CN115165385A - 一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，包括以下步骤：试验前对试验车辆进行暖胎；试验车辆暖胎完成后进入符合测试条件的试验场地；车辆沿着预设轨迹匀速进入测试区域；轮胎发生侧向“水滑”无法正常行驶；记录试验车辆在通过测试区过程中每加速一次的峰值侧向加速度值；并建立速度‑侧向加速度曲线；并利用水滑能力计算方法对试验车辆的侧向水滑能力进行计算，得出最终测试结果。本发明所述的测试方法，本方法为可量化的客观测试方法，可大大排除因驾驶员的主观能动性对测试结果引起的偏差。

Description

一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法

技术领域

本发明属于车辆安全性能测试领域，尤其是涉及一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法。

背景技术

随着我国汽车产业的快速发展，我国已经形成了全球规模最大汽车产业群，汽车产销量、保有量已连续多年居世界首位。伴随着汽车产业的快速发展，车辆在道路行驶里程的逐渐增加，消费者对道路行车安全也提出了更高的要求。

针对国内气候环境及我国出行特征，消费者在出行过程中使用的路面特征基本上可以分为干燥路面、湿滑路面及积水路面，对于干燥路面及路面积水较少的湿滑路面轮胎安全性能已经有相关国家标准对其测试方法进行了规定，但是对于降雨量较大或者凹坑引起的较大积水时，车辆已较高车速行驶经过该积水区域时，轮胎纵向及侧向排水沟槽虽然能排除一部分水，但是无法全部排除，轮胎与路面之间出现一层水膜，导致车辆瞬间失去抓地性能，特别是在弯道时，轮胎与地面除了驱动力，还增加了转向力，因为轮胎与地面之间存在水膜的影响，此时极易造成车辆失控现象的发生，给车辆出行带来极大的安全隐患，

目前针对车辆在弯道行驶或者发生转向时评估轮胎抗水滑的测试方法在国内及国际上都处于空白状态，针对路面积水较深的出行特征，进一步提升车辆行驶安全，创新性的提出一种评估轮基于车辆的轮胎抗水滑测试方法就需要亟待解决。

目前的车辆的弯道水滑能力只能通过使用主观评价模糊去评判，不同驾驶员人员对于相同车辆的主观评价结果相差较大。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，以解决车辆的轮胎抗水滑测试，提车辆行驶安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，包括以下步骤：

S1、试验前对试验车辆进行暖胎；

S2、试验车辆暖胎完成后进入符合测试条件的试验场地；

S3、试验车辆从静止状态匀加速至稳速区，保证车辆纵平面与试验路面中心线保持一致，进入稳速区之后稳定油门踏板，使车辆沿着预设轨迹匀速进入测试区域；

S4、进入测试区域后，试验车辆以规定的增量速度进行测试速度的递增，直至试验车辆在通过测试区时出现峰值侧向加速度，并在出现峰值侧向加速度对应的速度基础上再继续进行速度增量，直至轮胎发生侧向“水滑”无法正常行驶；

S5、记录试验车辆在通过测试区过程中每加速一次的峰值侧向加速度值；并建立速度-侧向加速度曲线；

S6、并利用水滑能力计算方法对试验车辆的侧向水滑能力进行计算，得出最终测试结果。

进一步的，步骤S1中对试验车辆进行暖胎，需要在试验之前进行1km 的暖胎,暖胎过程中应避免急加速或紧急制动等操作，最高车速不应超过 80km/h。

进一步的，步骤S2中试验场地测试条件如下：

1、路面道路为密实的沥青路面，任意方向坡度不超过2％，且测试路面具有半径不小于50m、长度不低于20m的弯道，弯道宽度不小于5m；

2、路面平整、结构均匀、磨蚀一致，表面没有松散材料或外来沉积物；

3、依据ASTM E 965-96铺砂法测量的路面构造深度为0.7mm±0.3mm；

4、采用英式摆锤法测量并经过温度修正后的BPN平均值在42～60之间。

进一步的，步骤S3中稳速区的速度为35km/h。

进一步的，步骤S4中的规定的增量速度为5km/h的增量。

进一步的，步骤S6中水滑能力计算方法包括水滑能力计算公式，公式如下：

式中：

V_低—50，单位为千米每小时(km/h)；

V^高—最大侧向加速度40％对应的车速，选较大值，单位为千米每小时 (km/h)；

a_L——为侧向加速度关于速度的函数。

相对于现有技术，本发明所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法具有以下优势：

(1)本发明所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，本方法为可量化的客观测试方法，可大大排除因驾驶员的主观能动性对测试结果引起的偏差。

