CN116183249A - 一种乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法。所述方法包括S1、用户分析，S2、试验路线确定，S3、试验天气条件选定，S4、试验载荷确定，S5、进行车辆驾驶，S6、轮胎磨损量的测量，S7、异常情况处理和S8、乘用车轮胎磨耗试验记录及统计分析，并对轮胎磨耗水平进行评价。本发明使用的乘用车轮胎道路磨耗试验方法，贴近用户使用，消除不利因素影响，科学的预测轮胎在汽车整车上的寿命表现及与车辆的匹配程度。较使用台架试验进行的磨耗试验更为精准，更科学的提前暴露汽车轮胎在产品上市后的潜在试验故障，满足汽车精准试验的需求。

Description

一种乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法

技术领域

本发明涉及乘用车部件测试领域，具体涉及一种乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法。

背景技术

轮胎的疲劳损坏是影响轮胎使用寿命的关键因素。轮胎在行驶过程中各部位产生很大的应力应变，这些应力应变可以高达每秒数十次的频率交替地改变着，导致轮胎疲劳损坏。在汽车轮胎使用后期的花纹深度与行驶安全至关重要。随着胎面磨损，剩余花纹越少，轮胎与地面的附着力越差，尤其在行驶在湿路面上，此现象更为严重。因为一般在轮胎花纹沟底部，轮胎生产厂都会设计磨损限度标志，轮胎磨损到露出这个标志时，这条轮胎就不能再用。乘用车轮胎的磨损极限标志尺寸为≥1.6mm。磨损量是轮胎疲劳的重要指标，直接关系到胎面在使用时的耐久性。

轮胎偏磨耗也是轮胎磨损研究的重要组成部分，轮胎偏磨耗是轮胎花纹凸缘间和凸缘之中磨耗能量不均匀引起的胎面磨损。在产生轮胎偏磨耗的诸多原因之中，有轮胎自身的、前轮定位以及使用方面(行驶方法)的原因等。通常这些原因多是相互耦合发生的。

在车辆有前束时，路面作用至轮胎的力向内，因此胎面的磨耗与力作用的方向相反。而当车辆有外倾角时，胎面的磨耗发生在内侧。前束角较之外倾角对于胎面磨耗的影响更为显著。

在使用方面，当轮胎的气压过高时，胎冠中心部提早磨损。如果气压偏低，由于轮胎向里弯曲，胎面的中部负荷要小些，而胎面的边缘负荷急剧增大，使材料的应力增大，使胎面的边缘严重磨损。

现有对轮胎磨耗量的试验一般使用磨损试验机在台架上进行。在转台上的橡胶试样以一定的侧偏角与圆板状磨削砂轮接触，其结果以试样转动1.6km以后被磨去的体积(cm3/1.61km)表示。

为了表示轮胎的磨耗程度也有用单位磨损里程这个指标。所谓单位磨损里程是指胎面每毫米花纹沟深所行驶的里程，单位为km/mm。与单位磨损里程相反，也可用单位里程的磨损量，如mm/km表示胎面橡胶的磨损程度或磨损率。

现有的台架试验方案缺乏对真实道路的模拟，同时也缺乏在实际汽车驾驶时的制动、加速、转弯等工况，急需对搭载在整车上的轮胎道路磨耗试验进行研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法。贴近用户使用，消除不利因素影响，科学的预测轮胎在汽车整车上的寿命表现及与车辆的匹配程度。

