CN109459250A - 一种轿车轮胎磨耗的测试评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轿车轮胎磨耗的测试评价方法，包括：步骤一、将试验轮胎及基准轮胎分别安装在轮辋上并充气至规定气压，测量试验轮胎及基准轮胎的初始轮胎花纹沟深度后，将装有试验轮胎及基准轮胎的轮辋分别安装在不同的测试车辆上；步骤二、多次循环驾驶测试车辆通过预定规划线路，行驶里程到达测量周期时，对所述测试车辆驱动轴装配的轮胎的花纹沟深度进行测量；步骤三、分别计算轮胎的花纹沟目标里程寿命，得到轮胎的最终目标里程寿命；步骤四、计算试验轮胎磨耗性能系数。本发明提供的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其通过多次循环驾驶测试车辆通过预定规划线路，获得试验轮胎磨耗性能系数，对轮胎的磨耗测试评价准确性较高。

Description

一种轿车轮胎磨耗的测试评价方法

技术领域

本发明属于轮胎磨耗的测试技术领域，特别涉及一种轿车轮胎磨耗的测 试评价方法。

背景技术

轮胎的耐磨耗性是决定轮胎耐久性的最为重要因素。现今的汽车轮胎， 约有98％以上都是因为使用磨光而更换或报废的。因此，磨损已成为轮胎在 设计和生产技术中最受关注的课题。现有的轮胎磨耗试验基本都是通过简单 摩擦获得磨耗参数，或通过试验机模拟磨耗过程，难以体现真实行驶中的磨 耗。

发明内容

本发明提供了一种轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其通过多次循环驾驶 测试车辆通过预定规划线路，并测得轮胎的花纹沟深度，获得试验轮胎磨耗 性能系数，对轮胎的磨耗测试评价准确性较高。

本发明提供的技术方案为：

一种轿车轮胎磨耗的测试评价方法，包括：

步骤一、将试验轮胎及基准轮胎分别安装在轮辋上并充气至规定气压， 测量试验轮胎及基准轮胎的初始轮胎花纹沟深度后，将装有试验轮胎及基准 轮胎的轮辋分别安装在不同的测试车辆上；

步骤二、多次循环驾驶测试车辆通过预定规划线路，行驶里程到达测量 周期时，对所述测试车辆驱动轴装配的轮胎的花纹沟深度进行测量；

步骤三、分别计算轮胎的花纹沟目标里程寿命，得到轮胎的最终目标里 程寿命；

其中，所述轮胎的花纹沟目标里程寿命为：

其中，M表示花纹沟的目标里程寿命；c为轮胎胎面磨耗标志高度；a表 示初始花纹沟深度的理论值；b表示轮胎每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量；

步骤四、计算试验轮胎磨耗性能系数TRI；

其中，M_CT试验轮胎的最终目标里程寿命；M_RT为基准轮胎的最终目标 里程寿命。

优选的是，在所述步骤四中，取每条轮胎上的花纹沟目标里程寿命的最 小值作为该条轮胎的目标里程寿命，驱动轴上对应的两条轮胎中目标里程寿 命的最小值作为该轮胎的最终目标里程寿命。

优选的是，在所述步骤三中，所述初始花纹沟深度的理论值的计算方法 为：

其中，y表示轮胎的花纹沟深度；x表示轮胎的实际行驶里程；b表示轮 胎每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量；N为测试车辆在轮胎磨耗测试中按照 预定规划线路行驶的循环次数。

