KR100726999B1 - Prediction method of cornering hydroplaning performance - Google Patents

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Abstract

A prediction method of a cornering hydroplaning performance is provided to select a pattern design of better cornering hydroplaning performance at a pattern design stage of a tire tread. A prediction method of a cornering hydroplaning performance includes the steps of: calculating a local NG% of a shoulder part of a tread of a plurality of tires; measuring a maximum horizontal acceleration force(G value) by a cornering hydroplaning test of each tire; drawing a comparing graph of the local NG% value and the G value of each tire; and predicting the G value by using the local NG% of the shoulder part of the tire tread pattern to be predicted from the comparing graph.

Description

선회 수막현상 성능의 예측방법{Prediction Method of Cornering Hydroplaning Performance}Prediction Method of Cornering Hydroplaning Performance

도 1a 내지 도 1f는 실제 타이어의 로컬 NG%의 그래프1A-1F are graphs of local NG% of actual tires

도 2는 도 1a 내지 도 1f의 수막현상 성능 시험에서 타이어의 속도에 따른 횡가속도의 그래프Figure 2 is a graph of the lateral acceleration according to the speed of the tire in the water film development performance test of Figures 1a to 1f

도 3은 도 1a 내지 도 1f의 숄더부의 로컬 NG%와 G값의 그래프3 is a graph of local NG% and G value of the shoulder portion of FIGS. 1A to 1F;

도 4는 수막현상 성능을 예측하고자 하는 타이어 패턴B의 그래프4 is a graph of the tire pattern B to predict the water film development performance

도 5는 도 3에서 도 1f와 도 4의 G값을 비교한 그래프FIG. 5 is a graph comparing G values of FIGS. 1F and 4 in FIG. 3.

본 발명은 선회 수막현상 성능의 예측방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 패턴 개발시 미리 선회 수막현상 성능을 예측함으로써 타이어의 개발기간을 단축할 수 있는 선회 수막현상 성능의 예측방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting the swing film development performance, and more particularly, to a method for predicting the swing film development performance that can shorten the development period of the tire by predicting the swing film development performance in advance of tire pattern development. .

타이어 패턴을 개발하면, 이의 성능을 파악하기 위해 여러가지 시험방법을 통하여 그 물리적 특성을 조사하게 된다.When a tire pattern is developed, its physical properties are examined through various test methods to determine its performance.

특히, 타이어 패턴의 성능 중 선회 수막현상 성능은 자동차의 안전운행을 위해 중요한 요소로써, 타이어의 제작에 있어 반드시 고려되어야 한다.In particular, the turning film development performance of the performance of the tire pattern is an important factor for the safe operation of the vehicle, it must be considered in the production of the tire.

자동차가 물이 고인 노면을 고속으로 주행할 때 타이어는 그루부사이에 있는 물을 배수하는 기능이 감소되어 물의 저항에 의해 노면으로부터 떠올라 물위를 미끄러지듯이 되는 현상이 발생하게 되는데 이 현상을 수막현상이라고 한다.When a car runs on a road with high water speed, the tire drains water between the grooves, and the water rises from the road due to the resistance of the water. .

이것은 수상 스키와 같은 원리에 의한 것으로 타이어 접지면의 앞쪽에서 물의 수막이 침범하여 그 압력에 의해 타이어가 노면으로부터 떨어지는 현상이다.This is based on the same principle as water skiing, in which the water film invades in front of the tire ground surface and the tire falls from the road surface by the pressure.

이러한 물의 압력은 자동차 속도의 두배 그리고 유체밀도에 비례한다.This water pressure is proportional to twice the vehicle speed and the fluid density.

타이어가 완전히 떠오를 때의 속도를 수막현상 발생 임계 속도라 하고 이 현상이 일어나면 구동력이 전달되지 않은 축의 타이어는 물과의 저항에 의해 회전속도가 감속되고, 구동축은 공회전과 같은 상태가 되기 때문에 자동차는 관성력만으로 활주하는 것이 되어, 제동력은 물론 모든 타이어 본래의 운동기능이 소실되어 버려, 핸들로 자동차를 통제할 수 없게 된다.The speed at which the tire fully floats is called the threshold speed of water film phenomenon. When this phenomenon occurs, the tire of the shaft without driving force is decelerated by the resistance to water, and the driving shaft is in the same state as the idle speed. It will slide only by the inertia force, and all the tire's original movement functions will be lost as well as braking force, and the steering wheel will not be able to control the car.

