1、 江苏省交通技师学院 JIANGSU COMMUNICATION TECHEICIAN COLLEGE 毕 业 设 计 （论 文） 轮胎 性能 对汽车 行驶 的影响分析 系 名： 汽车工程 专业班级： 0723 学生姓名： 林 浩 学 号： 05 指导教师姓名： 程瑞 指导教师职称： 2011 年 3 月 目录 引言 第一章 轮胎 的构造及 在汽车中的作用 . 1 1 轮胎的 基本 组成 1 2 轮胎的分类 . 1 2 1 充气压力分类 . 1 2 2 胎面花纹分类 . 1 2 3 组成结构分类 . 1 2 4 胎体帘线排列方向分类 . 1 3 轮胎在汽车中的作用 . 第二章 轮胎的规格参数
2、及表示方法 . 2 1轮胎基本术语 . . 2 1 1轮胎的主要尺寸 2 1 2轮胎的高宽比 2 1 3轮胎最高速度 2 1 4轮胎的层级 2 1 5轮胎的负荷指数 2 2轮胎规格表示 方法 第 三 章 轮胎与汽车生产的相关性 . 第 四 章 轮胎 动态力学 性能对汽车行驶性能的影响 . 4 1 动力性能 . . 4 2 燃料经济性 . . 4 3 制动性能 . . . 4 4 操纵稳定性 . . 4 5 行驶平顺性 . . 第 五 章 轮胎部件及其主要技术参数对汽车的行驶影响 . 5.1 轮胎 5.2部 件 . 第 六 章 轮胎 性能对汽车行驶 的 影响分 析 . 总结 参考文献 . 轮胎
3、性能 对汽车 行驶的 的影响分析 专业班级： 0723 学生姓名： 林浩 指导老师： 程瑞 摘要 ： 论文 的主要目的是让我们更准确的了解轮胎性能对汽车行驶的影响，让我们更深刻的认识轮 胎的性能对汽车行驶的重要作用。 轮胎路面附着性能 、滚动阻力、侧偏特性、垂直特性、包封性、振动性等动态力学性能及结构和尺寸对汽车的行驶影响有着密切相关的联系。在合理性能匹配的情况下，轮胎性能好，汽车的行驶性能好。 关键词 ： 轮胎，汽车，轮胎力学性能，性能匹配 引 言 现代汽车， 尤其是高档轿车对轮胎的性能要求越来越高。我们都知道，轮胎是汽车的重要安全部件，关系到汽车的操纵稳定性和发动机功率的有效传递。 脱离汽
4、车研究轮胎性能没有实际意义。轮胎的性能不仅取决于轮胎本身，更取决于轮胎与汽车的匹配， 目前，对轮胎与汽车性能的匹配要求日益提高。 本文就轮胎性能对汽车行驶的影响进行探讨。 第一 章 轮胎 的构造及在 汽车中的作用 汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎，现代汽车大部分采用充气轮胎，充气轮胎按组成结构不同分为内胎轮胎和无内胎轮胎，一般来说，轮胎由胎面、胎肩、胎 侧、胎缘、帘布层和带束层等部分组成。目前汽车上大多使用帘布层与台面中心线成 90或接近 90的子午线轮胎，相比帘布层与台面中心线呈小于90的普通斜交轮胎，具有自重轻、耐磨性好、滚动阻力小、附着性能好、承载能力强等特点，缺点是胎侧易
5、裂口、成本高。子午线轮胎比普通斜交轮胎节油 10%，以轿车一年行驶 1.5 万公里每百公里综合耗油 10 公升为例，按每公升 6.87 元的93 号汽油计算，使用节能型子午线轮胎比使用普通的子午线轮胎，每年至少能节约油耗 1000 元多元，而轿车用子午线轮胎价格比普通斜交轮胎平均只高 200 元左右。如果按国家统计局公布的 2009 年年底全国轿车保有量 2605 万辆来计算，使用子午线轮胎一年就能节约汽油 390 亿公升，相当于中石化 2008 年一年的汽油产量，并且子午线轮胎的寿命约 8 万公里以上，比普通斜交轮胎行驶里程长 50%，经济性能显著。 轮胎在汽车中起着 安全性、舒适性、动力性
6、和经济性 等重要作用。 1.1 轮胎的 基本 组成 普通轮胎由外胎，内胎与垫带组成（如图 1 所示） 图 1 充气轮胎的组成 外胎是用以保护内胎不受外来损伤和冲入压缩空气后不致过分膨胀的外壳，是轮胎的主体，具有承担车重和变形、 缓和汽车振动和冲击的作用，一般要求其具有较高的强度，并具有一定的弹性。轮胎外胎一般构造包括胎面（胎冠和胎肩）、胎侧、胎体（帘布层和缓冲层）和胎圈等部分。 内胎是一个环形橡胶管，橡胶管内充满压缩空气，装入外胎后，使轮胎可保持一定的内压，从而获得缓冲性能和承载能力。 垫带放在内胎与轮辋之间，是一个具有一定形状和断面的环形胶带，其边缘较薄，表面光滑，具有耐热性，上有供内胎气门
7、嘴通过的圆孔。垫带的作用是防止内胎被轮辋及外胎的轮圈擦伤和磨损，并能防止尘土，水侵入胎内。 深式轮辋上使用的内胎轮胎没有垫带，而无内胎的轮胎 及无内胎，又无垫带（如图 2 所示） 图 2 无内胎轮胎 1.2 轮胎的分类 1.2.1 充气压力分类 （ 1） 高压轮胎：充气压力为 0.5 0.7MPa 的轮胎为高压轮胎。高压轮胎的滚动阻力小，油耗低，但缓冲性能差，与路面的附着能力低，因此在汽车上很少使用。 （ 2） 低压轮胎：充气压力为 0.15 0.45MPa 的轮胎为低压轮胎。低压轮胎由于具有弹性好、断面宽，与道路接触面积大， 壁薄而散热性好等优点，所以被广泛使用。 目前，轿车、载货汽车几乎全