优选的是，在所述步骤三中，轮胎每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量为：

其中，y表示轮胎的花纹沟深度；x表示轮胎的实际行驶里程；N为测 试车辆在轮胎磨耗测试中按照预定规划线路行驶的循环次数。

优选的是，在试验状态下，轮胎负荷能力满足：

其中，Q_t为轮胎试验状态下的负荷能力；Q_r为轮胎胎侧模刻的负荷指数 所对应的负荷能力。

优选的是，在试验状态下，轮胎的充气压力满足：

其中，P_t为轮胎试验状态下的充气压力；P_r为轮胎参考充气压力。

优选的是，在所述步骤二中，测量周期为4050Km。

优选的是，当安装试验轮胎的测试车辆为多辆时，在行驶到规定里程时， 对不同测试车辆上安装的试验轮胎进行调换；其中，在调换过程中，保持试 验轮胎的胎位不变。

优选的是，在所述步骤一中，还包括对充气用空气进行过滤，去除油、 水和杂质。

本发明的有益效果是：

本发明提供的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，通过多次循环驾驶测试车 辆通过预定规划线路，并测得轮胎的花纹沟深度，获得试验轮胎磨耗性能系 数，对轮胎的磨耗测试评价准确性较高。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。

本发明中的试验轮胎是指委托方提交的能够代表某种轮胎类型并进行测 试的轮胎；基准轮胎是指生产、监管及运输存储严格依据实验室质量体系进 行，与试验轮胎自始至终保持相同一致的测试条件，测试结束后测试指标用 作试验轮胎对比的轮胎。轮胎花纹沟深度是指由轮胎胎面与轮胎花纹沟槽底 部的距离。

一、测试条件

(1)试验车辆条件

根据试验轮胎的规格型号合理选择试验车辆，试验车辆品牌及型号尽可 能保持一致，使用年限应低于两年并应保持车况状态良好，制动系统、转向 系统、悬挂系统、空调通风系统、冷却系统工作状态良好，车轮校准满足车 辆制造商出厂要求。在无负荷情况下通过车身水平调整系统的调节，使车辆 保持正常的离地间隙。在无载荷的状况下检查调整前轮前束、前轮外倾及主 销后倾角，使之满足车辆制造商的出厂要求。

(2)试验轮胎条件

试验轮胎安装在轮胎制造厂规定的轮辋上，记录轮辋规格，有特殊安装 要求的轮胎，例如不对称或有方向性的轮胎，应该按照要求进行安装。轮胎 与轮辋总成应保持良好的动平衡，轮胎及轮辋总成径向和侧向跳动量不得超 过0.9mm。将试验轮胎安装在GB/T2978-2014规定要求的轮辋上并充气至规 定气压，其中，标准型轮胎充气压力为250kPa，增强型轮胎充气压力为 250kPa。充气用空气应经过过滤，去除油、水和杂质，轮胎胎面保持清洁。

(3)轿车轮胎磨耗测试所需测量工具及其精度要求，如表1所示：

表1测试所需测量工具及其精度要求

测试工具	精度要求
		轮胎气压表	5kPa
花纹深度尺	0.02mm

(4)试验环境

轿车轮胎磨耗测试应满足GB/T 29041-2012的环境条件下进行，雨、雪、 雾等恶劣天气状况下的行驶里程不应超过总体行驶里程的5％。

(5)装载质量

装载质量应固定牢靠，行使过程中不得晃动和颠离；不应因潮湿、散失 等条件变化而改变其质量，以保证装载质量的大小、载荷分布不变。

(6)驾驶行为限定

轮胎胎面磨耗测试道路应为清洁、干燥的水泥或者沥青铺装的路面，行 驶车队应严格遵守道路交通规则，原则上不允许出现急加速、急减速、急转 向等激烈驾驶行为。

二、测试方法

(1)在每条试验轮胎内侧胎壁，用记号笔沿圆周方向做四等分标记点， 同时标记轮胎轮位，同一车轴上的左、右轮胎的标记点相对于车辆纵向对称 平面呈镜像对称分布。

(2)根据试验轮胎花纹类型不同，在每个标记点处，沿试验轮胎横向胎 面，靠近胎面中心线附近确定多个花纹沟深度测量点，花纹沟深度测量点应 选取在花纹沟槽的中间位置并避开胎面磨耗标志或其他字符图案标记，用花 纹深度尺测量轮胎花纹沟深度，花纹深度尺应保持与花纹沟底部相互垂直， 测量单位为毫米，保留小数点后两位，每次进行花纹沟深度测量时，相同标 记点处的测量点位置应保持接近。