특히, 상기와 같은 수막현상은 코너링에서 더욱 문제가 되므로, 타이어의 제작시 이에 대한 특성의 파악이 요구된다.In particular, the above water film phenomenon is more problematic in the cornering, it is required to grasp the characteristics thereof when manufacturing the tire.

일반적으로 선회 수막현상 성능(Cornering Hydroplaning Performance)을 예측하기 위하여, 직접 타이어를 제조하고, PG(Proving Ground)에서 타이어를 직접 시험하여 성능을 평가하였다.In general, in order to predict the Corning Hydroplaning Performance, tires were manufactured directly and tires were directly tested at a proving ground (PG) to evaluate their performance.

따라서, 타이어의 시제품을 제작하여야 하는 비용 및 시간이 많이 소요되므 로, 이를 개선할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, since it takes a lot of cost and time to produce a prototype of the tire, a method for improving this is required.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 타이어의 패턴 개발시 미리 선회 수막현상 성능을 예측함으로써 타이어의 개발기간을 단축할 수 있는 선회 수막현상 성능의 예측방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention devised to solve the above problems is to provide a method of predicting the turning film development performance that can shorten the development period of the tire by predicting the turning film development performance in advance when developing the tire pattern. .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수개의 타이어의 트레드의 숄더부의 로컬 NG%를 계산하는 단계;The present invention for achieving the above object, the step of calculating the local NG% of the shoulder portion of the tread of several tires;

상기 수개의 타이어의 각각의 선회 수막현상 시험에서 최대횡가속력(G값)을 측정하는 단계; Measuring a maximum lateral acceleration force (G value) in each revolution water film development test of the several tires;

각각의 타이어의 상기 로컬 NG%와 G값으로 비교그래프를 작성하는 단계; 및Creating a comparison graph with the local NG% and G values of each tire; And

상기 비교그래프로부터 예측하고자 하는 타이어 트레드 패턴의 숄더부의 로컬 NG%를 통해 G값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선회 수막현상 성능의 예측방법이다.And predicting the G value through the local NG% of the shoulder portion of the tire tread pattern to be predicted from the comparison graph.

이하, 본 발명을 도면을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 요지는 실제 타이어의 수막현상 성능과 상기 타이어의 숄더부의 로컬 NG%의 상관그래프로부터, 예측하고자 하는 타이어 패턴의 로컬 NG% 만으로 타 이어 수막현상 성능을 예측하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to predict the tire hydromanufacture performance using only the local NG% of the tire pattern to be predicted from the correlation graph between the actual hydromechanical performance of the tire and the local NG% of the shoulder portion of the tire.

NG%(Net Gross %)는 타이어 접지 시 전체 면적 분의 실제 타이어가 노면과 접촉하는 비율로서, NG% 100 인 경우는 타이어의 트레드에 그루브(Groove) 또는 사이프(Sipe) 가 없는 완전 수드타이어(Sooth Tire)를 뜻한다.NG% (Net Gross%) is the ratio of the actual tire contact to the road surface when the tire is grounded.In the case of NG% 100, the total sued tires without grooves or sipes on the tread of the tire ( Sooth Tire).

상기에서 사이프란 가느다란 실 형태의 홈을 말한다. 그루브가 배수성이나 그립력을 향상시키는 데에 반해 사이프는 유연성을 주어 노면과의 접촉을 확보하고 승차감을 좋게 한다.In the above, the cypress refers to a thin groove. While grooves improve drainage and grip, the sipe gives flexibility, ensuring contact with the road and improving ride quality.

로컬 NG%는 타이어의 트레드 폭을 기준으로 원하는 구간으로 나누었을 경우, 각 구간에서 나타나는 NG% 를 의미한다.The local NG% means the NG% that appears in each section when divided into the desired section based on the tread width of the tire.

또, 숄더 NG%(Shoulder Local Net Gross %)는 숄더부의 한 쪽 로컬 NG% 값을 의미한다.In addition, shoulder NG% (Shoulder Local Net Gross%) means the value of one local NG% of a shoulder part.