所述方法包括如下步骤：

S1、用户分析：分析的内容包括用户行驶路面比例、用户行驶路面状况、用户驾驶激烈程度和用户轮胎更换的频率；

S2、试验路线确定：试验路线选取真实道路，其中包括普通公路和高速公路；

S3、试验天气条件选定：在以下气候条件之一出现时停止试验：气温低于0℃、路面结霜或有积雪、大雨天气致路面水膜厚度超过5mm和大雾致能见度不足100m；

S4、试验载荷确定：试验载荷为车辆设计载荷；

S5、进行车辆驾驶：驾驶车辆时保证车辆最高车速不得超过120km/h，保证车辆质心位置加速度不超过安全值，车辆驾驶员进行轮换；

S6、轮胎磨损量的测量：在试验前先进行一次轮胎花纹深度的测量，作为初始值，采用对特定点进行花纹深度测量的方式，之后每隔约4000km卸下轮胎进行测量；

S7、异常情况处理：包括轮胎正常磨损和轮胎非正常磨损，根据不同情况，分别处理；

S8、乘用车轮胎磨耗试验记录及统计分析，并对轮胎磨耗水平进行评价。

进一步，在步骤S1中，分析用户行驶路面比例，对各路面占比进行统计，求得用户行驶路面比例的均值，作为试验路线路面种类的输入；分析用户行驶路面状况，将不同路面状况的占比作为试验路线行驶路况的输入；分析用户驾驶激烈程度，作为轮胎磨耗整车道路试验过程的驾驶方式输入；分析用户轮胎更换的频率，作为轮胎磨耗试验的寿命目标。

进一步，步骤S2试验路线确定时，整个试验总里程为48000km。

进一步，步骤S5中，在车辆质心位置安装测试整车加速度的传感器，所述

保证车辆质心位置加速度不超过安全值为保证车身质心位置的纵向加速度ax≤0.35g，g为重力加速度，横向加速度ay≤0.35g。

进一步，步骤S5中，车辆驾驶员进行轮换，每次轮换开始前检查冷态轮胎气压是否满足技术要求并记录，如出现异常漏气及时查找原因并解决；每行驶一定距离进行一次四轮定位和底盘状态检查并记录；在试验过程中，如有异常噪声，则整车及底盘工程师对轮胎滚动噪声进行评价分析。

进一步，步骤S6中，选择所述特定点的方式为在主花纹沟取4个点测量，在胎肩部分取2个点测量。

进一步，测量的点不能在轮胎磨耗标记上，所述轮胎磨耗标记为轮胎自带标记。

进一步，每次轮胎磨损量测量完成之后将车轮换位后进行四轮定位参数的调整，使4个轮胎磨损情况均衡，注意记录轮胎序号及换位次序。

进一步，步骤S7中，轮胎正常磨损时停止试验同时更换与测试轮胎型号相同的备胎，并记录更换备胎时的里程表读数，使用备胎行驶至修理厂对测试轮胎进行轮胎修补后换装，并记录换回测试轮胎时的里程表读数，如确定轮胎已损坏且不可修补，则更换备胎行驶，在此情况下，损坏的轮胎及更换的备胎的花纹深度均不在最后结论范围内；轮胎非正常磨损时分析确定是否为轮胎质量问题，如果轮胎质量无问题，联合专业部门分析此轮胎与整车匹配问题。

进一步，步骤S8具体为：

(1)天气、气温情况统计

试验过程中记录天气情况、气温等试验条件，研究天气情况、气温等因素对乘用车轮胎磨耗的影响，分析不符合要求的气候状态下运行的里程占比，评估对结论的影响程度；

(2)轮胎花纹深度记录

记录轮胎花纹深度，计算轮胎磨损量，将试验结束时的轮胎磨损量及轮胎花纹深度进行分析，绘制轮胎磨耗柱状图；

(3)加速度值分布统计

通过对车身质心处加速度的监测，绘制车身在横向和纵向的加速度分布统计图，统计在整个试验过程中大于车身质心加速度要求的里程占比，评估对结论的影响程度；

(4)轮胎理论寿命计算

将测量的轮胎磨损量同试验行驶里程作X-Y散点图，作出轮胎磨耗的趋势线，拟合出轮胎花纹深度为1.6mm时的行驶里程即为轮胎理论寿命计算里程。

本发明的有益效果为：本发明主要解决汽车轮胎在实际道路上行驶的磨耗水平预测和分析。汽车轮胎作为汽车与地面直接作用的系统部件，是汽车响应路面激励的第一道“关卡”，汽车轮胎的主要功能是支承负荷，向地面传递制动力和转向力，以及缓冲减振。轮胎对汽车性能具有十分重要的影响，它不仅影响着车辆动力性能、经济性能和NVH性能，而且影响汽车的安全性和效率。研究轮胎在道路上的整个磨耗过程、轮胎寿命以及轮胎在磨耗变薄后的性能衰减程度，有着非常重大的现实意义，同时轮胎磨耗试验是汽车试验验证的重要组成部分。

