提高客車輪胎行駛里程的方法研究

陳佛國(guó)，晉 琦，辛飛飛

（陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)橡膠有限公司，陜西 咸陽 711200）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，公路急速延長(zhǎng)，路面質(zhì)量也進(jìn)一步改善。但由于近年來經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化，運(yùn)輸價(jià)格很難提高，降低運(yùn)輸成本成為運(yùn)輸企業(yè)關(guān)注的重要問題。輪胎的耐磨性能和耐久性能成為客車輪胎選購考慮的主要因素[1-3]。

我國(guó)客車輪胎市場(chǎng)長(zhǎng)期以來一直以外資品牌產(chǎn)品為主流，究其原因，除了品牌影響力之外，主要是由于外資輪胎的耐磨性能較好和行駛里程較長(zhǎng)。國(guó)際知名品牌客車輪胎的行駛里程基本都在20萬km以上，而我國(guó)品牌客車輪胎的行駛里程大多小于20萬km，因此在豪華大巴客車市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)輪胎沒有競(jìng)爭(zhēng)力[4-5]。

為了提升我國(guó)客車輪胎的性價(jià)比，我公司進(jìn)行了一系列改進(jìn)和研究工作，取得了不錯(cuò)的效果。本工作以295/80R22.5客車輪胎為對(duì)象，研究輪胎結(jié)構(gòu)和胎面膠配方對(duì)輪胎行駛里程的影響，為提升國(guó)產(chǎn)客車輪胎的綜合性能做一些技術(shù)儲(chǔ)備和積累。

1 提高客車輪胎行駛里程的措施

1.1 結(jié)構(gòu)

1.1.1 花紋

我國(guó)主要高速公路以混凝土、細(xì)粒式瀝青混凝土路面為主，其中混凝土路面所占份額較大，這種路面對(duì)花紋較細(xì)小的輪胎磨損速度較快。考慮到花紋在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的散熱問題，本工作擬選擇花紋塊單塊寬度大、帶橫向鋼片的4條溝花紋替代傳統(tǒng)曲折花紋。

1.1.2 行駛面寬度和高度

要提高輪胎的耐磨性能，必須結(jié)合實(shí)際情況改進(jìn)輪胎行駛面寬度和胎肩過渡形式，增大輪胎在負(fù)載狀態(tài)下的實(shí)際接地面積，減小單位面積的壓力。本工作擬選擇行駛面加寬4 mm的輪廓，肩部未采用傳統(tǒng)的倒圓處理，肩部外側(cè)采用反圓弧設(shè)計(jì)增強(qiáng)肩部的散熱效果。輪廓主要參數(shù)差異見表1。

表1 輪廓主要參數(shù)差異 mm

1.2 胎面膠

本工作胎面膠的主體材料采用天然橡膠（NR），補(bǔ)強(qiáng)材料采用高耐磨炭黑N134，口型和其他尺寸控制基本不作調(diào)整，以提高胎面膠的耐磨性能。

1.3 骨架材料

本工作擬采用拉伸強(qiáng)度較大的1×3＋9＋15×0.22＋1×0.15鋼絲簾線代替1×3＋9×0.22＋1×0.15鋼絲簾線作為胎體骨架材料，其強(qiáng)度安全倍數(shù)從5.9增大到7.5。此舉措有利于減小輪胎靜負(fù)荷下沉量，改善輪胎行駛面的接地壓力分布；提高側(cè)向剛性，提高直進(jìn)性能，減小側(cè)向變形帶來的滑動(dòng)摩擦和蠕動(dòng)摩擦。

2 性能測(cè)試

2.1 耐久性能

輪胎耐久性能采用企業(yè)內(nèi)控機(jī)床試驗(yàn)方法，該方法比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更苛刻。

2.2 實(shí)車試驗(yàn)

2.2.1 試驗(yàn)車隊(duì)

某長(zhǎng)途運(yùn)輸公司，該公司輪胎使用和維護(hù)非常規(guī)范。

2.2.2 車輛情況

車型：浙江金華生產(chǎn)的青年（德國(guó)尼奧普蘭）車型。車輛全新，配備磁力輔助剎車系統(tǒng)，共2臺(tái)。

尺寸：長(zhǎng) 12 000 mm；寬 2 500 mm；高3 725 mm。

自身質(zhì)量：15 723 kg。其中，前橋 5 503 kg，后橋 10 220 kg。

座位：31座＋2座

中置發(fā)動(dòng)機(jī)功率：228 kW

2.2.3 試驗(yàn)路線

全程高速公路，客車每天往返1次，每日行駛里程1 445 km。

2.2.4 裝車方向

試驗(yàn)輪胎沿行駛方向裝車。

3 結(jié)果與討論

3.1 輪胎結(jié)構(gòu)對(duì)輪胎行駛里程的影響

花紋對(duì)輪胎行駛里程的影響見表2。從表2可以看出：與曲折花紋輪胎相比，采用適當(dāng)加寬胎面、降低行駛面弧度高、胎肩反弧等設(shè)計(jì)的直條花紋輪胎耐久性能提高；同輪位單胎行駛里程、整車平均行駛里程、單位磨耗里程均顯著提高。

表2 花紋對(duì)輪胎行駛里程的影響

3.2 胎面膠配方對(duì)輪胎行駛里程的影響

胎面膠配方對(duì)輪胎行駛里程的影響見表3。從表3可以看出：與原胎面膠輪胎相比，采用NR/炭黑N134胎面膠的輪胎耐久性能基本相當(dāng)，靜負(fù)荷下沉量和下沉率不變；同輪位單胎行駛里程、整車平均行駛里程、單位磨耗里程均顯著提高。

表3 胎面膠配方對(duì)輪胎1）行駛里程的影響

3.3 胎體骨架材料對(duì)輪胎行駛里程的影響

胎體骨架材料對(duì)輪胎行駛里程的影響見表4。從表4可以看出：與原胎體輪胎相比，采用增強(qiáng)鋼絲簾線作胎體骨架材料的輪胎耐久性能基本相當(dāng)，靜負(fù)荷下沉量和下沉率降低，接地印痕壓力分布更加均勻；同輪位單胎行駛里程、整車平均行駛里程、單位磨耗里程均顯著提高。

表4 胎體骨架材料對(duì)輪胎1）行駛里程的影響

4 結(jié)語

從輪胎設(shè)計(jì)的角度來看，模腔輪廓參數(shù)、胎體骨架材料、胎面膠配方都是影響輪胎耐磨性能和行駛里程的重要因素，也是客車輪胎設(shè)計(jì)的不可忽視的幾個(gè)方面。除了上述因素以外，車輛的各種性能參數(shù)（如質(zhì)量、軸荷分布，發(fā)動(dòng)機(jī)位置等）、路面的材質(zhì)和曲折程度等都會(huì)直接影響輪胎的耐磨性能。輪胎設(shè)計(jì)工作者需要仔細(xì)研究路面的差異，以提高輪胎與車輛以及路面的匹配程度，為提升我國(guó)輪胎質(zhì)量而不懈努力。