关于轮胎磨损的探讨

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关于轮胎磨损的探讨河北长安胜利汽车有限公司耿红静叙词：轮胎磨损改进措施1前言轮胎对于汽车的行驶稳定性、良好的通过性和操纵安全性都有直接的影响。在实际应用过程中，各种汽车的轮胎都不同程度地存在着磨损现象，轮胎的磨损会直接影响轮胎的使用寿命。正确地分析轮胎的磨损原因，保证轮胎的正确使用，对延长轮胎的使用寿命、提高汽车的使用性能具有重要的意义。本文就轮胎磨损产生的原因及改进措施分别加以论述。

2轮胎磨损产生的原因及改进措施2.1轮胎的正常磨损2.1.1气压轮胎只有保持正常的气压，才能保证正常变形。轮胎气压过低时，胎体下沉量、径向变形量、帘线伸张变形量增大产生屈挠次数加剧，同时轮胎的接地面积也将增加，造成轮胎面不均匀磨损，出珊台肩磨损现象，如所示；轮胎气压过高时，轮胎接地面积减小，单位压力增高，使轮胎面中部磨损增加（如）同时增大了轮胎刚性，使轮胎受到的动载荷增加，容易产生胎体爆裂、脱层。故为防止轮胎异常磨损，应严格掌握轮胎的充气轮胎寿命与气压的关系如所示。

根据阿查德磨损定律，当其它参数不变时，磨损量与载荷成正比，载荷越大，轮胎与路面间的接触压力就越大，轮胎的磨损就越严重。但载荷对轮胎磨损的影响主要还不在于它使轮胎与路面间的接触压力增大，而在于它使轮胎在驱动、制动及转向时的切向力显著增加，切向力是引起轮胎磨损的最主要因素。研究表明，切向力f和轮胎磨损率rw之间的关系可用下式表示：n指数，当f为横向力转向时n=2.3；当f为纵向力驱动或制动时n巧。0由于轮胎的横向刚度比其纵向刚度小，当载荷大小一样时，横向力产生的轮胎磨损约为纵向力的3倍，故减小转向时的横向力对减少轮胎磨损非常重要。

因此，车辆应按规定的载质量进行装载。

为轮胎寿命与负荷的关系。

速度对轮胎的直接影响并不大，它主要通过下述两个方面来影响轮胎的磨损：a.轮胎的温度速度越高，轮胎在单位时间里的摩擦发热量越大，轮胎的温度也就越高。轮胎温度增高将加快轮胎的机械一化学腐蚀磨损。

b.切向力车辆行驶高速时轮胎在制动和转向过程中的切向力将显著提高。以转向为例，设分配在轮胎上的惯性质量为m道路的转弯半径为r轮胎的速度为v，则轮胎转向时作用在其上的离心力f为：将（2）式代入（1）式，并取n3可得：即轮胎在转向时，磨损率大约与速度的5次方成正比。因此，为了减少轮胎的磨损，汽车转向时一定要降低车速。

1.4轮胎结构外倾角的作用时，它以o为圆心，以r为半径作圆周滚动，时间后，轮胎中性线与地面的接触点从m到m'偏移量为yy角作用引起的轮胎滚过的圆心角）当车轮在仅有前束的作用下向斜前方作直线滚动时，如所示，时间后轮胎的中性线与地面的接触点从m到m〃，偏移量为y“且yp=mm〃sin（3（p为因前束作用而引起的轮胎的转角）m'm〃为经相等的时间at后m点所要到达的位置，且应有mm'=mm，而且整个偏移都是在轮胎接地时发生的，若l时轮胎接地印迹长度，则mm'mf的最大值应为l则：8一前轮前束，8=ab汽车在实际行驶中，前轮外倾角和前轮前束共同存在，共同起作用。因此，汽车的行驶方向应是和mm'两方向的迭加，即如0所示。

yy、yg反映了汽车行驶中轮胎同时存在着两个方向相反的侧偏，表达了轮胎变形和侧滑的程度，为了保证轮胎有最小的磨损，应使y7maxygmax=0此时前轮外倾角与前束应存在如下关系：即外倾角起主要作用，轮胎与地面发生滑移或（滑移趋向）滑转，行驶方向是一边滚动一边滑移，即前轮轮胎将发生滑移一滑转摩擦磨损。外倾角过大，将使轮胎胎肩外侧磨损严重，如1所示。

前轮前束越大，横向滑移速度越大，轮胎的磨损越严重。前束失调产生羽片状磨损，如2所示。

1在进行底盘设计时确定合理的前轮外倾角，及在使用过程中进行合理的前束调整是防止造成轮胎异常磨损的重要方法。

2.2.2转向机构众所周知，理想的内外轮转角之间应满足下列关系（如3所示）：车轮转向时如能满足上述条件，保证车辆转向时内侧车轮滚迹圆弧半径，则车轮作纯滚动，轮胎不会产生异常磨损。

而实际上，车轮的瞬时转向中心不在o点，要偏出一定的距离，如4所示。实际上的转向中心是1这时前内轮的侧偏角较前外轮大，前内轮的侧向力也较前外轮大，在这种情况下，前内轮就会产生侧滑，加速轮胎磨损。

3理想的内外轮转角关系转向时存在的侧偏现象据此，在实际应用中，应使外轮转角略大于按上式计算的理论外轮转角，以保证转向时前轮的侧偏角增加，达到前内轮、前外轮的侧偏角和侧向力大致相等，使前轮磨损最小。

2.2.3转向系与悬架的运动匹配在轮胎跳动和车厢侧倾时，若转向系与悬架的运动关系不协调，将引起转向车轮侧倾而干涉转向。在汽车行驶时，这种干涉会引起前轮转动，从而一方面损害汽车的操纵性，另一方面引起轮胎的摆振，加剧轮胎的磨损。

5为一种纵置半椭圆钢板弹簧前悬架与转向系布置示意图。板簧的固定吊耳在前轴前方，活动吊耳装在前轴的后方，前轴和转向节臂等固定于板簧上，随板簧一起运动，转向器固定于车架并在前轴前方，通过转向直拉杆与转向节相连。

当板簧发生变形时，车轮相对于车架有上下方向的运动，转向节臂上的球销c作为前轴上一点绕2点摆动，其运动轨迹为bb但c又与转向直拉杆相连。这样，c将绕转向器摇臂下端球销点o，摆动，运动轨迹为aa实际上，c点不可能同时满足这两个运动要求，于是转向节，即车轮相对主销（图中未示出）发生转动，以满足c点沿aa的运动，这种运动关系的不协调导致轮胎在行驶中经常因转动而发生磨损。

3结论轮胎磨损除以上原因外，还有很多，如车轴的前后窜动移位、车辆前后轴不平行、车轮总成不平衡、车架强度、刚度不够而引起车架弯扭及左右纵梁错动、转向倾偏等。总之，预防轮胎磨损，要针对其磨损的原因对症下药，进行改进。

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