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文檔簡介
團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
T/CSAEXX－20XX
輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性基礎(chǔ)試驗(yàn)方法
Basictiretestingmethodfortransientlateralslipproperty
（報批稿）
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2022-XX-XX發(fā)布2022-XX-XX實(shí)施
中國汽車工程學(xué)會發(fā)布
T/CSAEXX－20XX
輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性基礎(chǔ)試驗(yàn)方法
1范圍
本文件規(guī)定了輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)的基礎(chǔ)方法。
本文件適用于轎車輪胎、輕型載重汽車輪胎。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，
僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本
文件。
GB/T2977載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷
GB/T2978轎車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷
GB/T3730.3-1992汽車和掛車的術(shù)語及其定義車輛尺寸
GB/T6326輪胎術(shù)語及其定義
GB/T12549-2013汽車操縱穩(wěn)定性術(shù)語及其定義
3術(shù)語和定義
GB/T3730.3-1992、GB/T6326、GB/T12549-2013界定的及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1車輪幾何和輪胎坐標(biāo)系
3.1.1
車輪中心平面wheelplane
與車輪輪輞的兩側(cè)內(nèi)邊緣等距的平面（見圖1）。
[來源：GB/T3730.3-1992，2.2，有修改]
3.1.2
車輪中心wheelcenter
車輪中心平面與車輪回轉(zhuǎn)中心線的交點(diǎn)（見圖1）。
[來源：GB/T3730.3-1992，2.3]
3.1.3
輪胎接地中心centeroftirecontact
車輪中心平面與地面的交線和車輪回轉(zhuǎn)中心線在地面上的投影的交點(diǎn)（見圖1）。
[來源：GB/T12549-2013，5.1.1]
3.1.4
1
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輪胎坐標(biāo)系（X,Y,Z）tireaxissystem（X,Y,Z）
以輪胎接地中心為原點(diǎn)的右手直角坐標(biāo)系。X軸為車輪中心平面和道路平面的交線，以車輪中心平
面的行進(jìn)方向?yàn)檎?；Z軸為道路平面的法線，向上為正；Y軸在道路平面內(nèi)，方向按照右手法則確定（見
圖1）。
[來源：GB/T12549-2013，5.1.2，有修改]
圖1輪胎坐標(biāo)系
3.1.5
側(cè)偏角slipangle
輪?胎接地中心的行進(jìn)方向與輪胎坐標(biāo)系X軸之間的夾角（見圖1）。
注：在輪胎坐標(biāo)系中，從X軸轉(zhuǎn)到輪胎接地中心的行進(jìn)方向，按右手法則來判斷其正負(fù)符號，圖1中
所示側(cè)偏角為負(fù)值。
[來源：GB/T12549-2013，5.1.3，有修改]
3.1.6
側(cè)傾角inclinationangle
輪?胎坐標(biāo)系的X-Z平面與車輪中心平面之間的夾角。
注：在輪胎坐標(biāo)系下，從X-Z平面轉(zhuǎn)向車輪中心平面，按照右手法則確定其正負(fù)符號。圖1所示側(cè)傾
角為正值。
3.1.7
輪胎行駛速度tiretrajectoryvelocity
?
2
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輪胎的接地中心在路面上的運(yùn)動速度。
3.1.8
負(fù)荷半徑（加載半徑）loadedradius
車輪中心到輪胎接地中心之間的距離。
??
3.2輪胎的力和力矩
3.2.1
輪胎法向力tirenormalforce
?
路?面作用在輪胎上的力沿Z軸的分量。
3.2.2
輪胎垂向載荷tireverticalload
輪胎法向力的絕對值。
3.2.3
輪胎側(cè)向力tirelateralforce
?
路?面作用在輪胎上的力沿Y軸的分量。
3.2.4
輪胎回正力矩tirealigningtorque
?
路?面作用于輪胎上的力矩矢量使輪胎沿Z軸旋轉(zhuǎn)的分量。
3.3力和力矩系數(shù)
3.3.1
輪胎側(cè)偏剛度tirecorneringstiffness
輪??胎側(cè)向力相對于側(cè)偏角一階導(dǎo)數(shù)的絕對值。
注：輪胎側(cè)偏剛度通常在零度側(cè)偏角、零度側(cè)傾角和無車輪扭矩下確定。
3.3.2
輪胎側(cè)偏剛度系數(shù)corneringstiffnesscoefficient
???