现有的轮胎磨耗试验多是针对轮胎单件在搭建的台架上进行试验，轮胎磨耗的台架试验工况单一并且没有汽车整车作为载体，无法模拟汽车的底盘及车身在真实道路上的响应对轮胎的影响，同时与轮胎接触的介质并不能准确的模拟出真实路况下的路面特性，所以得出的磨耗水平不能体现普通用户在公开道路上真实使用的磨耗水平。

本发明使用的方式是实车在规定的用户道路上，安装项目规定的轮胎，使用普通用户的驾驶方式，进行乘用车轮胎的道路磨耗整车试验。分阶段的测量轮胎胎纹深度，并形成轮胎磨耗拟合曲线，预测轮胎磨耗寿命。试验过程关注轮胎异响、偏磨等异常状况，作为轮胎与整车的匹配状态的记录。使用各种方式，避免因为驾驶员、车辆、气候等因素的影响而改变试验结果。为了消除不同驾驶员驾驶方式对结果的影响，规定了驾驶员轮换次序的原则。为了消除轮胎在前后轴的磨耗区别，规定了轮胎换位的次序。

本发明使用的乘用车轮胎道路磨耗试验方法，贴近用户使用，消除不利因素影响，科学的预测轮胎在汽车整车上的寿命表现及与车辆的匹配程度。较使用台架试验进行的磨耗试验更为精准，更科学的提前暴露汽车轮胎在产品上市后的潜在试验故障，满足汽车精准试验的需求。

附图说明

图1为实施例提供的乘用车轮胎磨耗试验行驶路线；

图2为实施例提供的驾驶员轮换方法示意图；

图3为实施例提供的轮胎测量点示意图；

图4为实施例提供的轮胎环形上4个方位位置图；

图5为实施例提供的轮胎换位方法示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例设计了一种乘用车轮胎磨耗整车道路试验方法，共计包括3个部分。

第一部分，在试验前进行实际汽车行驶工况的用户调查，以更好地真实用户针对于轮胎磨耗的使用习惯。

调查的主要内容包括行驶路面种类、路面状况(如沥青路、水泥路等)、驾驶激烈程度、轮胎更换频率等内容，如表1所示。

表1：

通过用户调查，可以准确的掌握用户的实际行驶习惯，为测试方法建立提供输入条件。

第二部分，乘用车轮胎磨耗整车道路试验方法。

1.用户分析

分析用户调查得到的用户行驶路面比例，对各路面占比进行统计，求得用户行驶路面比例的均值，作为试验路线路面种类的输入。

分析用户行驶路面状况，将不同路面状况的占比作为试验路线行驶路况的输入。

分析用户驾驶激烈程度，作为轮胎磨耗整车道路试验过程的驾驶方式输入。

分析用户轮胎更换的频率，作为轮胎磨耗试验的寿命目标。

2.试验路线确定

图1为实施例提供的乘用车轮胎磨耗试验行驶路线，乘用车轮胎磨耗试验路线由A点出发，经B高速至C点，原路返回行驶A驶出，经D国道行驶E调头点调头驶回C点，为一个循环，共X1公里。其中普通公路行驶占F％，高速公路行驶占G％。整个试验总里程计划为48000km。如果在试验期间轮胎胎面提前磨损至轮胎磨耗标记处，可以终止试验。

3.天气要求

在以下气候条件下应停止试验：

气温低于0℃；

路面结霜或有积雪；

大雨天气致路面水膜厚度超过5mm；

大雾致能见度不足100m。

4.试验载荷

乘用车轮胎磨耗整车道路试验的车辆载荷为设计载荷。

5.试验行驶要求及试验检查

车辆最高车速不得超过120km/h，且在任何情况下均不可违反交通法规。

试验过程中，在车辆质心位置安装测试整车加速度的传感器，如陀螺仪。要求试验过程中车辆行驶起步平稳，严禁弯道超车，尽量避免急加速和紧急制动。保证车身质心位置的纵向加速度ax≤0.35g(g为重力加速度)，横向加速度ay≤0.35g。

