行驶面宽和行驶面高对子午线轮胎滚动阻力的影响

以载重子午线轮胎385/65R22.5为研究对象,借助ABAQUS有限元软件,建立其滚动阻力计算分析模型。在此基础上,采用数值方法对比分析了不同行驶面宽和行驶面高对轮胎滚动阻力的影响,并从胎体受载形变及轮胎各部位能量损失的角度,阐述了行驶面宽和行驶面高的变化对轮胎滚动阻力的影响规律。结果表明,行驶面宽的变化对轮胎滚动阻力影响较小。随着行驶面宽的增加,轮胎滚动阻力呈现先减小后增大再减小的变化趋势,且存在低滚阻轮胎的最佳行驶面宽;行驶面宽的变化对轮胎受载形变影响较小,但会引起轮胎不同部位能量损失的明显变化。行驶面高的变化对轮胎滚动阻力影响较大。随着行驶面高的增加,轮胎滚动阻力有变大的趋势,但这不适用于行驶面高较小时的情形;行驶面高对轮胎受载形变有明显的影响,较大的行驶面高会增加轮胎胎冠部位的压缩变形及胎肩处的弯曲变形,减少胎侧部位的弯曲变形;行驶面高的增加加大了胎冠部位的能量损失,但减小了胎体、胎侧、三角胶部位的能量损失。     

PCR轮胎接地性态对噪声与滚动阻力影响研究

为研究轮胎接地性态对轮胎噪声、滚动阻力的影响规律,以型号为205/55R16的PCR轮胎作为研究对象,通过轮胎接地试验获取10个不同厂家生产的PCR轮胎的接地性态参数,对接地印痕进行细化分区以提取各分区接地性态参数,利用数值分析方法研究各分区接地性态参数与噪声、滚动阻力之间的定性、定量关系。结果表明:胎肩区域、过渡区域、中心区域对轮胎噪声值有较大影响;接地印痕长宽比、胎肩区域、过渡区域对轮胎滚动阻力影响较大;外内胎肩内侧长之比、外胎肩长、外过渡长为轮胎噪声、滚动阻力共同影响参数,且与轮胎噪声值、滚动阻力之间均呈负相关关系。利用主成分分析法建立了接地性态参数与轮胎噪声值、滚动阻力间的回归方程,拟合效果良好。研究结果为低噪声、低滚动阻力高性能绿色轮胎设计提供了理论指导。     

低滚动阻力轮胎结构设计

将轮胎断面划分为胎冠区域和非胎冠区域,采用有限元分析方法和灵敏度分析,建立滚动阻力和区域能量损耗的关系,进行低滚动阻力轮胎结构设计,达到降低滚动阻力的目的。结果表明,变化区域能量损耗与滚动阻力呈线性变化。胎面结构对胎冠区域能量损耗的贡献度高达69%,对胎冠区域能量变化起决定性作用。合理的降低1#和2#带束层宽度,能降低胎面能量损耗,2#带束层对于胎面能量损耗的灵敏度更高。耐磨胶、胎体层、三角胶胎侧对非胎冠区域能量损耗的贡献度相当,在30%左右。合理的增加耐磨胶高度有利于耐磨胶和胎体能量损耗的降低。合理的降低三角胶高度会降低非胎冠区域能量损耗。基于区域能量损耗与轮胎结构关系,对轮胎胎体结构进行方案设计,最优方案比原始滚动阻力降低9.5%。     

基于花纹结构特征的滚动轮胎表面对流换热规律数值模拟

采用数值模拟的方法,研究了不同胎面花纹的轮胎在不同行驶速度下的表面对流换热规律,并得到相应的特征方程式。通过研究发现:轮胎胎面、侧面的平均对流换热系数均随车速的加快而增大;花纹角度对轮胎胎面平均对流换热系数影响不明显,但对胎面局部对流换热系数有一定影响;同一速度下,轮胎侧面平均对流换热系数随花纹角度的增大而逐渐减小。     

横向花纹沟结构对轮胎泵气噪声影响规律研究

通过对带有横向花纹沟的12.00R20子午线轮胎进行瞬态滚动分析,提取轮胎滚过路面时花纹块上表面位移随时间的变化曲线;建立单个横向花纹沟、路面以及周围空气域模型,在花纹块上表面加载位移时间曲线;基于双向流固耦合进行流场数值模拟并进行噪声预测,分析了横向花纹沟横截面几何参数对轮胎泵气噪声的影响。结果表明,轮胎花纹沟泵气噪声随着花纹沟的宽度的增大而增大,随着深度的的增大而增大,但随着壁面拔模角的增大而减小;且深度影响最大,拔模角次之,宽度影响最小。     