3
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輪胎側(cè)偏剛度與輪胎垂向載荷的比值。
3.3.3
輪胎回正剛度tirealigningstiffness
輪??胎回正力矩相對于側(cè)偏角一階導(dǎo)數(shù)的絕對值。
注：輪胎回正剛度通常在零度側(cè)偏角、零度側(cè)傾角和無車輪扭矩下確定。
3.3.4
輪胎回正剛度系數(shù)tirealigningstiffnesscoefficient
輪??胎?回正剛度與輪胎垂向載荷的比值。
3.3.5
輪胎側(cè)向力載荷敏感度tirelateralforceloadsensitivity
在??確?定的側(cè)偏角下，輪胎側(cè)向力相對于輪胎垂向載荷的一階導(dǎo)數(shù)。
3.4側(cè)偏特性corneringproperty
輪胎側(cè)向力、回正力矩與側(cè)偏角的關(guān)系特性。
3.5瞬態(tài)transientstate
輪胎運(yùn)動狀態(tài)及由此運(yùn)動狀態(tài)導(dǎo)致的輪胎的力和力矩，在輪胎坐標(biāo)系中隨時間而改變的狀態(tài)。
4試驗(yàn)條件
4.1試驗(yàn)環(huán)境溫度
在輪胎停放和試驗(yàn)期間，試驗(yàn)輪胎周圍環(huán)境溫度應(yīng)保持在24±3℃。對于特殊的試驗(yàn)研究，用戶可
根據(jù)自己的需求來設(shè)定環(huán)境溫度，
4.2試驗(yàn)設(shè)備
4.2.1總則
為確保試驗(yàn)的完整性和可靠性，用于實(shí)施輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性測試的試驗(yàn)設(shè)備，滿足以下要求。
4.2.2加載及定位系統(tǒng)要求
具備精確的加載及定位系統(tǒng)，且應(yīng)滿足以下條件：
a)實(shí)現(xiàn)輪胎相對于試驗(yàn)路面的加載、繞Z軸的側(cè)偏以及繞X軸的側(cè)傾；
b)滿足輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)對設(shè)備量程的要求，同時可以實(shí)現(xiàn)對加載半徑、垂向負(fù)荷、側(cè)偏角、
以及側(cè)傾角的精確控制（最低精度應(yīng)滿足：加載精度為設(shè)備最大加載能力的±1.0%，角度精度
4
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不低于±0.1°，加載半徑精度不低于±0.5mm，車輪轉(zhuǎn)速精度不低于±15rpm）。
4.2.3路面要求
具備均一、穩(wěn)定可靠的試驗(yàn)路面，且應(yīng)滿足以下條件：
a)保證在試驗(yàn)過程中不會出現(xiàn)接觸面發(fā)生彎曲、漂移、磨損、裂縫、污染以及表面過熱等影響試
驗(yàn)結(jié)果可靠性的情況；
b)試驗(yàn)路面應(yīng)具有一定的粗糙度，以保證輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)實(shí)施；
c)保證輪胎相對于試驗(yàn)路面的行駛速度可以滿足輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)的要求，且能準(zhǔn)確控制（最
低精度±1km/h）。
4.2.4傳感測量系統(tǒng)要求
具備準(zhǔn)確可靠的傳感測量系統(tǒng)，且應(yīng)滿足以下條件：
a)滿足輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)對傳感器量程的要求（任一傳感器精度至少為滿量程的±1.0%）；
b)精確測量試驗(yàn)輪胎負(fù)荷半徑、垂向載荷、側(cè)偏角、側(cè)傾角、輪胎轉(zhuǎn)動角速度、輪胎行駛速度、
側(cè)向力、回正力矩及充氣壓力等數(shù)據(jù)。
4.2.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求
具備精確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣頻率滿足輪胎旋轉(zhuǎn)一周最少采集32個點(diǎn)。
4.2.6其他要求
試驗(yàn)設(shè)備還應(yīng)滿足以下要求：
a)設(shè)備應(yīng)根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷情況，定期進(jìn)行監(jiān)控（宜采用控制胎）、維護(hù)和標(biāo)定等，以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)
的穩(wěn)定可靠；
b)若為控壓試驗(yàn)，則試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)具有控壓機(jī)構(gòu)（氣壓最低控制精度應(yīng)不低于±5kPa）。
5試驗(yàn)方法
5.1試驗(yàn)準(zhǔn)備
5.1.1總則
試驗(yàn)前應(yīng)對試驗(yàn)輪胎進(jìn)行必要的測試前準(zhǔn)備，這包括試驗(yàn)胎的選擇與存放、輪胎輪輞的裝配與停放、
參考試驗(yàn)條件的確定、必要試驗(yàn)信息的記錄和輪胎預(yù)跑。