为排除人为因素对试验结果的影响，车辆驾驶员应进行轮换。图2是以2辆试验车，每车2名驾驶员为例，说明轮换次序，每4个循环驾驶员小组轮换驾驶车辆，更多试验车的情况下依次类推。

每个循环试验开始前，需检查冷态轮胎气压是否满足技术要求并记录。如出现异常漏气应及时查找原因并解决。

根据循环实际情况，每隔约X2km需要进行一次四轮定位和底盘状态检查并记录。

在试验过程中，试验驾驶员及试验员应关注噪声的异常。如有异常噪声，需整车及底盘工程师对轮胎滚动噪声进行评价分析。

6.轮胎磨损量的测量方法

轮胎测量位置沿轮胎断面由装车后轮胎内侧至轮胎外侧分布，其中主花纹沟4个测量点，胎肩部分2个测量点，其中A点与F点位于胎肩槽沟的中间位置。测量位置不能在轮胎磨耗标记上。见图3所示。为了保证每次测量点的重复性，在轮胎圆周方向上4个方位均进行轮胎花纹深度的测量，如图4所示。

新装轮胎后，应进行2个试验循环约X3km的轮胎磨合阶段。磨合完成后进行轮胎花纹深度的测量，作为初始值。之后每隔约4000km卸下轮胎并清洁胎面，静置至环境温度，测量轮胎花纹深度并记录。

7.轮胎换位

每次轮胎磨损量测量完成之后按图5方式将车轮换位后进行四轮定位参数的调整(如整车技术要求对轮胎换位有规定则按技术要求执行)。通过换位，使4个轮胎磨损情况均衡，注意记录轮胎序号及换位次序等。

8.异常状况处理

如在试验中测试轮胎被扎漏气，必须马上停止试验同时更换与测试轮胎型号相同的备胎，并记录更换备胎时的里程表读数。使用备胎行驶至修理厂对测试轮胎进行轮胎修补后换装，并记录换回测试轮胎时的里程表读数。如确定轮胎已损坏且不可修补，则更换备胎行驶，在此情况下，损坏的轮胎及更换的备胎的花纹深度均不在最后结论范围内。

如出现车辆轮胎异常磨损，分析确定是否为轮胎质量问题。如果轮胎质量无问题，联合专业部门分析此轮胎与整车匹配问题。

第三部分，乘用车轮胎磨耗试验记录及统计分析，并对轮胎磨耗水平进行评价。

1.天气、气温情况统计

试验过程中需记录天气情况、气温等试验条件。研究天气情况、气温等因素对乘用车轮胎磨耗的影响，分析不符合要求的气候状态下运行的里程占比，评估对结论的影响程度。

2.轮胎花纹深度记录

记录轮胎花纹深度，计算轮胎磨损量。将试验结束时的轮胎磨损量及轮胎花纹深度进行分析，绘制轮胎磨耗柱状图。

2.加速度值分布统计

通过对车身质心处加速度的监测，绘制车身在横向和纵向的加速度分布统计图。统计在整个试验过程中，大于车身质心加速度要求的里程占比，评估对结论的影响程度。

3.轮胎理论计算寿命

将测量的轮胎磨损量同试验行驶里程作X-Y散点图，作出轮胎磨耗的趋势线，拟合出轮胎花纹深度为1.6mm时的行驶里程即为轮胎理论计算寿命里程。

Claims (10)

1.一种乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、用户分析：分析的内容包括用户行驶路面比例、用户行驶路面状况、用户驾驶激烈程度和用户轮胎更换的频率；

