【技术分享】轮胎滚动阻力对汽车燃油经济性的影响分析-绵羊汽车生活记录

摘要：作品分解了轮胎滚动阻力形成的因为，影响滚动阻力的首要身分，扼要论说了滚动阻力的测试格式，并以轮胎实例台架测试和仿真揣测分析，消重轮胎滚动阻力是提

摘要：作品分解了轮胎滚动阻力形成的因为，影响滚动阻力的首要身分，扼要论说了滚动阻力的测试格式，并以轮胎实例台架测试和仿真揣测分析，消重轮胎滚动阻力是擢升车辆燃油经济性的紧张倾向之一。

小引斟酌说明，因为轮胎滚动阻力的因为，其所变成的燃料消磨约占全部车辆燃料消磨量的30%。而遵循国际能源署的数据，目前环球汽车所排放的二氧化碳占环球二氧化碳总排放量的18%。所以，国家正正在鼎力倡议筑筑资源节省型，处境友爱型社会，开垦节能环保型车辆义不容辞。汽车的燃油经济性首要受汽车行驶时碰到的阻力和带头机有用油耗率的影响。通过消重这两个身分的影响来淘汰汽车的耗油量，是提升汽车经济性的有用途径。本文先容了轮胎滚动阻力成因、首要影响身分、测试格式以及通过实例分析轮胎滚动阻力对汽车耗油量的影响。

一、轮胎滚动阻力的成因轮胎自身段料和机闭属性及道道的效率，使轮胎正在滚动时形成了窒塞挺进的滚动阻力。轮胎正在滚动历程中，弯曲变形是起安排效率的轮胎变形型式，轮回转变的应力－应变变成能量损耗，变成轮胎滚动阻力，也称为轮胎迟滞能量损耗。

当轮胎不滚动时，地面临轮胎的法向反效率力漫衍是前后对称的；但当轮胎滚动时，正在法线nn前后相对应点d和d 变形固然肖似( 睹图1( a) ) ，但因为弹性迟滞局面，处于压缩历程的前部d点地面法向反效率力就会大于处于克复历程的后部d点地面法向反效率力( 睹图1( b) ) ，这两点变形设为δ，压缩时的受力为CF，克复时的受力为DF，而CF大于DF，云云就使地面法向反效率力的漫衍前后过错称，而使它们的协力FZ相看待它们的法线nn向前移了一段隔断a( 睹图2( a) ) ，它随弹性迟滞耗损的增大而变大。协力FZ与法向载荷W巨细相称，倾向相反。假若将法向反效率力W 平移到与通过轮胎中央的垂线重合，则轮胎正在硬道面上滚动时的受力情形如图2( b) 所示体例，即滚动时有滚动阻力偶矩Tf = FZa窒塞轮胎滚动。也便是说弹性迟滞耗损是以轮胎滚动阻力偶矩来变成对汽车行驶的阻力。

同时，由图2看出，要使轮胎正在硬道面上滚动，需正在轮胎中央加一推力Fp1，它与地面切向反效率力组成一力偶来抑制滚动阻力偶矩。由平均条目得: Tf = Fp1 r，即Fp1 = Tf /r = FZ( a /r) ，令a /r =f，则Fp1 = Wf，个中，f 称为滚动阻力系数。可睹滚动阻力系数是轮胎正在必定条目下滚动时所需推力与轮胎负荷之比值，即单元车重所需推力。或者说，滚动阻力等于滚动阻力系数与轮胎负荷的乘积，即Ff = Wf。