轮胎花纹凹坑非光滑表面对抗滑水性能的影响分析

以205/55R16轿车轮胎为研究对象,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)的方法对轮胎抗滑水性能进行数值模拟,通过将滑水速度仿真值与滑水经验公式计算值进行对比,验证了滑水分析方法的有效性。为提升轮胎的抗滑水性能,借鉴仿生非光滑减阻理论,在花纹沟槽两侧壁布置矩形排布的凹坑非光滑结构,采用响应面分析方法对凹坑的顶部圆直径、凹坑深度、顺流向凹坑间距和展向凹坑间距4个参数进行寻优,并从流场变化角度揭示了凹坑结构减阻机理。在此基础上,将减阻最优的凹坑结构引入到整胎滑水分析模型中,通过与光滑壁面花纹轮胎抗滑水性能的对比发现,凹坑非光滑表面花纹轮胎可通过降低胎面动水压力实现轮胎抗滑水性能的提升。     

基于热力学有限元分析的轮胎滚动阻力仿真

从滚动阻力的发生机理出发，建立了一套完整的轮胎滚动阻力分析系统。采用该系统对子午线轮胎的滚动阻力及滚动阻力系数进行建模分析与试验对比，通过轮胎组合工况的仿真计算，分析了载荷、充气压力、稳态速度等对轮胎滚动阻力及滚动阻力系数的影响情况。仿真数据和试验数据的比较表明，在实际的轮胎操作条件范围内该分析方法是可靠的。     

冰面和干燥路面上轮胎侧偏特性的试验研究

采用自行研制开发的平台往复式轮胎力学静特性试验机,研究了两条规格和胶料性能相同但胎面花纹不同的子午线轮胎在干燥路面和冰面上的侧偏特性,并进行了对比分析。重点讨论了冰面温度、轮胎负荷、轮胎气压和胎面花纹等因素对侧偏特性的影响规律。结果表明:低温冰面上轮胎的侧偏特性与干燥路面上的轮胎相似,但胎面花纹对冰面轮胎的侧偏特性产生更明显影响;在允许范围内适当降低气压有利于轮胎的操纵稳定性。     

普利司通在华推广经济型环保轮胎B250

普利司通（中国）投资有限公司近日宣布,其经济型环保轮胎的旗舰户品B250已正式面向中国市场销售。B250轮胎通过有效降低滚动阻力,从而实现了在单位油耗下行驶距离更长,且有效减少二氧化碳的排放。B250轮胎在继承了以往经济型轮胎卓越的耐磨性的同时,通过优化的花纹块分布和胎肩结构以及较高的细缝花纹密度,明显提升了轮胎的静音性和湿地操控性能。     

延长轮胎寿命的添加剂

勒沃库森-Lanxess开发了一种叫做Nanoprene的胎面胶添加剂，椐称，这种添加剂可以降低轮胎的磨损率，但是，不会影响轮胎的滚动阻力和湿地抓着力。Lanxess的橡胶专家沃纳教授说“提高轮胎的使用寿命而不影响胎面性能是一项重大的挑战，”。“尽管人们在过去20年中做了积极的努力，但是，轮胎在行驶二万四千八百五十五英里后（四万公里），胎面花纹就会受到磨损，     

结构参数对轮胎滚动阻力和辐射噪声的影响研究

针对大多数研究轮胎滚动阻力或外部噪声,未能将二者联系起来,揭示其内在机理。本研究主要关注结构参数对轮胎滚动阻力和辐射噪声的影响,探究其关系。以载重子午线轮胎315/60R22.5为对象建立了滚动阻力有限元和辐射噪声边界元分析模型。对比分析仿真结果发现:采用非平衡轮廓结构设计可以有效地减小轮胎的滚动阻力并降低轮胎的辐射噪声,轮胎滚动阻力和噪声二者并非严格对立,合理调整结构参数可同时提高轮胎综合性能。     

轮胎横向花纹沟泵吸噪声仿真研究

基于流固耦合和气动声学的方法研究了轮胎横向花纹沟槽结构尺寸及其截面形状对花纹泵吸噪声的影响。运用Abaqus仿真了带有横向花纹沟槽轮胎滚动以获得滚动过程中花纹沟槽各壁面位移随时间的变化信息;提取接地印痕区域内单个横向花纹沟槽并建立与周围空气相耦合的有限元模型,通过对其施加相应位移边界条件来重现横向花纹沟槽在滚动过程中的状态特性;借助流场计算实现对花纹泵吸噪声的预测。结果表明:花纹泵吸噪声随着沟槽长度的增大而减小;随着沟槽宽度的增大而增大;而沟槽深度对泵吸噪声影响不明显;沟槽横截面的形状对泵吸噪声影响较大。     

轮胎模具三轴数控加工方法研究

轮胎花纹是影响轮胎性能和使用寿命的主要因素,轮胎模具加工中花纹块加工是主要的技术难题,制造最困难的也是胎面的花纹.本文针对运用三轴数控技术加工轮胎模具生产中轮胎模具加工存在很大误差的问题,提出并验证了一种用三轴加工轮胎模具的花纹制造的新方法,为轮胎花纹分块加工,减少误差提供理论依据.在实际生产中效益较好.     

