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1、公路2000年6月第6期HIGHWAYJun.2000No.6文章编号:0451-0712(2000)06-0048-04对影响轮胎与路面间附着性能因素的分析刘哲义(武汉汽车工业大学武汉市430070)[摘要]影响轮胎与路面间附着性能的因素是多方面的,但主要的是轮胎、路面以及滑动率等,通过分析,揭示这些因素的特点和变化规律,并加以改善,以提高行车安全。关键词轮胎路面附着性能文献标识码:B前言(1)它将斜交轮胎帘布层帘线由斜交叠加排列附着性能是轮胎与路面间互相作用所表现出来改进为平行叠加排列且帘线与胎面中心线垂直,见的最重要的物理性能。它表
2、示路面可能提供给轮胎图1(b)。这样使帘线受力方向与轮胎承载变形方向的最大附着力(摩擦力),作为汽车驱动、制动和转向一致,理论上每根帘线的拉伸强度得到最充分的利的动力之源;或者说,它是轮胎承受相当大的切向力用。带来的好处是,在承载能力相同条件下,子午线时,仍然与路面保持良好附着而不滑动的能力。轮胎帘布层数可减到斜交轮胎的1/2左右,因此它附着性能优劣是以附着系数的大小来表示的。的胎体柔软、径向刚度小。同时带来的问题是它的帘大家知道,作用在汽车上的各种外力,除了空气布层只能承受法向(径向)载荷,却无法承受周向和阻力以外,其余全是经由轮胎与
3、路面间附着作用而横向载荷。假如子午线轮胎只有帘布层的话,汽车是作用在汽车上的。因此,附着性能无时不深刻影响着无法行驶的。汽车几乎所有的使用性能。它既是汽车正常行驶的前提条件,同时又是制约汽车行驶状态,关系行驶安全的重要因素。由此可见,就影响轮胎与路面间附着性能因素进行分析,对于预测附着性能,改善路面状况,提高道路交通安全等都具有重要的现实意义。影响附着性能的因素很多,但主要的是轮胎、路面以及滑动率等。1轮胎对附着性能的影响图1子午线轮胎与斜交轮胎轮胎对附着性能的影响主要表现在轮胎的结构型式、胎面花纹和轮胎扁平率。(2)为了解决上述问题,子
4、午线轮胎在帘布层外1.1轮胎结构型式的影响面包着一圈周向几乎不可拉伸的带束层,带束层如目前广泛使用的轮胎结构型式主要有子午线轮同坦克履带紧束帘布层。在带束层的作用下,轮胎的胎和斜交轮胎。子午线轮胎是在传统斜交轮胎基础周向和横向刚度要比斜交轮胎的大得多。上改进而成,它具有两大结构特点。简言之,子午线轮胎在结构上根据使用要求将2000年第6期刘哲义:对影响轮胎与路面间附着性能因素的分析—49—轮胎胎体不同方向(径向、周向和横向),不同刚度了轮胎附着性能,而且使胎面花纹沟槽贮水,排水和(径向刚度小,周向和横向刚度大)特性巧妙地融为排除空气性能降
5、低。这种轮胎在湿路面上容易产生[2]一体相得益彰。因此,子午线轮胎具有一系列斜交轮所谓的“滑水现象”,从而可能完全丧失其附着性[1]胎不可比拟的优点,其中之一就是它的接地面积能,后果很严重。若花纹密度系数过小,带来的主要大、单位压力小,胎面与路面间的滑移量小。所以子危害是接触面积变小,单位压力增大,胎面磨损严午线轮胎附着性能明显优于斜交轮胎。对比试验结重;花纹块也因刚度小,受力大而易被撕裂脱落,轮果见表1所示。胎附着性能同样会变坏。因此,胎面花纹密度系数应在综合考虑汽车使用条件,路面状况,轮胎预期寿命表1子午线轮胎与斜交轮胎附着系数的对
6、比等因素后合理选择。混凝土路沥青路光滑道路硬雪路干燥潮湿干燥潮湿冰路165SR151.190.991.221.100.450.25子午胎5.90-151.130.841.021.070.270.24斜交胎图2轮胎胎面花纹子午胎比斜交5.317.719.62.8664.1(3)深度的影响。胎面花纹深度从多方面影响轮胎提高率/%胎性能,如轮胎滚动阻力、生热性、耐磨性、使用寿命注:表中数值是在车速为30km/h时测量的;[1]等,而对轮胎附着性能的影响是其中的一个重要轮胎载荷为2940N;方面。轮胎内压为156.8kPa(165SR15)、
7、215.6kPa(5.90-15)。很清楚,将有花纹轮胎和无花纹轮胎作一附着1.2胎面花纹的影响性能对比试验,可以发现,无论在干燥、潮湿或者其胎面花纹的主要作用就是提高轮胎的附着性他路面上,前者附着性能明显优于后者。这说明胎面能。胎面花纹主要从其型式、密度系数和深度对附着花纹深度直接影响着轮胎的附着性能,从而直接影性能产生影响。响到汽车使用性能和安全性。因此,各国对汽车轮胎(1)型式的影响。胎面花纹增加了接地弹性。在花纹磨损极限都有明确的法规(表2),并在轮胎胎胎面和路面间的切向力的作用下,接地橡胶块将产[3]肩沿圆周若干等分处模印有“△
8、”标志。当胎面花生较大的切向弹性变形,这种路面作用于橡胶块的纹磨损距沟槽底部约1.6mm时(大部分轿车轮胎弹性变形力及其恢复力之合力即为轮胎附着力的一如此规定),在“△”处花纹便已磨掉,于是在