(2)本发明所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，填补了国内评估车辆侧向水滑性能测试方法的缺失，可以进一步帮助企业在车辆开发过程中，提高车辆的安全性能。

(3)本发明所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法可以帮助轮胎企业完成竞品比对测试，进一步提高现有产品的侧向水滑能力。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的侧向水滑测试试验场地示意图；

图2为本发明实施例所述的速度-侧向加速度曲线示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，包括以下步骤：

步骤一：试验准备

水滑性能项测试在具有半径不小于50m、长度不低于20m的弯道上进行，在测试区中保证从试验路面中间位置获取的水膜厚度控制在 8mm±0.2mm范围内，且在整个测试循环过程中水膜厚度保持一致。

试验开始之前按图1所示，在稳速区沿着路径中心线进行定位标识的摆放，也可

在试验车辆上安装定位识别系统，目的是保证试验车辆每次进入测试区时路径保持一致，试验车辆在试验过程中全程关闭车身电子稳定系统(ESP)。

步骤二：试验过程

1、试验车辆在试验之前需进行1km的暖胎，暖胎过程中应避免急加速或紧急制动等操作，最高车速不应超过80km/h。

2、暖胎完成之后，试验车辆进入试验区，试验车辆从静止状态匀加速至稳速区，保证车辆纵平面与试验路面中心线保持一致，进入稳速区之后稳定油门踏板，使车辆沿着预设轨迹匀速进入测试区域，直至车辆尾部离开测试区，记录试验车辆在通过测试区过程中每个加速过程中的峰值侧向加速度值。

进入测试区后：车辆初始测试速度为35km/h，并以5km/h的增量进行测试速度的递增，采集试验车辆通过测试区时的侧向加速度峰值，并在出现峰值侧向加速度对应的速度基础上再继续进行速度增量，直至轮胎发生侧向“水滑”无法正常行驶。

3、按照步骤2，每次测试的行驶方向应相同，取试验车速对应最大侧向加速度，并建立速度-侧向加速度曲线如图2所示；

4、并通过面积积分法对试验车辆的侧向水滑能力进行计算，得出最终测试结果。

面积积分法计算轮胎侧向“水滑”能力：

式中：

V_低—50，单位为千米每小时(km/h)；

V^高—最大侧向加速度40％对应的车速，选较大值，单位为千米每小时(km/h)；

a_L——为侧向加速度关于速度的函数。

实际应用举例：

主机厂在新车型开发过程中，可采用本文中提到的测试方法对车辆进行底盘调教的正向开发，调教方式可参考如下：

1.根据目标轮胎进行底盘调校。基础车型开发出来之后先给车辆安装预定的试验轮胎，采用本文的试验方法进行首次测试，得出该套轮胎下试验车辆的弯道抗水滑能力面积值，如果没有达到预期制定值，即可针对悬架、衬套等影响车辆弯道稳定相关等配件进行调试，直至将该套试验轮胎下车辆的弯道抗水滑能力面积值达到最大。

2.在上述操作之后，更换不同的轮胎，继续根据本文中规定进行不同轮胎弯道水滑能力值的计算，进而在待选轮胎中，找到能使该车型最优的抗水滑能力的轮胎，最终完成车辆水滑能力的调教工作。

轮胎企业在产品开发过程中，也可采用该方法进行产品的正向开发及竞品比对。轮胎企业可将第一代产品安装到制定试验车辆上，按照本文制定的测试方法得出第一代产品的抗水滑能力值，再通过配方、花纹、结构等参数的调整，进一步提高轮胎的侧向抗水滑能力，直至达到制定目标。