8、部采用低压轮胎。 （ 3）超低压轮胎：充气压力低于 0.15MPa 的轮胎为 超低压轮胎。超低压轮胎的断面宽度比低压轮胎的宽，其与道路接触的面积也比低压轮胎的大，所以超低压轮胎在道路松软路面上的通过能力比较好，所以适合泥泞路、雪地、沙漠等地带使用。 目前，超低压轮胎多用于越野汽车和少数特种汽车上。 （ 4）调压轮胎：充气压力可根据路面条件 不同进行调节的轮胎为调压轮胎。 轮胎的气压变化会改变轮胎与路面的接触面积和压强，也将改变汽车的滚动阻力系数与附着系数。 1.2.2 胎面花纹分类 汽车轮胎按胎面花纹不同，可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎和混合花纹轮胎三种（如图 3 所示）。图 3 轮胎 花纹
9、 a b 普通花纹 、 c 混合花纹 、 d e 越野花纹 1.2.3 组成结构分类 汽车轮胎按组成结构不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。有内胎轮胎构造特点上一章我们已经介绍，在此主要介绍下无内胎轮胎的构造和特点。 无内胎轮胎在外观上和有内胎轮胎相近，但其组成结构上 少了内胎和垫带，而在外胎内壁上多了一层厚度 2 3mm 的专门用来封气的橡胶密封层。 1.2.4 胎体帘线 排列方向分类 汽车轮胎按胎体帘线排列方向不同，可分为普通斜交轮胎和子午线轮胎两种 汽车轮胎胎体帘线的排列都与轮胎的子午断面成一定角度， 这个角度称为胎冠角。 胎冠角对轮胎的特性影响很大。如胎冠角增大，将使轮胎的侧向 刚
10、性径向刚性等增大。侧向刚性增大，将改善汽车的行驶稳定性；径向刚性增大将降低轮胎的缓冲性能。 （ 1） 普通斜交轮胎：普通斜交轮胎（如图 4 所示）。其结构特点是胎体帘布层帘线排列方向与轮胎子午断面成一定夹角，帘线是由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边，并且由这种斜置帘线组成的多层（层数通常为偶数）帘布交错叠合，呈斜交方式排列。为了兼顾轮胎的侧向刚性和缓冲性能，一般取 胎冠角为 50 度 52 度。 图 4 普通斜交轮胎 1- 胎面 2-轮胎断面中心线 3-帘布层 4-缓冲层 （ 2）子午线轮胎：子午线轮胎的胎体帘布层帘线排列方向与轮胎子午断面一致，呈环形排列，帘线也是由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边，
11、同时在圆周方向有一带束层。 图 5 子午线轮胎 1-胎面 2-轮胎断面中心线 3-帘布层 4-带束层 子午线轮胎的结构特点，比起普通斜交轮胎有诸多的优越性能： 使用寿命长 缓冲性能好 滚动阻力小 胎温低，散热快 承载能力大 附着性能好 转向行驶稳定性好 轮胎质量轻 1.3 轮胎在汽车中的作用 轮辋和轮胎是汽车行驶系中重要的部分， 其作用是：支撑整车质量；缓冲由路面传来的振动和冲击；通过轮胎与地面的附着力（轮胎抓着力）来传递驱动力和制动力；产生横向力和回正力矩来平衡汽车转向行驶时的离心力；保证汽车正常转向后车轮直线行驶；翻越障碍，提高通过性 。 轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，其基本功能如下：
12、 （ 1） 承受汽车负荷 ; （ 2） 为传递驱动力和制动力 提供足够的附着力； （ 3） 为改变和保持汽车行驶方向提供足够的转向操纵性能和方向稳定性能； （ 4） 与汽车悬架系统共同缓冲来自路面的冲击，并衰减由冲击产生的振动，以保证汽车良好的行驶平顺性和乘坐舒适性 。 第二章 轮胎的规格参数及 表示方法 选择好轮胎的规格尺寸，不但能提高轮胎的使用寿命，还能提高汽车的安全性、舒适性、动力性和经济性，在高速公路上行驶时更显著。 汽车轮胎正确选型，必须了解轮胎规格和标记的含义。如轿车轮胎规格为 205/55/R16 91V： 205 标示轮胎宽度为 205， 55 代表轮胎扁平比，即断面高除以断面
13、宽 100； R 指子午线轮胎， 16 是指轮辋直径是 16 英寸； 91 是表示负荷指数，代表该负荷指数的轮胎最大可承重615kg； V 是表示速度级别，该级别轮胎最高速度为 240km/h。 据统计， 高速公路 46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的，轮胎选型不当、胎压过高、胎面磨损过度等，都是容易引发交通事故，其原因除驾驶员操作不当和路面情况等因素外，主要是轮胎选型和使用不当。 2.1 轮胎基本术语 2.1.1 轮胎的主要尺寸 图 6 轮胎的主要尺寸 D-轮胎外径 d-胎圈内径或轮辋直径 B-轮胎断面宽度 H-轮胎断面高度 2.1.2 轮胎的高宽比 轮胎的高宽比是指轮胎断面高度 H 与轮胎断面宽度 B 的比值，以百分数形式表示，即 H/B。轮胎的高宽比又称扁平率。轮胎通常根据扁平率划分系列。目前汽车