즉, 도 1a 내지 도 1e와 같이 패턴이 형성된 타이어를 트레드의 폭방향으로 수개의 부분으로 나누어서, 각각의 로컬 NG%를 계산한다.That is, each local NG% is calculated by dividing the patterned tire into several parts in the width direction of the tread as shown in FIGS. 1A to 1E.

상기 타이어의 나누는 개수는 205사이즈 이하의 타이어는 6개, 205사이즈 이상의 타이어는 7개로 나누는 것이 바람직하다.Preferably, the tire is divided into six tires of size 205 or smaller and seven tires of size 205 or larger.

본 발명에서는 타이어를 6개의 부분으로 하였으며, 6번 블럭이 숄더부이다.In the present invention, the tire has six parts, and the sixth block is a shoulder part.

도 1a 내지 도 1f의 타이어 각각의 숄더부의 로컬 NG%는 75.54, 72.96, 82.95, 77.05, 83.8, 78.66이다.The local NG% of the shoulder portion of each tire of FIGS. 1A-1F is 75.54, 72.96, 82.95, 77.05, 83.8, 78.66.

그리고, 상기 타이어를 각각 선회 수막현상 시험을 한다.Then, each tire is subjected to a turning film test.

일반적으로 사용되는 선회 수막현상 시험은 일반적으로 직경 100m 의 곡선 구간에 수심 7.0 mm 물을 채우고, 등속으로(50 ~ 90 km/h, 5 km/h 간격) 진입하여 코너링시 타이어가 수막현상을 받는 횡가속력을 측정하여 타이어의 특성을 검사하는 시험이다.The commonly used turning hydromembrane test is filled with 7.0 mm of water in a curved section of diameter 100m and enters at constant velocity (50 ~ 90 km / h, 5 km / h intervals), so that the tire receives a hydrofilm during cornering. This test checks the characteristics of the tire by measuring the lateral acceleration.

도 2는 타이어의 속도에 따른 횡가속도의 값을 그래프화한 것이다.Figure 2 is a graph of the value of the lateral acceleration according to the speed of the tire.

이 중, 최대횡가속력을 G값이라고 하며, 상기 도 1a 내지 도 1f에 대응되도록 나열하면, 2.8(노란색), 2.6(파란색), 3.05(분홍색), 3.0(검은색), 3.18(빨간색), 2,95(하늘색)이다.Among these, the maximum lateral acceleration is called a G value, and when listed so as to correspond to FIGS. 1A to 1F, 2.8 (yellow), 2.6 (blue), 3.05 (pink), 3.0 (black), 3.18 (red), It is 2,95 (sky blue).

상기 타이어 숄더부의 로컬 NG%와 G값을 그래프화한 것이 도 3이며, 세로축이 G값, 가로축이 로컬 NG%의 값이다.Fig. 3 is a graph of the local NG% and the G value of the tire shoulder portion, wherein the vertical axis is the value of G value and the horizontal axis is the value of local NG%.

도 3의 직선은 상기 그래프 상의 점을 이용하여 선형보간법을 통해 가장 근접하게 이루어지는 직선이다.3 is a straight line that is closest to each other through a linear interpolation method using the points on the graph.

숄더 NG%의 값과 PG에서 실시한 선회 수막현상 성능을 나타내는 G값의 상관성은 약 85%의 높은 R2값을 보이고 있다. 여기서, R2은 숄더 NG%의 값과 PG(Proving Ground)에서 G값의 회귀분석에 있어서 회귀식의 결정계수를 말한다.
회귀식의 결정계수는 The correlation between the shoulder NG% value and the G value indicating the performance of the turning film on the PG shows a high R 2 value of about 85%. Here, R 2 is the coefficient of determination of the regression equation in the regression analysis of the value of the shoulder NG% and the G value in the PG (Proving Ground).
The coefficient of determination of the regression equation

선회 수막현상 성능을 타이어 패턴의 영향을 고려하여 패턴 디자인시 패턴이 가지고 있는 숄더부(Shoulder section)의 로컬 NG%를 이용하여 타이어의 선회 수막현상 성능의 판단을 한다.Considering the effect of the tire pattern on the performance of the turning film development performance, the performance of the rolling film development performance of the tire is judged by using the local NG% of the shoulder section of the pattern.

선회시 타이어의 그립력(Grip force)은 타이어 숄더부 측의 강성에 따라 다르며, 이에 따라 선회 수막현상 성능이 달라짐을 알 수 있다.The grip force of the tire at the time of turning depends on the stiffness of the side of the tire shoulder, and thus it can be seen that the performance of turning water film development is different.