(3)将试验轮胎充气压力调整至轮胎参考充气压力P_r，对轮胎胎面初始 花纹进行拍照留存，同时进行初始轮胎花纹沟深度测量并记录。

(4)将试验轮胎按照规定要求安装到试验车辆后，试验车辆应按照整车 制造商出厂要求进行四轮定位并记录车辆的初始里程，之后对试验轮胎胎压 按照如下方法进行调整：

试验轮胎试验状态下的平均负荷应是其负荷指数对应负荷Q_r的 (75±5)％，任一轮胎负荷不应低于其负荷指数对应负荷Q_r的70％，不高于 负荷指数对应负荷Q_r的90％，计算公式如下：

式中，Q_t为轮胎试验状态下的负荷能力，单位为千克，符号为kg；Q_r为 轮胎胎侧模刻的负荷指数所对应的负荷能力，单位为千克，符号为kg。

将试验轮胎试验状态下的胎压与试验轮胎参考充气压力应根据如下公式 进行调整：

式中，P_t为轮胎试验状态下的充气压力；单位为千帕，符号为kPa；P_r为 轮胎参考充气压力，单位为千帕，符号为kPa。

对于标准型轮胎而言P_r＝250kPa；对于增强型轮胎P_r＝290kPa。

(5)以轮胎胎面磨耗测试为目的行驶车队包括两辆或两辆以上的试验车 辆时，行驶相同路线，轮胎、车辆、驾驶员采用组内循环的方法，弱化路面 状况、驾驶员驾驶行为、车辆状况及车辆配载等因素对轮胎胎面磨耗测试的 影响。行驶车队按照规定的行驶线路，每行驶(1350±50)km为一个轮胎调 换周期，每条试验轮胎达到规定的调换周期时，对不同的试验车辆上安装的 轮胎进行调换。其中，在调换过程中，保持试验轮胎在试验车辆上的安装位 置不变；轮胎调换后，按照公式(1)和公式(2)进行胎压和负荷的调整并 记录。如果行驶车队中只有一辆试验车辆，则在整个试验期间轮胎轮位保持 不变。

行驶车队按照规定的行驶线路，每行驶4050km为一个轮胎花纹沟深度 测量周期，每条轮胎达到规定的测量周期时，将试验轮胎从试验车辆上拆下， 对试验轮胎进行胎压调整并清洁轮胎胎面，对驱动轴装配的试验轮胎标记点 处的花纹沟深度进行测量并记录。

试验轮胎花纹沟深度测量结束后，如果行驶车队有两辆或两辆以上试验 车辆，需要将车队中不同试验车辆上的轮胎进行调换，但保持轮胎的胎位不 变，换胎后，将装配到测试车辆上进行四轮定位；行驶车队重复上述测试循 环。每行驶(1350±50)km进行轮胎调换(将轮胎安装在车队内的不同车辆 上，但轮胎安装在车辆上的位置不变)，每行驶4050km进行花纹沟深度测 量并记录；累计完成20250km行驶后，驱动轴装配的试验轮胎均完成六次花 纹沟深度测量。

基准轮胎和试验轮胎采取完全一致的试验条件及测量方法。

三、确定试验轮胎磨耗率

行驶车队按照预定规划线路完成全部测试循环后，对驱动轴装配的试验 轮胎采用六点线性回归法确定胎面磨耗率。

(1)行驶车队按照预定规划线路完成全部测试循环后，驱动轴装配的每 条试验轮胎完成六次花纹沟深度及对应行驶里程的测量记录。对试验轮胎每 个标记点处的多个花纹沟进行深度测量时，该花纹沟对应的四个标记点处的 花纹沟深度测量值的算数平均值作为该花纹沟的有效花纹沟深度，对该花纹 沟有效花纹沟深度与其对应的行驶里程，采用最小二乘法做六点线性回归分 析，确定该花纹沟的“花纹沟深度——行驶里程”线性方程如公式(3)所示， 其斜率的绝对值即为该花纹沟的磨耗率：

