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如何专业地评价轮胎?
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橡胶/轮胎展厅
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不知为何当飞机飞过法国中部小镇拉杜的时候会把米其林的试车场当成了一个卡丁车赛道。恕我有眼不识泰山,此后的两天里,我们就在这个试车场中学习如何对轮胎进行测试慢慢地意识到那可能会是世界上最好的轮胎试车场地。

在拉杜的时间尽管不长,但需要记录和学习的东西很多。其实在心中我的目标也很明确,希望能够把在法国看到的米其林轮胎测试理念和技术尽可能转述于本刊的专业读者。看到这篇文章的朋友无论你是轮胎制造商还是原材料或零部件供应商;无论你是媒体还是国内相关测试机构,如果能够在此汲取到任何一些有价值的经验,那这趟远行也算是颇有收获了。

在讲述米其林轮胎测试方法之前,也许大家都会问一个很简单的问题:什么样的轮胎才是好轮胎?要详细回答这个问题其实并不那么简单。但如果换一个角度想:鉴别一套轮胎的性能,主要从哪几个方面来考量?回答就会变得很有条理:测试轮胎的性能大致要看抓地性、舒适性与胎噪滚动阻力以及耐久性这几个方面。那么怎样对轮胎进行这几方面的测试呢?米其林自有一套方法。

抓地力的测试方法

轮胎最基本的功能就是为车辆提供抓地力。米其林对轮胎抓地力的测试分为“实验室分析测试”和"车辆道路测试"两个阶段。实验室分析测试中需要用到转鼓、专业试验车辆等特殊设备,属于实验室阶段的模拟道路测试。这种测试对轮胎的运行环境和状态采取精确的控制,试验中能够获得接近理想状态下的数据。这个阶段的测试需要相关实验设备的投入以及复杂的计算程序。我们把更多的注意力放在米其林是如何进行车辆道路试验上。

纵向抓地力测试

测试轮胎纵向抓地力的方法主要是通过测量汽车的制动距离来计算出轮胎与路面的滚动摩擦系数,由这个系数来评价轮胎的纵向抓地力。

如图表所示测试人员在特定路面条件下以设定速度Vo匀速行驶然后进行最强力制动。使汽车速度从V;降至V2(装备ABS系统的汽车V2的速度不得小于1Okm/h,因为在此速度下ABS工作状态有所变化会影响测量结果)。然后由测试系统以口五轮仪、VBOX等)测得从V1至V2的制动距离d。

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V1和V2是测试过程中已经确定的定量d则通过仪器测得接下来就可以通过公式来计算以林值的大小则可用来衡量纵向抓地力。

简言之,d作为整个计算过程中的唯一变量,是改变μ值直接也是唯一的数据。所以如果媒体或者一般测试机构在做轮胎比较测试的时候只需测得V,至V2的制动距离d就可以直接进行比较和评价了。

横向抓地力测试产

测试横向抓地力有三种模式:湿滑圆形场地测试积水弯道测试以及综合场地道路测试。

·湿滑圆形场地测试

首牛在附着1~2mm水深的圆形湿滑场地测试需要以一定的圆形半径在横向抓地力的极限状态下行驶数圈。也就是在车辆即将出现侧滑的情况下绕圈行驶。测量车辆绕行一周的时间,同时将行驶半径进行计算可以得出轮胎的极限横向加速度。媒体或一般测试机构通过汽车在极限状态下的绕圈时间,就能对几套轮胎的横向抓地力进行评估。

·积水弯道测试

积水弯道测试则是在圆形场地中设置一道20m圆弧长7mm水深的积水带。测试车辆每次均需四轮全部通过积水带, 要求试车手控制车辆转向盘的角度保持不变。同时需要一台记录车辆横向速度的测试仪。

每圈测试车辆均以固定速度行驶。试车手从较低速度开始,每圈车速都作相应提高直到车辆突破临界点在积水带出现“水漂”,车辆在积水带呈直线漂移状态。测试仪记录车辆进入积水带至完全驶离的横向加速度(向心加速度)。

通过测量和计算可以得出车辆在积水带中的速度、实际向心加速度(图表中理想曲线下的实际加速度曲线)、最大向心加速度及其对应的线速度、向心加速度为0时的线速度(危险速度)、最大向心加速度出现后的衰减斜率。

媒体或一般测试机构可以通过记录 分别出现侧滑时的速度以及出现直线“水漂”时的速度,来评价轮胎在此测试中的横向抓地力。

·综合场地道路测试

这种测试方法对试车手的要求相对 较高。轮胎的性能及其对与汽车相匹配的情况完全由试车手作出评价。

米其林的拉杜试车场中,就有一条常年保持均匀水份覆盖囊括各种类型弯道的试车场地。试车手在这样的场地上可以对制动、操控、过弯表现、车辆的平衡等因素作出综合的评价,而这种综合的评价是其它特定环境下进行的特定姿态的测量实验所不能反映的。