二氧化硅加工专用螺杆

Berstorff公司为胎面生产推出了加工二氧化硅材料专用螺杆。由于加入了二氧化硅，可以减少轮胎胎面的滚动阻力，而轮胎生产的质量标准，从耐磨损，抗擦伤和抗撕裂强度上看，仍保持不变。目前，滚动阻力已成为燃油消耗的一个重要因素。然而，含二氧化硅的混合胶比传统的胎面混合胶更耐磨。这就是之所以Berstorff采用特殊螺杆在加工过程中加入二氧化硅的原因。该螺杆表面比氮化物或硬合金的螺杆表面具有更强的抗磨损性能。     

低滚阻轮胎对电动客车续驶里程的影响研究

基于实车道路滑行试验数据,采用两段滑行试验法计算汽车的滚动阻力系数,初步对比低滚阻轮胎与普通轮胎的滚动阻力系数的差异;进而通过AVL-Cruise仿真软件模拟分析相同条件下两者的滚动阻力对整车续驶里程的影响,从而验证低滚阻轮胎的实用性。     

欧盟轮胎标签法即将生效国内轮胎企业又临“大考”

近日,欧盟发布新法令,要求所有成员国统一轮胎标签。轮胎标签上必须注明三项数值：滚动阻力、湿地抓地力和外部滚动噪音。这三项数值是环保和安全性能的重要数值。根据欧盟法令规定,11月1日起只有贴统一标签的轮胎才能在市面上销售。届时,所有在l欢盟销售的轿车胎、轻卡胎、卡车胎及公共汽车轮胎必须加贴标签．标示轮胎的燃油效率、滚动噪声和湿抓着力的等级,中国轮胎生产企业面临新的考验。     

提升轮胎抗滑水性能的仿生方法

提高花纹沟排水能力是提升轮胎抗滑水性能的主要途径之一,借鉴仿生学理念,将凹坑形仿生非光滑结构引入花纹沟,探索研究通过降低花纹沟流体阻力提高花纹沟排水能力的仿生方法。以轮胎接地区单个花纹沟作为研究对象,在沟底布置凹坑形仿生非光滑结构,运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)和正交试验设计相结合的方法,研究凹坑形仿生非光滑结构对壁面减阻率的影响规律,确定最优参数组合;为进一步提升凹坑形仿生非光滑结构的减阻率,提出一种水滴形凹坑仿生结构,并对其减阻特性进行分析,得出其减阻效果优于圆形凹坑结构;将最优的水滴形凹坑仿生结构布置于花纹沟底部,分析其抗滑水性能。结果表明,水滴形凹坑仿生结构能够减小水流阻力,提高轮胎花纹沟排水量,降低轮胎在水膜上行驶时所受到的胎面动水压力,提升轮胎的抗滑水性能。     

基于田口法和响应曲面法的旋转唇密封可靠性分析

基于有限元分析软件Abaqus建立旋转唇密封模型,计算得到其静态接触压力和径向变形影响系数矩阵,然后通过油封数值计算模型计算得到其泵吸率;在工况一定的情况下,分析理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚结构参数对密封性能的影响,并应用田口实验法进行正交试验设计,以信噪比作为衡量泵吸率稳定性的指标,得到影响密封可靠性的最佳参数组合;应用响应曲面分析,得到油封的极限状态方程,并通过蒙特卡洛法计算基于结构参数的油封可靠度。结果表明：各结构参数对泵吸率的影响排序依次是理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚;所研究油封的密封可靠度为0.999 87。     

技术文摘专栏

有限元分析在12．00R20全钢载重子午线轮胎结构优化中的应用；轮胎胎面花纹的参数化设计；全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶配方的优化设计；复合氧化锌胶料的性能研究；利用回收PET改性PC及其合金的研究     

轮胎滚阻与汽车油耗的试验研究

说明影响汽车燃油经济性的各种因素;通过试验对比分析,重点分析轮胎滚动阻力对汽车燃油消耗的影响;并介绍了降低轮胎滚动阻力的措施。