二、轮胎滚动阻力首要影响身分影响轮胎滚动阻力的身分良众，包含所用质料、轮胎机闭、外部行使条目等。从轮胎机闭方面看，子午线轮胎的滚阻低于斜交轮胎。( 1) 轮胎断面高宽比：普通情形下，轮胎滚动阻力随轮胎断面高宽比的减小而减小。但跟着速率的增进，这种区别渐渐减小，这首要是因为轮胎断面高宽比越大，轮胎变形越大，而正在高速转动形态下，离心力的效率抵消了笔直负荷效率使轮胎机闭上形成了局部变形，从而减小了轮胎所用质料中变成的滞后耗损，消重了轮胎的滚动阻力。( 2) 轮辋直径：轮辋直径对轮胎滚动阻力的影响首要体现正在轮辋直径增大25.4 mm，轮胎滚动阻力消重约16%。跟着速率的增大，这种区别根本维系稳固。这是因为轮辋直径增大后，正在肖似的笔直负荷下，轮胎变形相对减小，消重了轮胎滚动历程中形成的迟滞耗损，从而使轮胎滚阻消重。3) 轮胎质料：统一规格的轮胎行使区别胎体质料，其滚动阻力有光鲜区别；子午线轮胎的带束层是首要的受力部件，它担当充气压力所形成应力的60% ～ 70%，选用高模量的质料用作带束层帘线，使带束层的蔓延最小，可有用地统制轮胎的变形，以消重轮胎滚动阻力；胎面胶的材质对轮胎滚动阻力影响也较大，平时由胎面形成的滚动阻力占轮胎滚动阻力的50%。斟酌说明，胶种和炭黑种类对胎面胶的滚动阻力起决议效率。目前，白炭黑配合硅烷耦联剂可能正在担保轮胎耐磨性和湿滑道面上牵引力稳固的条件下，消重轮胎滚动阻力。( 4) 轮胎气压和负荷：轮胎气压与负荷是轮胎打算历程中的模范参数。它们的挑选首要遵循汽车的负荷而确定。跟着充气压力的增大，轮胎的滚动阻力消重。这是由于气压的增大，现实上增大了轮胎自身的刚度，正在轮胎滚动历程中，其具体变形减小，带来了迟滞耗损减小，从而消重了轮胎滚动阻力。5) 轮胎行驶速率：轮胎的行驶速率对其滚动阻力的影响较杂乱，正在中低速率下行驶时，对轮胎滚动阻力的影响对照小，行驶速率增大可使轮胎的下重量和损耗因子减小，从而使轮胎滚动阻力低落。当车速达到某一值以上时滚阻增进较疾，车速到达临界值时，滚动阻力急忙增进，此时轮胎形成“驻波”局面，轮胎周缘不再是圆形，而呈光鲜的海浪状。( 6) 轮胎斑纹：轮胎的滚动阻力跟着胎面斑纹沟数的增进而增进，这是由于沟的存正在，散热功效变好，轮胎温度消重，并因为胎面部切实切接触面积变小，压缩变形增进。

三、轮胎滚动阻力测试方胎滚动阻力试验分为室内台架试验格式和道道试验格式。道道试验格式分为滑行法、牵引法和功率法。道道试验可能确切地模仿轮胎滚动阻力情形，但道道温度、磨损情形及其它外部身分容易对滚阻测试变成影响，反复精度不高。室内台架试验是正在试验机长进行，它不受处境条目限定，试验周期短，试验条目可控，试验结果可比性好。室内台架试验格式依据丈量参数的区别，可分为测力法、扭矩法、功率法和减速率法。无论采用何种格式，都要将丈量数据换算奏效率于轮胎与转饱接触面的滚动阻力值。国表里轮胎滚动阻力测试模范首要是GB /T 18861 － 2012、GB /T 29040 － 2012、ISO 18164：2005、ISO 28580：2009、SAE J1269：2006、ECE Ｒ117 － 2011。目前国际上滚动阻力试验机众采用测力法。GB /T 18861－ 2012 没有供给区别实行室间或区别试验机之间试验结果的对照格式，它供研发行使，不行对轮胎实行分级。GB /T 29040 － 2012供给了区别实行室间或区别试验机之间试验结果的对照格式，可能对轮胎实行质料分级评议。

以某一商用车装用区别品牌的轮胎为例，实行轮胎滚动阻力对车辆燃油经济性影响的分解。车辆参数睹表1。

参照GB /T 29040 － 2012，正在统一台架上，用测力法对两个品牌的6.50Ｒ16LT轮胎实行了滚动阻力系数测试，试验条目为：试验速率按20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h、120km/h，试验负荷为单胎最大负荷的85%，试验气压为单胎最大负荷对应的气压，全体测试结果睹表2。可睹，B品牌轮胎的滚动阻力系数光鲜低于A品牌的值。

采用Cruise软件对车辆燃油经济性实行仿真揣测，遵循整车形态，筑树整车仿真分解模子，将整车参数、带头机本能弧线、变速器速等到主减速比以及A品牌和B品牌轮胎对应行驶阻力等输入到Cruise模子中实行仿真揣测，取得A品牌和B品牌轮胎对应的整车最高等等速行驶燃料消磨量模仿揣测值，睹图4。B品牌轮胎的等速油耗值低于A品牌约0.4L /100km。图4 整车等速行驶油耗仿真揣测弧线) 归纳燃料消磨量仿线，模仿车辆正在C －WTVC工况下的运转形态，实行车辆装用A品牌和B品牌轮胎的归纳油耗揣测。A品牌和B品牌轮胎的归纳油耗模仿揣测结果诀别为10.4L/100km和10.1L/100km，两者相差0.3L/100km。B品牌轮胎的归纳油耗比A品牌低2.9%。