机械振动与噪声舒适性的测试方法

通常米其林测试轮胎的机械振动和噪声舒适性的方法有以下几种:

·用分析测试仪器在转鼓上进行测试
·在测试车辆上设置各种传感器在道路上进行实地测试
·直接询问试车手对不同型号轮胎的驾驶舒适性的评价

当然试车手只能对轮胎的性能进行验证和比较如果要探究造成舒适性改变的本质原因还是必须要进行物理实验及测试。

这里先不对实验室中的专业测试方法作详细地介绍主要来谈谈米其林是如何进行道路舒适性测试的。

用实验车辆进行轮胎舒适性的道路测试

在测试车辆的前后座椅下方地板上安装加速度传感器。车辆以80km/h的匀速通过特定的颠簸路面。传感器连续记录车辆通过颠簸路面50s内的三维加速度(X、Y、Z轴方向),并对每一轴方向上的振动频率进行数据处理和计算。

车辆反复进行上述测试数次后每一方向轴上BSI加权下的舒适度指数就会被电脑计算得出。

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在车厢内测量轮胎的路噪和花纹噪声

试验需要在副驾驶座椅上安装一个带躯干和头部的假人。假人头部双耳的位置分别装有一个麦克风用来记录噪声并且与电脑相连。

车辆在正常胎压下以80km/h匀速行驶,在粗糙路面上测量路噪r在光滑路面上测量轮胎花纹带来的噪声。

测试车辆反复运行数次每次车内假人将持续收集声压值30s,假人两侧仿真耳朵将收集到的数据传送至电脑,并处理成加权声压级。

电脑继续将这些数据计算成以分贝dB(A)为单位的RMS声压指数。这一指数的高低则代表了轮胎噪声反映在测试车辆车厢内部的噪声舒适度级别。

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试车手如何评价轮胎的机械振动与噪声舒适性

试车手通常在标准场地上测试轮胎的机械振动和噪声表现。这种测试同时也用来评估特定型号的轮胎是否与特定厂商制造的汽车产品相匹配。

每一套轮胎都按照以下程序依次与参考轮胎比较并由试车手做出评价。标准做法是先用参考轮胎行驶,再换第一套测试轮胎,然后再用参考轮胎测试接着换第二套测试轮胀依次类推。

欧洲车辆噪声法规测试模拟(车外加速噪声)

这里简单介绍一下欧洲车辆噪声法规的测试方法(测试场地要求如图所示)。

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乘用车试车手以50km/h的速度进人侧试区域油门全开以Ⅱ或Ⅲ档通过整个测试区域。同时测试环境风速和路面温度也应保持在规定的范围内。

车辆通过测试区域时,两个麦克风将测量其噪声级别。其间所测得的最大噪声级别被记录作为每一轮测试的结果。

试车手至少分别Ⅱ档和Ⅲ档各做两轮测试。然后按照以下公式进行平均值计算,来衡量其是否合乎法规要求。

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滚动阻力及耐久性的测量

滚动阻力的大小直接关系到轮胎对车辆的燃油经济性的影响。市场上所谓的省油轮胎就是经过高科技改良后,滚动阻力相对较小的轮胎。如何减小轮胎的滚动阻力是一门复杂的学问同时测量滚动阻力也并不是那么容易。从实验室角度来讲,精确测量一套轮胎的滚动阻力需要一套包括转鼓在内的实验设备。

如图所示首先将轮胎与转鼓结合,以SOkm/h的速度运行30分钟以上。此时,实验设备可通过轮胎转鼓的半径和惯量计算出整个设备所受到的总阻力值。然后将轮胎与转鼓分开,通过测量空转的轮胎和转鼓的速度损耗可以分别计算出轮胎和转鼓所受到的阻力(其中包括轴的摩擦力和空气对轮胎和转鼓的阻力),然后将先前得出的总阻力减去转鼓和轮胎在空转时所测量到的阻力消耗就能得出轮胎的滚动阻力值。

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F滚动阻力=F总-F空转轮胎阻力-F空转转鼓阻力

那么媒体或一般测试机构该怎么来评价不同型号轮胎的滚动阻力呢?在法国米其林向我们展示了一个简单而直观的测试方法:

两辆一模一样的汽车装备两套不同型号的轮胎并排以30km/h的速度匀速行驶。到达标志物处同时关闭发动机挂入空档进入无动力滑行状态。通过两辆车不同的自然停止点,就能很显地看出滚动阻力较低的轮胎可以滑行更远的距离。如果条件所限,也可以采用同一辆汽车分别更换轮胎,以上述的同一方式来进行滚动阻力的比较性测试。

耐久性

因为波及到专业的实验设备以及长时间的测试时间,媒体和一般机构不适合独立对轮胎的耐久性做出专业的评价。当然,一些汽车媒体在长期路试中可以留意轮胎的使用寿命,并简单地做出评价。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (4/15/2007)
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