其中，y表示试验轮胎的花纹沟深度，单位为mm；x表示试验轮胎的实 际行驶里程，单位为km；a表示线性回归线在y轴的截距，即为初始花纹沟 深度的理论值，单位为mm；b表示线性回归线的斜率，即为试验轮胎每行驶 1000公里对应的轮胎磨耗量，单位为mm/1000km；N为行驶车队在轮胎磨耗 测试中按照预定规划线路行驶的循环次数。

(2)计算轮胎花纹沟的目标里程寿命

试验轮胎花纹沟目标里程寿命计算按如下公式进行计算：

式中，M表示轮胎花纹沟的目标里程寿命，单位为km；c为轮胎胎面磨 耗标志高度，单位符号为mm；a表示初始花纹沟深度的理论值；b表示轮胎 每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量。

(3)计算轮胎磨耗性能系数

根据上述计算公式得到试验轮胎每条花纹沟的目标里程寿命，取花纹沟 目标里程寿命的最小值作为该条试验轮胎的目标里程寿命，驱动轴上对应的 两条试验轮胎中目标里程寿命的最小值作为该试验轮胎的最终目标里程寿 命，计算轮胎磨耗性能系数：

式中，TRI为试验轮胎磨耗性能系数，最终结果保留整数位；M_CT试验轮 胎的最终目标里程寿命；M_RT为基准轮胎的最终目标里程寿命。

其中，基准轮胎的最终目标里程寿命的计算过程及方法与试验轮胎最终 目标里程寿命的计算过程及方法相同。试验轮胎磨耗性能系数越大，说明试 验轮胎的磨耗性能越好。

如果行驶车队有两辆或两辆以上试验车辆，则取车队中所有试验车的驱 动轴上对应的试验轮胎中目标里程寿命的最小值作为该试验轮胎的最终目标 里程寿命。

实施例1

基准轮胎和基准轮胎均选用规格为245/40R18的轮胎进行试验，轮胎磨 耗测试，行驶线路全程(450±20)km，包括3个道路工况，按照行驶顺序分 别为市郊工况、高速工况及山路工况，各道路工况起止站点、里程及占比如 表2和表3所示。每个轮胎选取6个花纹沟进行测量，基准轮胎的测试结果 如表4-7所示，试验轮胎的测试结果如表8-11所示。其中，表中的花纹沟目 标里程寿命为通过公式(3)、(4)、(5)及(6)计算得到。

表2行驶线路表

表3轮胎磨耗测试行驶线路各道路工况占比分布

工况类型	里程/km	占比/％	车速限值
				市郊工况	72	16％	≤80km/h
高速工况	202	45％	≤120km/h
				山路工况	176	39％	≤70km/h

表4安装在左前轮位置的基准轮胎的测试结果

表5安装在右前轮位置的基准轮胎的测试结果

表6安装在左后轮位置的基准轮胎的测试结果

表7安装在右后轮位置的基准轮胎的测试结果

表8安装在左前轮位置的试验轮胎的测试结果

表9安装在右前轮位置的试验轮胎的测试结果

表10安装在左后轮位置的试验轮胎的测试结果

表11安装在右后轮位置的试验轮胎的测试结果

从表4-7中可以看出，安装在左前轮位置的基准轮胎的花纹沟里程寿命 为最小值45114km，即该基准轮胎的目标历程寿命为45114km；安装在安装 在右前轮位置的基准轮胎的花纹沟里程寿命最小值为43851km，即该基准轮 胎的目标历程寿命为43851km；安装在左后轮位置的基准轮胎的花纹沟里程 寿命最小值为61069km，即该基准轮胎的目标历程寿命为61069km；安装在 安装在右后轮位置的基准轮胎的花纹沟里程寿命最小值为64867km，即该基 准轮胎的目标历程寿命为64867km。之后，取驱动轴上对应的两条基准轮胎 (左前轮和右前轮)中目标里程寿命的最小值作为该基准轮胎的最终目标里 程寿命，则该基准轮胎的最终目标历程寿命为43851km。

