附著力來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力；產(chǎn)生橫向力和回正力矩來(lái)平衡汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的離心力；保證汽車(chē)正常轉(zhuǎn)向后車(chē)輪直線行駛；翻越障礙，提高通過(guò)性。 輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，其基本功能如下：（1）承受汽車(chē)負(fù)荷。（2）為傳遞驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力提供足夠的附著力。（3）為改變和保持汽車(chē)行駛方向提供足夠的轉(zhuǎn)向操縱性能和方向穩(wěn)定性能。（4）與汽車(chē)懸架系統(tǒng)共同緩沖來(lái)自路面的沖擊，并衰減由沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)，以保證汽車(chē)良好的行駛平順性和乘坐舒適性。第五章 輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)性能對(duì)汽車(chē)行駛性能的影響 1動(dòng)力性能 輪胎與路面的附著性能、輪胎的速度性能及滾動(dòng)阻力是影響汽車(chē)動(dòng)力性能的主要因素,輪胎的附著性能直接影響汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)、加速和減速性能,配用附著性能好的輪胎有利于提高汽車(chē)的加速性能。 2燃料經(jīng)濟(jì)性 輪胎的滾動(dòng)阻力是影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的主要因素之一。統(tǒng)計(jì)表明,在發(fā)達(dá)國(guó)家,汽車(chē)的燃料消耗量約占總?cè)剂舷牧康?5 % ,而輪胎克服滾動(dòng)阻力的燃料消耗量約占車(chē)輛燃料消耗量的20 % ,故即使輪胎燃料消耗量稍有減小,對(duì)國(guó)家總?cè)剂舷牧康臏p小也是一個(gè)很大的貢獻(xiàn)。 3制動(dòng)性能 輪胎的滑動(dòng)摩擦性能對(duì)汽車(chē)制動(dòng)性能影響很大。顯然,汽車(chē)的制動(dòng)性能與輪胎與路面的摩擦力密切相關(guān),而輪胎與路面的摩擦力取決于輪胎與路面的接觸狀況。輪胎與路面的摩擦力過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)制動(dòng)性能下降。4操縱穩(wěn)定性汽車(chē)通過(guò)操縱系來(lái)操縱輪胎，輪胎的側(cè)偏特性(主要指?jìng)?cè)偏力、回正力矩和側(cè)偏角間的相關(guān)性) 是輪胎重要的力學(xué)性能,直接影響汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性。5行駛平順性輪胎的均勻性、振動(dòng)性、包封性及汽車(chē)懸架系統(tǒng)的剛度、柔度是影響汽車(chē)行駛平順性的主要因素。輪胎的均勻性、振動(dòng)性和包封性差會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)行駛,尤其是在不平路面上行駛時(shí)不穩(wěn)或顛簸,即汽車(chē)的乘坐舒適性差。第六章 輪胎部件及其主要技術(shù)參數(shù)對(duì)汽車(chē)的行駛影響1輪胎輪胎的結(jié)構(gòu)和尺寸,如胎圈著合直徑、輪胎斷面高寬比和接地寬度等直接影響汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性、動(dòng)力性能、制動(dòng)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性等,輪胎結(jié)構(gòu)和尺寸是否合理與車(chē)輛設(shè)計(jì)成功與否關(guān)系極大。 2部件結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)汽車(chē)性能影響較大的輪胎部件有胎面、冠帶層和三角膠等。 (1) 胎面 汽車(chē)最終通過(guò)胎面與路面之間的反作用力來(lái)獲得行駛動(dòng)力,胎面的花紋形式溝槽空隙比、溝槽寬度及角度、溝槽深度、塊大小、鋼片設(shè)置和肩塊刀槽形式?jīng)Q定或影響車(chē)輛的牽引力、制動(dòng)性能和操縱穩(wěn)定性等。(2) 冠帶層剛性帶束層與柔性胎面之間設(shè)置纖維簾布冠帶層使得輪胎與路面之間的接地壓力分布更加均勻,從而改善了車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性能和響應(yīng)靈敏度,但冠帶層的結(jié)構(gòu)或尺寸不當(dāng),會(huì)降低車(chē)輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。(3) 三角膠在非直線行駛狀態(tài)下,三角膠在承受胎圈部位垂直負(fù)荷的同時(shí),還將通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)施加給輪軸的側(cè)向力傳遞給胎冠花紋,從而達(dá)到操控的目的。因此,三角膠的結(jié)構(gòu)、尺寸及膠料的物理性能對(duì)輪胎的側(cè)偏特性影響很大。與不同車(chē)輛配合時(shí),輪胎的三角膠結(jié)構(gòu)、尺寸及膠料性能需要根據(jù)路試結(jié)果來(lái)調(diào)整。