滚动阻力与轮胎设计

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1、滚动阻力与轮胎设计李勇hexidian@163.com1主要内容背景何为滚动阻力滚动阻力的影响因素测量滚动阻力滚动阻力的换算21.背景欧盟标签法：2012年11月实行轮胎滚动阻力分级，性能最佳的为A级，最差的为G级，达不到最低限定值(即F级以下)的轮胎不得在欧盟境内销售。欧V排放标准:2009年9月欧洲汽车执行了欧V排放标准对能耗和环保提出了更高的要求。美国新能源政策：2016年前汽车每加仑汽油行驶里程必须平均达到57km。美国Smartway认证：自2004年，美国环保署的汽车环境评价体系，与运输物流

2、领域企业共同合作的项目,旨在鼓励消费者购买通过认证后的汽车和包括轮胎在内的其他汽车配件,从而减少燃油消耗、降低温室气体的排放、改善空气质量。31.1Tirelabeling正变为全球趋势预计中国﹑墨西哥和巴西将在未来2~3年里推出相应制度，并与国际接轨。4欧盟标准乘用车C1轮胎轻型卡车C2轮胎载重卡车及客车C3轮胎滚动阻力系数kg/t能源效率等级滚动阻力系数kg/t能源效率等级滚动阻力系数kg/t能源效率等级RRC<6,5ARRC<5.5ARRC<4.0A6.6

3、4.18.1FRRC>12.1GRRC>10.6GEmptyG52016自2012年11月起执行的强制性限制乘用胎(C1)轻型卡车轮胎(C2)载重卡车及客车轮胎(C3)11月执行第一阶段滚动阻力要求12,0kg/t10,5kg/t8,

4、0kg/tC1+C2(2014年11月执行);C3(2016年11月执行)湿地抓着力指数>1,1//2014年11月执行滚动噪声70–74dB(A)72-73dB(A)73-75dB(A)2016年11月执行第二阶段:从2016年11月起执行的强制性限制第二阶段滚动阻力要求10,5kg/t9,0kg/t6,5kg/tC1+C2(2018年11月执行);C3(2020年11月执行)6SmartWay滚阻目标值导向轮驱动轮拖车轮美国Smartway71.2滚动阻力现状目前欧盟本土生产的轿车胎滚动阻力平均在E

5、级；卡车胎及公共汽车轮胎的滚动阻力一般在C-E级。据全国轮胎轮辋标准化技术委员会对大型轮胎企业的抽样调查结果显示，我国轿车胎滚动阻力多为E、F级，大部分可达到欧盟第一阶段的最低要求，但有相当比例的没能达到欧盟第二阶段的最低要求。上海轮胎研究所对全国载重胎的调查分析结果显示，约30%的载重胎达不到欧盟第一阶段滚动阻力的最低要求，70%达不到欧盟第二阶段滚动阻力的最低要求。即使三巨头的最新节能轮胎滚动阻力在B到C的范围，滚动阻力也极少达到A级。这说明低滚动阻力必将成为全世界轮胎公司追求的目标。89轮胎三巨头

6、轮胎的滚动阻力和抗湿滑性也极少达到A级。不同品牌轮胎滚动阻力10中国轮胎36%尚未满足欧盟第一阶段标准，50%不满足欧盟第二阶段标准。2011年芬兰测试世界公司对不同品牌轮胎油耗测试对比11欧洲85%的用户认为轮胎标签有助于他们做出购买决定根据欧洲市场研究，以下属性影响消费者购买决定：1.3消费观念121.4存在主要问题缺乏测试手段：滚动阻力试验机、轮胎试验场；缺乏基础理论研究和数据支持；全白炭黑配方及生产工艺；缺乏产品一致性。国内轮胎最大的苦恼，实验能达到A，B级，但是不敢标。132.何为滚动阻力？运

7、动方向与运动方向相反的力风惯性内摩擦滚动阻力滚动阻力定义为一个轮胎运动单位距离消耗的能量斜坡阻力142.1滚动阻力定义定义：滚动阻力是轮胎在路面上滚过单位距离时转变成为热量的机械能。滚动阻力包括与滚动相关的空气动力阻力引起的机械能损失、轮胎与路面以及轮胎与轮辋的摩擦、以及发生在轮胎结构内部的能量损失。另外，还包括了轮轴处的轴承损失，因为它们减少了传递到轮胎的能量。尽管滚动阻力—定义为单位距离的能量——与力的单位相同（J/m=N），但它是没有方向的标量。在平坦路面上自由滚动的轮胎，力的概念是合适的，但是在

8、其它情况下，该概念被证实不合要求。滚动阻力的值是从工况参数和几何参数计算得来的，它不对应实际的物理力。152.2滚动阻力占车辆能耗城市道路，能量消耗百分比16高速公路，能量消耗百分比17变形,εo材料特性,tanδ各部位体积,V使用条件(空气压,负荷,速度.)扁平率重量结构材料工艺2.3影响滚动阻力的三大物理因素1819在δ一定条件下，提高胎面硬度和减少肩部硬度可以将低生热*来自美国橡胶制造商协会2.4轮胎的各部位消耗能量比例20运动方向空