具体实施如下：

1、试验场地

1.1路面道路应为密实的沥青路面，任意方向坡度不超过2％，且测试路面应该具有半径不小于50m、长度不低于20m的弯道，弯道宽度不应小于 5m。

1.2路面应为同期铺筑，路面平整、结构均匀、磨蚀一致，表面没有松散材料或外来沉积物。

1.3依据ASTM E 965-96铺砂法测量的路面构造深度应为0.7mm±0.3mm。

1.4采用英式摆锤法测量并经过温度修正后的BPN平均值应在42～60 之间。

2、试验路面蓄水要求

2.1蓄水装置可以采用漫水或者淋水方式进行实现，应至少在试验前的 0.5h蓄水以达到试验路面温度与水的温度平衡。

2.2在整个试验的过程中要保持漫水或淋水状态，从试验路面中间位置获取的水膜厚度应控制在8mm±0.2mm范围内，且在整个测试循环过程中水膜厚度应保持一致。

3、环境条件

试验过程中平均风速不应大于3m/s，水膜温度及环境温度均应控制在 5～35℃，试验过程中水膜温度变化不应超过10℃，天气情况应该无雨、无雪、无雾。

4、试验装备

4.1试验车辆

试验车辆应为能够适配试验轮胎的标准两轴乘用车，且试验车辆的动力系统、悬架系统应能正常工作。

4.1.1试验载荷按照企业要求进行调整，且同一轴上的两条轮胎负荷相差不超过10％。

4.1.2试验前应检查轮胎在环境温度下的充气压力，轮胎的充气压力均应调整为试验车辆相应载荷出厂推荐值。

4.2试验仪器

4.2.1试验仪器应能够承受灰尘、冲击、振动、100％湿度等环境状态。

4.2.2试验车辆应安装满足试验要求的速度及加速度采集设备。

允许误差如下：

车速：±1％车速或0.5km/h，取数值较大者；

加速度：±0.1m/s2。

5、试验步骤

5.1试验开始之前应按图1所示，在稳速区沿着路径中心线进行定位标识的摆放，也可以在试验车辆上安装定位识别系统，目的是保证试验车辆每次进入测试区时路径保持一致，试验车辆在试验过程中应全程关闭车身电子稳定系统(ESP)。

5.2试验车辆上安装一套测试轮胎，在试验之前需进行1km的暖胎,暖胎过程中应避免急加速或紧急制动等操作，最高车速不应超过80km/h。暖胎完成之后，试验车辆进入试验区，试验车辆从静止状态匀加速至稳速区，保证车辆纵平面与试验路面中心线保持一致，进入稳速区之后稳定油门踏板，使车辆沿着预设轨迹匀速进入测试区域，直至车辆尾部离开测试区，记录试验车辆在通过测试区过程中的最大侧向加速度值。

5.3车辆初始测试速度为35km/h，并以5km/h的增量进行测试速度的递增，采集试验车辆在通过测试区时出现峰值侧向加速度，并在出现峰值侧向加速度对应的速度基础上再继续进行速度增量，直至轮胎发生侧向“水滑”无法正常行驶；建立速度-侧向加速度曲线如图2所示，并通过面积积分法对测试轮胎的侧向水滑能力进行计算，得出最终测试结果。

5.4面积积分法计算轮胎侧向“水滑”能力：

面积积分法计算轮胎侧向“水滑”能力：

式中：

V_低—50，单位为千米每小时(km/h)；

V^高—最大侧向加速度40％对应的车速，选较大值，单位为千米每小时 (km/h)；

a_L——为侧向加速度关于速度的函数。

5.5试验举例：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、试验前对试验车辆进行暖胎；

S2、试验车辆暖胎完成后进入符合测试条件的试验场地；

S3、试验车辆从静止状态匀加速至稳速区，保证车辆纵平面与试验路面中心线保持一致，进入稳速区之后稳定油门踏板，使车辆沿着预设轨迹匀速进入测试区域；

S4、进入测试区域后，试验车辆以规定的增量速度进行测试速度的递增，直至试验车辆在通过测试区时出现峰值侧向加速度，并在出现峰值侧向加速度对应的速度基础上再继续进行速度增量，直至轮胎发生侧向“水滑”无法正常行驶；

S5、记录试验车辆在通过测试区过程中每加速一次的峰值侧向加速度值；并建立速度-侧向加速度曲线；

S6、并利用水滑能力计算方法对试验车辆的侧向水滑能力进行计算，得出最终测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，其特征在于：步骤S1中对试验车辆进行暖胎，需要在试验之前进行1km的暖胎,暖胎过程中应避免急加速或紧急制动等操作，最高车速不应超过80km/h。

3.根据权利要求1所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，其特征在于：步骤S2中试验场地测试条件如下：

1)、路面道路为密实的沥青路面，任意方向坡度不超过2％，且测试路面具有半径不小于50m、长度不低于20m的弯道，弯道宽度不小于5m；

2)、路面平整、结构均匀、磨蚀一致，表面没有松散材料或外来沉积物；

3)、依据ASTM E 965-96铺砂法测量的路面构造深度为0.7mm±0.3mm；

4)、采用英式摆锤法测量并经过温度修正后的BPN平均值在42～60之间。

4.根据权利要求1所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，其特征在于：步骤S3中稳速区的速度为35km/h。

5.根据权利要求1所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，其特征在于：步骤S4中的规定的增量速度为5km/h的增量。

6.根据权利要求1所述的一种评估车辆侧向水滑性能的测试方法，其特征在于：步骤S6中水滑能力计算方法包括水滑能力计算公式，公式如下：

式中：

V_低—50，单位为千米每小时(km/h)；

V^高—最大侧向加速度40％对应的车速，选较大值，单位为千米每小时(km/h)；

a_L——为侧向加速度关于速度的函数。

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