第七章 輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛的影響分析由于市場(chǎng)對(duì)汽車(chē)行駛性能要求逐步提高,相應(yīng)地對(duì)輪胎性能要求也不斷提高。對(duì)輪胎性能的評(píng)價(jià)已不只停留在對(duì)其基本性能的評(píng)價(jià)上,而更多地轉(zhuǎn)移到對(duì)輪胎匹配的汽車(chē)各項(xiàng)行駛性能的評(píng)價(jià)上。因此,對(duì)輪胎與汽車(chē)性能匹配的研究既是一個(gè)新的課題,又是一個(gè)亟待解決、意義重大的課題。從汽車(chē)、輪胎力學(xué)行為分析得出,汽車(chē)表現(xiàn)出的各項(xiàng)行駛性能最終取決于路面對(duì)其的激勵(lì),而這種激勵(lì)又是借助于輪胎與路面之間的相互作用表現(xiàn)出來(lái)的。如果沒(méi)有合適的輪胎匹配,汽車(chē)良好的性能也發(fā)揮不出來(lái)。輪胎與汽車(chē)性能匹配,在汽車(chē)方面,有賴(lài)于汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架系統(tǒng);在輪胎方面,有賴(lài)于輪胎本身所固有的剛性系統(tǒng)和性能。影響輪胎與汽車(chē)性能匹配的因素之間存在著直接或間接的聯(lián)系及制約關(guān)系,這些因素及相關(guān)條件構(gòu)成了一個(gè)緊密聯(lián)系的系統(tǒng),即對(duì)某一性能或因素的研究往往會(huì)涉及其它許多因素,且這些因素之間還可能存在矛盾。對(duì)輪胎與汽車(chē)性能匹配的研究就是要尋求這些因素與輪胎性能、汽車(chē)行駛性能之間相互作用的關(guān)系。輪胎與汽車(chē)性能匹配研究的關(guān)鍵在于“匹配”,輪胎性能與汽車(chē)性能的匹配是輪胎性能與汽車(chē)系統(tǒng)性能的合理配合,不同的汽車(chē)應(yīng)選用不同性能的輪胎。同一條輪胎安裝在不同車(chē)輛上可能會(huì)表現(xiàn)出截然不同的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,而同一輛車(chē)上裝配不同規(guī)格,甚至是相同規(guī)格、不同品牌的輪胎也會(huì)表現(xiàn)出不同的行駛性能,因而輪胎與汽車(chē)性能匹配的研究是一個(gè)綜合諸多方面因素的復(fù)雜系統(tǒng)工程?？偟恼f(shuō)來(lái),影響汽車(chē)行駛性能的輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)性能主要為與路面的附著性能、滾動(dòng)阻力、側(cè)偏特性、垂直特性、包封性和振動(dòng)性等,汽車(chē)行駛性能與輪胎性能之間的主要制約關(guān)系為:（1）汽車(chē)的動(dòng)力性能與輪胎與路面的附著性能、壓力分布和輪胎的滾動(dòng)阻力等密切相關(guān)。（2）汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性與輪胎的滾動(dòng)阻力關(guān)系較大。（3）汽車(chē)的制動(dòng)性能主要取決于輪胎與路面的摩擦因數(shù),尤其是最大靜摩擦因數(shù)。（4）汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性與輪胎的側(cè)偏特性關(guān)系最大,與輪胎與路面的壓力分布和輪胎的垂直特性等有很大關(guān)系。（5）汽車(chē)的行駛平順性與輪胎的均勻性、振動(dòng)性、包封性和垂直特性關(guān)系較大,高速行駛時(shí)輪胎的駐波特性也是影響汽車(chē)行駛平順性的主要因素之一。（6）汽車(chē)的加速跑偏性與輪胎的均勻性、花紋導(dǎo)向關(guān)系較大。可以看出,輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛有著重要的影響,輪胎的某一特性就可能影響諸多汽車(chē)行駛性能,如輪胎的垂直特性不僅影響汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性,而且會(huì)影響汽車(chē)的行駛平順性,這些影響有時(shí)還是矛盾的。因此,輪胎與汽車(chē)的性能匹配一般是各性能和各因素之間的相互協(xié)調(diào)、平衡。 總 結(jié) 以上敘述不難看出輪胎是汽車(chē)最重要的運(yùn)行材料之一。輪胎性能對(duì)汽車(chē)行駛有著重要的影響，輪胎的某一特性就可能影響諸多汽車(chē)行駛性能。從汽車(chē)、輪胎力學(xué)行為分析得出,汽車(chē)表現(xiàn)出的各項(xiàng)行駛性能最終取決于路面對(duì)其的激勵(lì),而這種激勵(lì)又是借助于輪胎與路面之間的相互作用表現(xiàn)出來(lái)的。如果沒(méi)有合適的輪胎匹配,汽車(chē)良好的性能也發(fā)揮不出來(lái)。,輪胎性能對(duì)汽車(chē)性能的影響是輪胎性能與汽車(chē)系統(tǒng)性能的合理配合?？偟恼f(shuō)來(lái),影響汽車(chē)行駛性能的輪胎動(dòng)態(tài)力學(xué)性能主要為與路面的附著性能、滾動(dòng)阻力、側(cè)偏特性、垂直特性、包封性和振動(dòng)性等。 從而我們知道輪胎在汽車(chē)中的重要作用，正確選型、合理裝配使用輪胎，對(duì)延長(zhǎng)輪胎的使用壽命、提高汽車(chē)使用性能和降低汽車(chē)故障率，尤其是提高汽車(chē)安全性能有著十分重要的意義。致 謝 本論文在選題及研究過(guò)程中得到老師的悉心指導(dǎo)，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。在此衷心的