轮胎磨合里程变化对整车阻力影响研究

曾令平

摘 要：在汽车轮胎选型开发设计时，需合理的选择轮胎滚阻系数，以匹配整车最佳油耗性能以及最低开发设计成本，需找到一种分析轮胎滚阻系数变化对整车性能影响的方法依据，本文提供一种通过轮胎磨合里程变化带来的滚阻系数变化对整车滑行阻力影响的试验研究方法。

关键词：轮胎；磨合；胎纹检测；滚阻系数；整车阻力

1 前言

汽车轮胎作为汽车驱动原件中的一个非常重要的零件，连接整车与地面，传递发动机驱动力，通过轮胎与地面的摩擦，驱动汽车做各种运动，由于轮胎与地面的摩擦，使轮胎发生磨损，轮胎性能也将随行驶里程的增加而发生变化。

研究轮胎随整车行驶里程增加对整车阻力影响以及指导轮胎开发设计具有重要意义，本文通过研究不同磨合里程的轮胎导致滚阻系数变化对整车阻力变化的影响。

2 试验

将四条全新的轮胎安装在指定的一辆汽车上，随整车分别磨合0Km、3000Km、6000Km、9000Km、12000Km、15000Km，同时准备另外一台指定的车辆（已磨合3000Km），前后分别安装已磨合0Km、3000Km、6000Km、9000Km、12000Km、15000Km的轮胎，通过道路滑行能量法测试对应的整车滑行阻力。

2.1 轮胎磨合试验

2.1.1 轮胎、样车基本信息及试验场地

轮胎、样车基本信息见表1。

表1 轮胎、样车基本信息

LNBSCC**348为轮胎磨合车辆，LNBSCC**156为整车道路滑行阻力测试车辆；

试验场地为国家汽车质量监督检验中心（通州）试验场。

2.1.2 轮胎磨合技术要求

将四条全新轮胎按1#、2#、3#、4#分别进行标记，0Km时将1#、2#轮胎分别安装在车辆左前轮、右前轮位置， 3#、4#轮胎分别安装在车辆左后轮、右后轮位置。

为了使四条轮胎在车辆行驶过程磨合均匀，在试验过程每个试验间隔结束后需变换轮胎在车辆上的安装位置顺序，车辆行驶磨合3000Km结束后，在进行（3000～6000）Km磨合前，将1#和4#以及2#和3#轮胎分别进行对角线调换安装，在进行（6000～9000）Km磨合前，将1#、2#、3#、4#轮胎分别调换安装在左后轮、右后轮、左前轮、右前轮位置，在进行（9000～12000）Km磨合前，将1#、2#、3#、4#轮胎分别调换安装在右前轮、右后轮、左前轮、左后轮位置，进行（12000～15000）Km磨合时轮胎位置不调换。

每次试验间隔结束完成轮胎调换后，在开始下一个间隔里程的磨合前需对车辆做一次四轮定位。

磨合（0～15000km）技術规范，车辆在进行（0～15000km）磨合时，按以下七种模式进行，改变车辆磨合时的装载质量和发动机转速。

1.（0～500km）磨合时，车辆装载0Kg，发动机转速≤1/2N；

2.（500～1000km）磨合时，车辆装载0Kg，发动机转速≤3/4N；

3.（1000～15000km）磨合时，车辆装载225Kg，发动机转速≤3/4N；

4.（1500～3000km）磨合时，车辆装载450Kg，发动机转速1N；

5.（3000～6000km）磨合时，车辆装载450Kg，发动机转速≤1/2N；

6.（6000～9000km）磨合时，车辆装载450Kg，发动机转速≤3/4N；

7.（9000～15000km）磨合时，车辆装载450Kg，发动机转速1N。

其中“N”为发动机额定转速（5300rpm），在试验车辆进行1N阶段行驶时，车辆平均行驶车速不低于最高车速（240Km/h）的80%，夜间行驶里程不低于300km，不得空挡滑行。

轮胎随车辆行驶磨合试验，四条全新轮胎安装在LNBSCC**348车辆上，按照磨合技术规范从0Km开始进行磨合，每3000Km为一个磨合间隔，一直磨合至15000Km。

2.2 轮胎滚阻系数测试

每完成一个3000Km磨合间隔，在实验室台架上根据ISO 28580规定测试每条轮胎滚阻系数，将4条轮胎滚阻系数测试结果取平均值作为每个磨合里程对应的滚阻系数，记录数据。

2.3 整车道路滑行阻力试验

按GB 18352.3—2005中CC.5.1规定确定车辆的行驶阻力，采用道路滑行阻力法测试整车阻力，分别将已磨合0Km、3000Km、6000Km、9000Km、12000Km、15000Km先后安装在LNBSCC**156车上进行道路滑行阻力测试，记录数据。

3 数据处理

3.1 整车道路滑行校正阻力数据

根据阻力数据处理，画出不同磨合里程轮胎对应整车滑行平均阻力变化趋势，如图1所示。

图1 整车阻力与轮胎磨合里程变化

分析得出，车辆滑行平均阻力随轮胎磨合里程增加而逐渐下降，在磨合至9000Km时，整车滑行平均阻力下降趋于平缓。

3.2 轮胎滚阻系数测试数据

根据轮胎滚阻系数测试数据处理，画出不同磨合里程轮胎滚阻系数变化趋势如图2所示。

分析得出，轮胎滚阻系数随磨合里程增加而下降，在磨合至15000Km时，轮胎滚阻系数降低约7%，接近低滚阻轮胎的滚阻系数水平。

4 结语

通过试验数据分析，所试验的轮胎随磨合里程增加，整车滑行平均阻力和轮胎滚阻系数呈逐渐下降趋势，在轮胎磨合1.5万Km后，整车滑行平均阻力在城市道路行驶工况（30Km/h）降低约11.3%，在高速工况下（120Km/h）降低约4.3%，轮胎滚阻系数降低降约低7%，接近低滚阻轮胎的滚阻系数水平，但在轮胎磨合9000Km后，轮胎对整车道路滑行平均阻力影响趋缓。

图2 轮胎滚阻系数与轮胎磨合里程变化

在汽车轮胎选型时，可以参考本文所研究的成果进行开发设计，在保证轮胎设计满足整车要求情况下，最大化的节约开发设计成本。

参考文献：

[1] 章化麟，尹章顺，朱国林，等.汽车外流空气动力模拟[J].汽车工程.2000（01）：17-20.

[2] 何忆斌，陈建美，刘孟祥.汽车相会时外流场数值仿真分析[J].机械与电子.2013（07）：7-11.