超宽轮胎对半挂牵引车及铰接列车油耗的影响分析

韩 鹏

（安徽江淮汽车集团股份有限公司 技术中心，安徽 合肥 230601）

2021年，我国商用车产销量分别为 467.4万辆和479.3万辆。其中牵引车全国销量为67.7万辆，占总销量的14.04%，可见牵引车在商用车领域占据着举足轻重的地位。同时随着市场竞争日趋激烈，车辆油耗已成为客户购车时的主要考虑因素之一，而国家标准对油耗的要求也越来越高，《重型商用车辆燃料消耗量限值》（GB 30510）已发布征求意见稿，预计2023年即将实施，届时燃油消耗量限值将在现有标准的基础上降低 15%左右[1]。

为了达成标准要求，近年来不同原理的节油技术推陈出新，如优化冷却系统提高发动机热效率[2]，基于分析软件开展动力传动系统的精确匹配[3]、降低车辆行驶中空气阻力的新造型设计[4]、改进驾驶员操作习惯的换挡提示装置[5]等。其中，超宽轮胎也是众多节油技术中的一项。

文中将首先解释超宽轮胎节油的原理，再通过实车测试，分析该技术对牵引车油耗影响。

1 原理分析

超宽轮胎是指高宽比为0.65及以下的轮胎，主要特征是扁平化、无内胎化和宽轮辋。现将单个超宽轮胎425/65R22.5替代常规12R22.5并装双胎，匹配至某江淮牵引车上，安装示意图如图1、图2所示。

图1 超宽轮胎安装图

图2 并装双胎安装图

1.1 轮胎质量轻

单个超宽轮胎代替并装双胎，无需内胎和垫带等配件，轮胎质量减少31.54%、轮辋质量减少36.96%，总体质量减少33.78%，如表1所示。一个驱动轴可降低 150 kg，6×4半挂牵引车可降低300 kg，更重要的是轮胎质量为簧下质量，带来的节油效益要远大于簧上质量。

表1 单个超宽轮胎与并装双胎质量分析

1.2 轮胎滚阻低

在相同的垂直载荷下，超宽轮胎增大轮辋直径和宽度，可以有效提高胎侧刚性，降低与地面接触的印痕面积，如表2所示，从而减少轮胎变形，达到降低滚动阻力的目的。

表2 单个超宽轮胎与并装双胎印痕分析

2 试验与结果

2.1 试验过程

为了验证超宽轮胎对半挂牵引车及铰接列车油耗的影响，在某江淮半挂牵引车及对应铰接列车上（车辆配置如表3所示）分别匹配超宽轮胎和并装双胎，开展滑行试验和底盘测功机经济性试验。

表3 某半挂牵引车车辆参数

2.2 试验结果

2.2.1 半挂牵引车道路滑行试验

将半挂牵引车驱动轴上轮胎更换为超宽轮胎，并与并装双胎在整备质量下开展道路滑行试验，质量参数如表4所示。

表4 质量参数 单位：kg

表5—表7为匹配并装双胎试验结果，即滑行试验的原始数据，同时通过二次拟合方式得到各车速点的滑行阻力，重点阐述对比整备质量和最大设计总质量下并装双胎和超宽轮胎平均道路滑行阻力。

表5 并装双胎道路滑行试验

表6 并装双胎道路滑行试验拟合系数

表7 并装双胎道路滑行试验结果

匹配超宽轮胎的试验结果如表8—表10所示。

表8 超宽轮胎道路滑行试验

表9 超宽轮胎道路滑行试验拟合系数

表10 超宽轮胎道路滑行试验结果

通过上述数据可以得出，相比于匹配常规并装双胎，半挂牵引车匹配超宽轮胎时，整车整备质量可下降 300 kg，平均道路滑行阻力可下降3.67%，此时道路滑行阻力的降幅并不明显。

2.2.2 铰接列车道路滑行试验

将铰接列车除转向轴外的其他 5根轴上轮胎均更换为超宽轮胎，并与常规并装双胎均在最大设计总质量下开展道路滑行试验，质量参数如表11所示。

匹配并装双胎试验结果如表12—表14所示。

表12 并装双胎道路滑行试验

表13 并装双胎道路滑行试验拟合系数

表14 并装双胎道路滑行试验结果

匹配超宽轮胎的试验结果如表15—表16所示。

表15 超宽轮胎道路滑行试验

表16 超宽轮胎道路滑行试验拟合系数

通过上述数据可以得出，相比于匹配常规并装双胎，铰接列车除转向轴外全车匹配超宽轮胎时，在最大设计总质量49 000 kg下，平均道路滑行阻力可下降12.95%，此时道路滑行阻力的降幅非常明显。

2.3 底盘测功机试验

在底盘测功机上分别测试两种道路滑行阻力下的动力性和经济性试验，结果对比如表17所示。

表17 动力性经济性试验结果对比

通过上述数据可以得出，相比于并装双胎，使用超宽轮胎测量道路滑行阻力时，经济性中等速油耗、交通部综合油耗和C-WTVC综合油耗降幅均超过 10%，同时动力性中最大车速略有提高（3.9%），加速性能略微降低（2%～3%），但总体动力性基本相当。

3 结论

若半挂牵引车仅使用超宽轮胎时，道路滑行阻力与传统并装双胎基本相同，故可推测超宽轮胎在无挂车状态时，对半挂牵引车油耗将无明显优化。但是将铰接列车上除转向轴外的其他所有轴上轮胎均更换为超宽轮胎时，在最大设计总质量下，超宽轮胎将显著降低车辆道路滑行阻力及油耗，同时车辆动力性能基本相当。