從輪胎錐度效應(yīng)解決車輛行駛跑偏問題的探討

【摘要】分析了輪胎錐度效應(yīng)產(chǎn)生的原因及其對(duì)車輛跑偏的影響，通過實(shí)例說明采取對(duì)輪胎錐度力方向和大小進(jìn)行區(qū)分，可以控制輪胎錐度效應(yīng)，有效降低由輪胎自身原因引起車輛行駛跑偏的發(fā)生率。

【關(guān)鍵詞】輪胎；錐度效應(yīng)；錐度力；行駛跑偏

影響車輛行駛跑偏的因素有很多種，其中輪胎的影響是其主要因素之一，本文將圍繞輪胎錐度效應(yīng)引發(fā)的車輛跑偏對(duì)汽車行駛性能的影響進(jìn)行分析，并通過糾偏實(shí)例來說明控制輪胎錐度力可以降低車輛行駛跑偏，這對(duì)于正確使用和維護(hù)輪胎，提高汽車行駛性能具有重要的參考意義。

一、輪胎錐度效應(yīng)及其產(chǎn)生原因

輪胎在滾動(dòng)過程中，如果或多或少總是伴有作用于其上的錐形側(cè)向力Fk，力圖使其偏離原來的直線運(yùn)動(dòng)方向，即使是剛換上的新胎也可能如此，稱此現(xiàn)象為輪胎的錐度效應(yīng)。錐度效應(yīng)是因輪胎剛度不均勻性產(chǎn)生的。其原因主要有：

（1）因制造原因?qū)е螺喬ヌッ婊?和)帶束層偏離了輪胎幾何中心(偏移量以1／10mm計(jì)，故用肉眼及常規(guī)測(cè)量方法無法測(cè)出)，致使輪胎斷面不對(duì)稱(見圖1)。

1-胎圈；2-胎肩；3-胎面；4-鋼絲帶束層；A-輪胎設(shè)計(jì)幾何中心線；B-輪胎實(shí)際幾何中心線

圖1輪胎實(shí)際幾何中心線偏離設(shè)計(jì)幾何中心線

（2）因制造原因或使用偏磨，導(dǎo)致輪胎兩側(cè)胎肩不對(duì)稱或者兩側(cè)胎肩厚度不同。（3）因制造原因或使用偏磨，導(dǎo)致胎面兩側(cè)厚度不等。（4）因制造原因，導(dǎo)致帶束層成為輪胎圓錐形斷面的一部分(見圖2)。

1-帶束層；2-錐形側(cè)向力

圖2輪胎斷面形狀左右不對(duì)稱帶束層成為圓錐的一部分

上述缺陷和誤差最終造成輪胎兩側(cè)胎肩的剛度差異。故當(dāng)輪胎與地面接觸時(shí)，兩肩以不同壓力(F1＜F2)作用在路面上，輪胎斷面呈現(xiàn)圓錐形，如果輪胎滾動(dòng)，就產(chǎn)生了類似于側(cè)傾推力的錐形側(cè)向力Fk，從而使得輪胎具有了錐度效應(yīng)，其程度可用Fk的大小或錐角α大小來表示(見圖2、圖3)。

1-剛度較大的胎肩

圖3 輪胎兩側(cè)胎肩剛度不同時(shí)的受力變形圖

二、錐度效應(yīng)對(duì)車輛行駛跑偏的影響

具有錐度效應(yīng)的輪胎實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)斷面呈圓錐形而外傾角等于零的“外傾”車輪的作用，故又稱此為假外傾。當(dāng)這種輪胎以一定速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，錐形側(cè)向力Fk便力圖使車輪朝一側(cè)偏擺。若Fk超過某一數(shù)值，車輛就開始跑偏，從而直接影響車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性并加劇了輪胎的磨損。此刻駕駛員通過轉(zhuǎn)向盤可感到錐形側(cè)向力Fk的存在，并要始終校正轉(zhuǎn)向盤，方能保持車輛直行。隨著車速的提高，輪胎接地性變壞，故借以平衡錐形側(cè)向力Fk的路面橫向附著力隨之變小。這就是為什么高速車輛特別是高速轎車發(fā)生跑偏的可能性、嚴(yán)重性顯著增大的主要外在原因之一。

三、控制輪胎錐度效應(yīng)解決車輛行駛跑偏實(shí)例

綜上所述，輪胎錐度效應(yīng)是客觀存在的，不可能絕對(duì)沒有。因此盡量減小和消除輪胎錐形側(cè)向力Fk是糾正車輛跑偏的關(guān)鍵。以SGMW一款新投產(chǎn)的轎車為例，某階段生產(chǎn)的1批次車中出現(xiàn)4輛車行駛跑偏，暫且把這4輛車標(biāo)為1、2、3、4號(hào)車，該問題急待解決。根據(jù)汽車行駛跑偏的狀態(tài)，就裝配調(diào)整、相關(guān)零件等方面查找原因。跑偏原因查找步驟如表1。

表1 車輛行駛跑偏原因查找步驟

按照以上步驟對(duì)可能造成行駛跑偏的因素逐一對(duì)故障車進(jìn)行分析檢測(cè)并排除，通過1～5步的檢查均沒有發(fā)現(xiàn)問題，說明這些因素都不是引起這4輛車行駛跑偏的原因。最后將故障車的前輪進(jìn)行更換安裝（見表2），跑偏問題得以解決，由此發(fā)現(xiàn)造成這4輛車行駛跑偏的原因是輪胎自身問題。

表2 故障車前輪更換安裝具體步驟

錐度大的輪胎很容易使汽車跑偏，前輪更換安裝實(shí)際上是改變了兩前輪的輪胎錐形側(cè)向力的合力作用方向，以抵消汽車由于輪胎的錐形側(cè)向力合力作用方向與汽車車身的側(cè)偏方向一致而共同作用造成的行駛跑偏。最后通過對(duì)故障車互換的輪胎進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)輪胎供應(yīng)商將輪胎錐度力標(biāo)識(shí)紅點(diǎn)打反，導(dǎo)致裝車時(shí)造成輪胎裝反。輪胎上的紅點(diǎn)表示的是錐度方向，反映的是輪胎充氣后的傾斜方向。所以裝配輪胎時(shí)必須兩邊的輪胎同時(shí)將紅點(diǎn)朝外或同時(shí)朝內(nèi)，以保證兩前輪錐度力之差盡量最小，減小錐度力對(duì)行駛跑偏的影響。要解決車輛由于錐度力影響產(chǎn)生跑偏主要有以下措施：（1）輪胎按錐度力進(jìn)行分級(jí)管理；（2）車輛裝配時(shí)，同一輛車裝配相同錐度力分級(jí)的輪胎；（3）車輛裝配時(shí)，注意錐度力方向，必須左右側(cè)輪胎錐度力相互抵消。總之，無論采用何種糾偏途徑，其目的都是通過輪胎合理的換向、換位、更換以及三者的綜合使用，以便最終控制輪胎的錐度效應(yīng)，降低車輛行駛跑偏。

參考文獻(xiàn)

[1]莊繼德．汽車輪胎學(xué)．北京：北京理工大學(xué)出版社，1996

[2]沈逸敏．輪胎對(duì)汽車行駛跑偏的影響．輪胎工業(yè)．2005

[3]GB7258-2004．機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件

[4](日)安部正人，陳辛波．汽車的運(yùn)動(dòng)和操縱．機(jī)械工業(yè)出版社，1998