5.1.2試驗(yàn)胎的挑選和存放
輪胎的側(cè)偏特性試驗(yàn)會造成輪胎胎面磨損，若試驗(yàn)過程涉及到多條輪胎的替換，為確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的
可比性，宜選擇具有相近生產(chǎn)日期、相同批次、相同存儲環(huán)境、相似使用歷史及均勻性數(shù)據(jù)接近的輪胎。
試驗(yàn)前，輪胎應(yīng)在試驗(yàn)環(huán)境溫度下至少放置24h。
5.1.3輪胎與輪輞的裝配
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試驗(yàn)輪輞宜符合GB/T2977和GB/T2978規(guī)定的測量輪輞，需要遵循標(biāo)準(zhǔn)的安裝程序。同時還需要：
確保輪胎與輪輞的接觸面上沒有損傷、缺陷和雜質(zhì)；不能過度潤滑，否則引起胎圈的滑移；在必要時采
用合適的適配器，以確保車輪總成能順利安裝到轉(zhuǎn)軸上，且保證轉(zhuǎn)向中心位置不變。
應(yīng)給裝配好的輪胎充氣，使之充分穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)室溫度環(huán)境下停放至少3h。
注：如果輪胎在24h內(nèi)曾裝配和充過氣，則無需停放。
5.1.4參考試驗(yàn)條件的確定
輪胎的垂向載荷由用戶根據(jù)試驗(yàn)胎的負(fù)荷指數(shù)或?qū)嵻囕d荷確定。
輪胎的充氣壓力（特指環(huán)境溫度下的輪胎內(nèi)壓，不包括因行駛時溫度升高而增加的氣壓）由用戶根
據(jù)試驗(yàn)胎的最大氣壓和實(shí)車氣壓確定。
5.1.5試驗(yàn)信息記錄
試驗(yàn)前宜記錄必要的試驗(yàn)信息，包括以下內(nèi)容：
a)輪胎編號；
b)輪胎的基本信息，包括規(guī)格、花紋、品牌、負(fù)荷指數(shù)、速度級別、最大氣壓、產(chǎn)地、生產(chǎn)編號
等；
c)試驗(yàn)輪輞類型和尺寸；
d)充氣壓力。
5.1.6預(yù)跑
在正式試驗(yàn)前應(yīng)對輪胎進(jìn)行預(yù)跑，預(yù)跑程序可參考表1執(zhí)行或由用戶根據(jù)設(shè)備的試驗(yàn)?zāi)芰凸ぷ餍?/p>
來設(shè)計(jì)。預(yù)跑后輪胎應(yīng)不出現(xiàn)明顯的胎面花紋磨損等缺陷，才可進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
注：如果試驗(yàn)胎在30min內(nèi)執(zhí)行過相同或相近的預(yù)跑程序，則無需重復(fù)預(yù)跑。
表1輪胎預(yù)跑試驗(yàn)程序
運(yùn)行時間充氣壓力行駛速度側(cè)傾角垂向載荷側(cè)偏角
（s）（kPa）（km/h）（°）（N）（°）
ab
1P0800Fz00
599P0800Fz00
1P0800Fz00
10P0800Fz01
20P0800Fz0-1
20P0800Fz01
20P0800Fz0-1
10P0800Fz00
1P0800Fz00
a
Fz0為輪胎負(fù)荷指數(shù)對應(yīng)的負(fù)荷能力，參見GB/T6326。
b
P0為對應(yīng)Fz0的充氣壓力，參見GB/T2977和GB/T2978中各規(guī)格負(fù)荷能力對應(yīng)充氣壓力。
5.2試驗(yàn)
5.2.1總則
輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性受充氣壓力、輪胎行駛速度、側(cè)傾角、輪胎垂向載荷、側(cè)偏角、胎面磨損量、環(huán)
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境溫度等多維輸入變量的影響。輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)方法規(guī)定了滿足胎面磨損量要求且正確安裝到試
驗(yàn)設(shè)備上的試驗(yàn)輪胎，在確定的其他輸入變量條件下完成一次輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)的步驟。
5.2.2試驗(yàn)步驟
輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性基礎(chǔ)試驗(yàn)步驟如下：
a)測試開始時輪胎不應(yīng)與試驗(yàn)路面接觸，輪胎充氣達(dá)到指定壓力（可選擇控壓或閉氣），設(shè)備進(jìn)行
傳感器清零；
b)啟動試驗(yàn)臺使路面速度達(dá)到試驗(yàn)要求值；
c)使試驗(yàn)輪胎達(dá)到指定側(cè)傾角，待狀態(tài)穩(wěn)定；
d)使試驗(yàn)輪胎壓向路面，達(dá)到試驗(yàn)要求的垂直負(fù)荷，待狀態(tài)穩(wěn)定；
e)使試驗(yàn)輪胎按照指定的側(cè)偏角變化速率和側(cè)偏角峰值產(chǎn)生側(cè)偏運(yùn)動，連續(xù)記錄一個周期或以上
的測試結(jié)果，完成一次輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性測試；
f)去除載荷，使輪胎脫離試驗(yàn)路面；
g)停止試驗(yàn)路面。
5.2.3試驗(yàn)程序示例