S2、试验路线确定：试验路线选取真实道路，其中包括普通公路和高速公路；

S3、试验天气条件选定：在以下气候条件之一出现时停止试验：气温低于0℃、路面结霜或有积雪、大雨天气致路面水膜厚度超过5mm和大雾致能见度不足100m；

S4、试验载荷确定：试验载荷为车辆设计载荷；

S5、进行车辆驾驶：驾驶车辆时保证车辆最高车速不得超过120km/h，保证车辆质心位置加速度不超过安全值，车辆驾驶员进行轮换；

S6、轮胎磨损量的测量：在试验前先进行一次轮胎花纹深度的测量，作为初始值，采用对特定点进行花纹深度测量的方式，之后每隔约4000km卸下轮胎进行测量；

S7、异常情况处理：包括轮胎正常磨损和轮胎非正常磨损，根据不同情况，分别处理；

S8、乘用车轮胎磨耗试验记录及统计分析，并对轮胎磨耗水平进行评价。

2.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，在步骤S1中，分析用户行驶路面比例，对各路面占比进行统计，求得用户行驶路面比例的均值，作为试验路线路面种类的输入；分析用户行驶路面状况，将不同路面状况的占比作为试验路线行驶路况的输入；分析用户驾驶激烈程度，作为轮胎磨耗整车道路试验过程的驾驶方式输入；分析用户轮胎更换的频率，作为轮胎磨耗试验的寿命目标。

3.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，步骤S2试验路线确定时，整个试验总里程为48000km。

4.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，步骤S5中，在车辆质心位置安装测试整车加速度的传感器，所述保证车辆质心位置加速度不超过安全值为保证车身质心位置的纵向加速度ax≤0.35g，g为重力加速度，横向加速度ay≤0.35g。

5.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，步骤S5中，车辆驾驶员进行轮换，每次轮换开始前检查冷态轮胎气压是否满足技术要求并记录，如出现异常漏气及时查找原因并解决；每行驶一定距离进行一次四轮定位和底盘状态检查并记录；在试验过程中，如有异常噪声，则整车及底盘工程师对轮胎滚动噪声进行评价分析。

6.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，步骤S6中，选择所述特定点的方式为在主花纹沟取4个点测量，在胎肩部分取2个点测量。

7.根据权利要求6所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，测量的点不能在轮胎磨耗标记上，所述轮胎磨耗标记为轮胎自带标记。

8.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，每次轮胎磨损量测量完成之后将车轮换位后进行四轮定位参数的调整，使4个轮胎磨损情况均衡，注意记录轮胎序号及换位次序。

9.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，步骤S7中，轮胎正常磨损时停止试验同时更换与测试轮胎型号相同的备胎，并记录更换备胎时的里程表读数，使用备胎行驶至修理厂对测试轮胎进行轮胎修补后换装，并记录换回测试轮胎时的里程表读数，如确定轮胎已损坏且不可修补，则更换备胎行驶，在此情况下，损坏的轮胎及更换的备胎的花纹深度均不在最后结论范围内；轮胎非正常磨损时分析确定是否为轮胎质量问题，如果轮胎质量无问题，联合专业部门分析此轮胎与整车匹配问题。

10.根据权利要求1所述的乘用车轮胎道路磨耗整车试验方法，其特征在于，步骤S8具体为：

(1)天气、气温情况统计

试验过程中记录天气情况、气温等试验条件，研究天气情况、气温等因素对乘用车轮胎磨耗的影响，分析不符合要求的气候状态下运行的里程占比，评估对结论的影响程度；

(2)轮胎花纹深度记录

记录轮胎花纹深度，计算轮胎磨损量，将试验结束时的轮胎磨损量及轮胎花纹深度进行分析，绘制轮胎磨耗柱状图；

(3)加速度值分布统计

通过对车身质心处加速度的监测，绘制车身在横向和纵向的加速度分布统计图，统计在整个试验过程中大于车身质心加速度要求的里程占比，评估对结论的影响程度；

(4)轮胎理论寿命计算

将测量的轮胎磨损量同试验行驶里程作X-Y散点图，作出轮胎磨耗的趋势线，拟合出轮胎花纹深度为1.6mm时的行驶里程即为轮胎理论寿命计算里程。

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