从表8-11中可以看出，安装在左前轮位置的试验轮胎的花纹沟里程寿命 为最小值46626km，即该基准轮胎的目标历程寿命为46626km；安装在安装 在右前轮位置的基准轮胎的花纹沟里程寿命最小值为48685km，即该基准轮 胎的目标历程寿命为48685km；安装在安装在左后轮位置的基准轮胎的花纹 沟里程寿命最小值为66827km，即该基准轮胎的目标历程寿命为66827km； 安装在安装在右后轮位置的基准轮胎的花纹沟里程寿命最小值为61879km， 即该基准轮胎的目标历程寿命为61879km。之后，取驱动轴上对应的两条试 验轮胎(左前轮和右前轮)中目标里程寿命的最小值作为该试验轮胎的最终 目标里程寿命，则该试验轮胎的最终目标历程寿命为46626km。

则试验轮胎磨耗性能系数为：

即实施例1中的实验轮胎磨耗性能系数为106％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方 式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领 域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范 围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将试验轮胎及基准轮胎分别安装在轮辋上并充气至规定气压，测量试验轮胎及基准轮胎的初始轮胎花纹沟深度后，将装有试验轮胎及基准轮胎的轮辋分别安装在不同的测试车辆上；

步骤二、多次循环驾驶测试车辆通过预定规划线路，行驶里程到达测量周期时，对所述测试车辆驱动轴装配的轮胎的花纹沟深度进行测量；

步骤三、分别计算轮胎的花纹沟目标里程寿命，得到轮胎的最终目标里程寿命；

其中，所述轮胎的花纹沟目标里程寿命为：

其中，M表示花纹沟的目标里程寿命；c为轮胎胎面磨耗标志高度；a表示初始花纹沟深度的理论值；b表示轮胎每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量；

步骤四、计算试验轮胎磨耗性能系数TRI；

其中，M_CT试验轮胎的最终目标里程寿命；M_RT为基准轮胎的最终目标里程寿命。

2.根据权利要求1所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在所述步骤四中，取每条轮胎上的花纹沟目标里程寿命的最小值作为该条轮胎的目标里程寿命，驱动轴上对应的两条轮胎中目标里程寿命的最小值作为该轮胎的最终目标里程寿命。

3.根据权利要求2所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述初始花纹沟深度的理论值的计算方法为：

其中，y表示轮胎的花纹沟深度；x表示轮胎的实际行驶里程；b表示轮胎每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量；N为测试车辆在轮胎磨耗测试中按照预定规划线路行驶的循环次数。

4.根据权利要求3所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在所述步骤三中，轮胎每行驶1000公里对应的轮胎磨耗量为：

其中，y表示轮胎的花纹沟深度；x表示轮胎的实际行驶里程；N为测试车辆在轮胎磨耗测试中按照预定规划线路行驶的循环次数。

5.根据权利要求3或4所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在试验状态下，轮胎负荷能力满足：

其中，Q_t为轮胎试验状态下的负荷能力；Q_r为轮胎胎侧模刻的负荷指数所对应的负荷能力。

6.根据权利要求5所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在试验状态下，轮胎的充气压力满足：

其中，P_t为轮胎试验状态下的充气压力；P_r为轮胎参考充气压力。

7.根据权利要求6所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在所述步骤二中，测量周期为4050Km。

8.根据权利要求7所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，当安装试验轮胎的测试车辆为多辆时，在行驶到规定里程时，对不同测试车辆上安装的试验轮胎进行调换；其中，在调换过程中，保持试验轮胎的胎位不变。

9.根据权利要求8所述的轿车轮胎磨耗的测试评价方法，其特征在于，在所述步骤一中，还包括对充气用空气进行过滤，去除油、水和杂质。