試論輪胎性能對汽車制動性的影響

陳囿園

摘 要：主要探討了影響汽車制動性能的因素。通過試驗研究新舊輪胎對汽車制動效果的影響，發現新輪胎的制動效果明顯優于舊輪胎。可見，汽車輪胎的磨損程度是決定汽車制動性能的重要因素，相關人員務必從中得到啟發，以保證汽車的安全駕駛。

關鍵詞：汽車制動性能；輪胎磨損；制動距離；仿真試驗

中圖分類號：U463.341 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.113

制動性是汽車的重要使用性能，是汽車的安全指標，關系到人們的生命、財產安全，因此，政府相關主管部門都將其作為汽車技術狀況的重點檢驗項目之一。目前通過試驗研究，即利用新舊兩種輪胎進行研究分析，可衡量出車輛制動性的好壞。

1 研究背景及意義

現今，針對汽車輪胎磨損對車輛制動效果影響的檢測還處于起步階段，國際、國內在此領域還沒有給出確定、統一的標準。中國國內針對汽車輪胎磨損對汽車制動效能的影響的相關研究依然處于初級的理論分析階段。由于迫切需要獲取輪胎磨損對汽車制動效能影響的相關結論，因此，本文將以汽車輪胎的新舊為試驗變量，進行相關理論分析和實際模擬試驗，并客觀地評價汽車輪胎磨損對汽車制動效果的影響。

本文采用的是三軸加速度傳感器來測定和測試汽車的制動性能。此方案具備成本較低、操作較簡單、測試精度高等優點，既避免了傳統測量汽車制動的誤差，也最大程度地避免了現在大多數檢測的汽車制動時測量水平移動距離的困難，是當前檢測汽車制動的最優方案，也是現今一種較為合理的測試汽車制動的方案。此方案能夠較簡單地獲得汽車的制動減速度和制動距離等試驗參數。

2 制動性能評定指標及研究思路

汽車制動性能是指汽車立即降低車速，直到停車的能力。它直接關系著汽車安全駕駛。制動性能判定主要由制動距離和制動時的減速度兩個參數組成。制動距離是指從汽車車速為初速度V0起，駕駛員開始操控制動踏板，直至汽車停止時汽車向前行駛的距離。汽車的制動距離越短，說明汽車的制動效果越好。制動減速度是汽車速度變化量對這一變化所用時間的比值，汽車的制動減速度是隨時變化的，所以制動減速度不能夠用某一時刻的速度來代表汽車的整個減速過程，所以在檢測汽車的減速度時，往往是計算汽車在整個減速過程中的平均減速度。

本文以實際汽車進行仿真試驗，分析、研究制動性能的穩定性、制動性能、輪胎對地面的附著性能和制動時汽車方向的穩定性。首先通過單一實驗變量法，大量統計裝有不同磨損程度輪胎的汽車制動的相關數據，對制動時的汽車進行受力分析；然后通過統計的數據得出制動平均制動距離和制動減速度等主要研究參數，建立制動效果與輪胎新舊的試驗模型，并分析數據，得出影響汽車制動的因素；最后檢驗得出的研究參數，判斷輪胎磨損對汽車制動性能影響的大小，最終得出輪胎磨損對汽車制動性能的影響。圖1是本文的主要技術和基于汽車輪胎磨損的主要思想路線設計。

圖1 主要思想路線設計

3 輪胎的磨損對車輛制動性能的影響

針對提出的上述問題，探究輪胎的磨損情況對汽車制動性能的影響。本文試驗研究的對象是兩組輪胎，一組為全新輪胎，另外一組為出現一定磨損的輪胎。這兩組輪胎除了輪胎的磨損程度不同外，輪胎的品牌、氣壓、型號和輪胎的花紋都一致。將這兩組輪胎分別裝在兩輛相同品牌的全新汽車上，在特定的條件下重復實驗，并統計多組數據，忽略個別組數據，依據大多數組別數據得出汽車的制動距離和制動減速度，最后對比兩輛車的制動距離和制動減速度，簡單評價輪胎的磨損程度對制動效果的影響。

3.1 輪胎的磨損對車輛制動性能的影響

通過處理、分析上述試驗統計的數據，得到試驗汽車的平均制動距離。通過分析數據發現，在汽車同一制動初速度、汽車品牌和試驗的路面條件相同的條件下，裝有新胎車輛的汽車的制動距離都小于裝有舊輪胎汽車的制動距離，可見，裝有新胎的汽車制動效果比裝有舊輪胎的車輛的制動效果要好。

3.2 新舊輪胎對汽車平均減速度的影響

通過處理、分析汽車試驗的數據，得到試驗汽車的平均制動減速度。在試驗汽車和路面條件不改變，且制動時汽車的初速度一定的情況下，裝有新胎的汽車的平均減速度大于裝有舊胎的汽車的平均減速度。此實驗結果說明，裝有新輪胎的汽車的制動效果要比裝有舊輪胎的汽車好，且平均減速度大。另外，裝有舊輪胎的汽車的平均減速度曲線曲率變化均大于裝有新輪胎的汽車。

4 數據分析結果

通過分析、處理試驗數據，可得出在單一試驗變量的條件下，裝有新輪胎的汽車的制動距離要短于裝有舊輪胎的汽車的制動距離，裝有新輪胎的汽車的平均制動減速度要大于裝有舊輪胎的汽車的平均制動減速度。此實驗結果說明，新胎車輛的制動性能要比裝有舊輪胎的汽車的制動性能好，具體體現在以下三個方面：①在除實驗變量外，在其他試驗條件相同的情況下，當車輛制動初速度小于一定值時，裝有新輪胎的汽車的制動距離與裝有舊輪胎的汽車的制動距離差值要小于1 m；但在制動時的初速度大于一定值時，并且隨著制動初速度的提高，裝有新輪胎的汽車的制動距離與裝有舊輪胎的汽車的制動距離差值較大，最大時可達到3 m以上。所以，汽車在高速行駛的狀況下，汽車輪胎的磨損狀況將直接影響車輛的制動性能，從而間接影響駕駛員駕駛車輛的安全性。②在將兩種磨損狀況不同的輪胎分別安裝在品牌一致的全新的小轎車、大貨車和中型客車上，在單一試驗條件下，當制動初速度在一定范圍時，裝有新輪胎的小轎車、大貨車和中型客車新胎車輛的平均減速度均值比裝有舊輪胎的小轎車、大貨車和中型客車的平均減速度均值大，其中，中型客車的差值甚至可以達到0.3 m/s2以上，所以可以得出結論，新輪胎的抓地能力更好。③在汽車輪胎磨損情況的單一試驗變量條件下，裝有舊輪胎的汽車的制動初速度和平均減速度曲線曲率變化均大于裝有新輪胎的汽車，這表明裝有舊輪胎的汽車的制動性能不穩定，不能隨時在滿負荷狀態下正常運轉，使得車輛的制動距離變大，帶來了不安全因素。

5 結束語

綜上所述，在實際檢修工作中，汽車的故障來源比較復雜，其中輪胎的使用檢驗尤其重要。當車輛輪胎已磨損到影響汽車制動能力時，應按要求重新更換輪胎，將汽車設定、校正，直至檢定合格，以保證行車安全。

參考文獻

[1]查小凈，李駿，吳東盛.汽車制動性能檢測方法的比較與分析[J].公路與汽運，2010（04）.

[2]唐雙利，秦松濤.汽車制動性能評價指標與檢測參數問題分析與探討[J].裝備制造，2009（11）.

〔編輯：王霞〕