表2為輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)條件示例，如需改變其中的條件，可參照執(zhí)行。
表2輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性的試驗(yàn)程序示例
行駛速度充氣壓力側(cè)傾角垂向載荷側(cè)偏角側(cè)偏角變化速率
（km/h）（kPa）（°）（N）（°）（°/s）
0.4Fz0
60P00、5、-50.8Fz0-2→15→-15→22
1.2Fz0
注：Fz0和P0同表1。
示例程序步驟如下：
a)設(shè)定輪胎行駛速度；
b)設(shè)定充氣壓力；
c)設(shè)定第一個側(cè)傾角（0°）；
d)設(shè)定第一個（0.4Fz0）輪胎垂向載荷；
e)設(shè)定側(cè)偏角變化范圍和變化速率；
f)執(zhí)行試驗(yàn)，并采集得到第一個載荷下的輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
g)重復(fù)步驟a)到f)，其中d)步時將垂向載荷調(diào)整為第二個（0.8Fz0）輪胎垂向載荷，執(zhí)行試驗(yàn)并采集
得到第二個載荷下的輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
h)重復(fù)步驟a)到f)，其中d)步時將垂向載荷調(diào)整為第三個（1.2Fz0）輪胎垂向載荷，執(zhí)行試驗(yàn)并采集
得到第三個載荷下的輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
i)重復(fù)步驟a)到h)，其中c)步時將側(cè)傾角調(diào)整為第二個側(cè)傾角（5°），執(zhí)行試驗(yàn)并采集得到第二個
側(cè)傾角下的輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
j)重復(fù)步驟a)到h)，其中c)步時將側(cè)傾角調(diào)整為第三個側(cè)傾角（-5°），執(zhí)行試驗(yàn)并采集得到第三
個側(cè)傾角下的輪胎瞬態(tài)側(cè)偏特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
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k)結(jié)束試驗(yàn)。
6試驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理
6.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)
試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄以下內(nèi)容：
a)側(cè)偏角（）；
輪胎側(cè)向力（）；
b)?
回正力矩（）；
c)??
輪胎行駛速度（）；
d)??
胎壓（）；
e)?
側(cè)傾角（）；
f)??
輪胎法向力（）；
g)?
環(huán)境溫度（）。
h)??
其他推薦記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：
??
i)縱向力（）。
滾動阻力矩（）
j)??
翻轉(zhuǎn)力矩（）
k)??
注：各變量的數(shù)據(jù)??單位為公制。
6.2數(shù)據(jù)處理要求
應(yīng)對一個完整周期的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、野點(diǎn)剔除等處理，將側(cè)向力、回正力矩根據(jù)垂向載荷進(jìn)行
校正以得到準(zhǔn)確的輪胎力和力矩特性。
應(yīng)剔除輪胎均勻性對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響。
6.3指標(biāo)計(jì)算
6.3.1繪制曲線
試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理后宜繪制以下曲線：
a)輪胎側(cè)向力隨側(cè)偏角關(guān)系的曲線；
b)輪胎回正力矩隨側(cè)偏角變化的曲線；
c)輪胎側(cè)向力載荷敏感度與輪胎側(cè)偏角關(guān)系的曲線。
6.3.2計(jì)算指標(biāo)
試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理后宜計(jì)算以下指標(biāo)：
a)輪胎側(cè)偏剛度：
提取試驗(yàn)載荷下側(cè)偏角在±1°范圍內(nèi)的輪胎側(cè)向力與側(cè)偏角試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用最小二乘法進(jìn)行一元
線性方程擬合，將直線斜率作為輪胎的側(cè)偏剛度。
設(shè)擬合方程為公式（1）：
·····················································(1)
求解公式（2）：
?1=?1?1+?1
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·······························(2)
?2?2
11?=11??=1111?1?
由最小值a1和b1的值，得到?正規(guī)?,方?程組=見