그러나, 수직그루브(Lateral Groove), 사이프(sipe)의 삽입으로 숄더 블럭의 강성을 계산하기 위하여 FEM해석(유한요소법 해석) 또는 실차 시험의 긴 시간과 비용이 소비되어 지고 있다.However, in order to calculate the stiffness of the shoulder block due to the insertion of vertical grooves and sipes, long time and cost of FEM analysis (finite element method analysis) or actual vehicle test are consumed.

로컬 NG%의 개념을 도입하여 디자인된 패턴에 적용하여 숄더블럭의 강성을 판단할 수 있는 기술을 제시한다.We introduce the concept of local NG% and apply it to the designed pattern to suggest the technique to determine the stiffness of the shoulder block.

상기와 같은 그래프를 이용하여 수막현상 성능을 예측하는 방법은 다음과 같다.The method of predicting the meninginess performance using the graph as described above is as follows.

도 4는 수막현상 성능을 예측하고자 하는 개발된 타이어 패턴B(PTN_B)이다.4 is a developed tire pattern B (PTN_B) for predicting water film developing performance.

패턴A(PTN_A)는 도 1f의 타이어를 나타낸다.Pattern A (PTN_A) represents the tire of FIG. 1F.

따라서, 상기 패턴B의 로컬 NG%값을 상기 그래프에 적용하여, 이에 대응하는 G값을 찾는 것만으로 수막현상 성능을 예측할 수 있다.Therefore, by applying the local NG% value of the pattern B to the graph, it is possible to predict the film developing performance simply by finding the corresponding G value.

따라서, 수막현상 성능을 예측하기 위한 시험용 타이어 제조, 핸드케이빙(Hand-caving) 및 PG 실차 시험을 요구하지 않으면서도, 본 발명을 이용하여 패턴B의 대략적인 G값을 알 수 있으며, 다른 패턴과의 비교도 가능하다.Thus, the present invention can be used to determine the approximate G value of pattern B without requiring test tire manufacturing, hand-caving, and PG actual vehicle testing for predicting water film development performance. You can also compare with.

상기 그래프에서는 패턴B가 패턴A보다 선회 수막현상 성능이 높은 것을 알 수 있다.In the graph, it can be seen that pattern B has a higher turning film developing performance than pattern A.

그러므로, 본 발명을 이용하면 타이어 트레드의 패턴 디자인 단계에서 선회 수막현상 성능이 높은 패턴 디자인을 선택하거나, 트래드 패턴 디자인의 개선을 할 수 있다.Therefore, by using the present invention, it is possible to select a pattern design having a high performance of turning water film development or improve the tread pattern design in the pattern design stage of the tire tread.

그리고, 본 발명의 그래프에서 일반적으로 숄더부의 로컬 NG%가 80 이상이면, G값이 대략 3이상으로 선회 수막현상 성능을 만족할 수 있다.In general, in the graph of the present invention, when the local NG% of the shoulder part is 80 or more, the G value is approximately 3 or more, thereby satisfying the turning film developing performance.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

본 발명을 통하여 선회 수막현상 성능을 패턴 개발 시에 미리 예측이 가능하여 타이어 패턴의 개발 기간을 단축할 수 있다.According to the present invention, it is possible to predict the turning water film developing performance in advance when developing a pattern, thereby shortening the development period of the tire pattern.

Claims (1)

수개의 타이어의 트레드의 숄더부의 로컬 NG%를 계산하는 단계;Calculating a local NG% of the shoulder portion of the tread of the several tires; 상기 수개의 타이어의 각각의 선회 수막현상 시험에서 최대횡가속력(G값)을 측정하는 단계;Measuring a maximum lateral acceleration force (G value) in each revolution water film development test of the several tires; 각각의 타이어의 상기 로컬 NG%와 G값으로 비교그래프를 작성하는 단계; 및Creating a comparison graph with the local NG% and G values of each tire; And 상기 비교그래프로부터 예측하고자 하는 타이어 트레드 패턴의 숄더부의 로컬 NG%를 통해 G값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선회 수막현상 성능의 예측방법.And predicting a G value through the local NG% of the shoulder portion of the tire tread pattern to be predicted from the comparison graph.
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