輪胎實(shí)車磨耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法的研究

陳仁全，王 君，邱昌峰，周 磊，唐 明

（青島雙星輪胎工業(yè)有限公司，山東 青島 266400）

輪胎偏磨、不規(guī)則磨損等異常磨損現(xiàn)象會(huì)影響車輛使用性能，是一直困擾著研發(fā)人員和消費(fèi)者的問題[1-4]。研發(fā)人員依據(jù)輪胎實(shí)車磨耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以確定設(shè)計(jì)輪胎磨耗里程是否達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，預(yù)判輪胎是否會(huì)出現(xiàn)異常磨損等現(xiàn)象，對(duì)于輪胎定型量產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。目前輪胎實(shí)車磨耗試驗(yàn)主要依據(jù)GB/T 29041—2012《汽車輪胎道路磨耗試驗(yàn)方法》或企業(yè)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，側(cè)重點(diǎn)在輪胎預(yù)估里程和輪胎磨損方面，忽略了對(duì)于輪胎實(shí)車磨耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法方面的研究[5-8]。

本工作分別采用局域點(diǎn)算法和全域點(diǎn)算法對(duì)輪胎實(shí)車磨耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，以確定一種較為精確的輪胎磨耗預(yù)估里程計(jì)算方法。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)輪胎

36條試驗(yàn)輪胎，依據(jù)車輛銘牌標(biāo)識(shí)滿載配質(zhì)量和推薦充氣壓力，采用同一條試驗(yàn)線路，具體信息見表1。

表1 試驗(yàn)車輛和輪胎信息

1.2 試驗(yàn)方法

采用十字交叉法安裝輪胎，車輛初始四輪定位后每5 000 km四輪定位1次，每2 500 km測量輪胎花紋溝深度1次，每2 500 km同軸左右換位，合計(jì)行駛20 000 km。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 局域點(diǎn)算法

將輪胎每條縱向花紋溝6等分，分別記錄6等分處花紋溝深度，依據(jù)下式計(jì)算：

N——輪胎縱向花紋溝數(shù)量；

n——輪胎縱向花紋等分?jǐn)?shù)量；

Xin—— 縱向花紋溝等分點(diǎn)處的花紋溝深度，mm。

式中Vk—— 輪 胎 第k階 段 下 的 磨 耗 速 率，mm·（1 000 km）-1；

d1——第 1次測量（初始）時(shí)整胎縱向花紋溝平均深度，mm；

Sk——第k次測量時(shí)的行駛里程，km。

式中，Mk為第k次測量時(shí)輪胎的預(yù)估行駛里程，km。

1.3.2 全域點(diǎn)算法

依據(jù)相關(guān)性理論將局域點(diǎn)算法中依次求得的dk和Sk進(jìn)行累積并建立如下相關(guān)性：

式中d——整 胎縱向花紋溝平均深度，mm；

a——系數(shù)；

S——行駛里程，km；

b——常數(shù)項(xiàng)。

則Mk按下式計(jì)算：

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

k分別取4和6（即行駛里程分別為10 000和15 000 km），利用上述理論進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，運(yùn)算后結(jié)果見表2和3。

表2 前軸輪胎磨耗預(yù)估里程 km

2.2 局域點(diǎn)算法預(yù)估里程

以第三方機(jī)構(gòu)提供的20 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程為基準(zhǔn)值，分別建立10 000和15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性，結(jié)果如圖1和2所示。

由圖1和2可見：局域點(diǎn)算法10 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性因數(shù)（R2）分別為0.855 7和0.749 8；15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的R2分別為0.962 0和0.962 5。由此可見，15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的R2均在0.95以上，大于10 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值的R2。

圖1 局域點(diǎn)算法10 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值的相關(guān)性

2.3 全域點(diǎn)算法預(yù)估里程

以第三方機(jī)構(gòu)提供的20 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程為基準(zhǔn)值，分別建立前后軸輪胎10 000和15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程同基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性，結(jié)果如圖3和4所示。

表3 后軸輪胎磨耗預(yù)估里程 km

由圖3和4可見：全域點(diǎn)算法10 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的R2分別為0.654 9和0.620 8；15 000 km行駛里程下前后軸輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的R2分別為0.887 7和0.902 6。由此可見，全域點(diǎn)算法10 000和15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的R2均小于0.95，相關(guān)性較低。

圖2 局域點(diǎn)算法15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值的相關(guān)性

圖3 全域點(diǎn)算法10 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值的相關(guān)性

3 結(jié)論

研究輪胎實(shí)車磨耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)不同分析方法的相關(guān)性，得到以下結(jié)論。

（1）局域點(diǎn)算法和全域點(diǎn)算法15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性因數(shù)大于10 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性因數(shù)。

（2）在不同行駛里程下，局域點(diǎn)算法輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性因數(shù)大于全域點(diǎn)算法輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值之間的相關(guān)性因數(shù)，即局域點(diǎn)算法分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。

圖4 全域點(diǎn)算法15 000 km行駛里程下輪胎磨耗預(yù)估里程與基準(zhǔn)值的相關(guān)性

（3）以局域點(diǎn)算法得到的15 000 km行駛里程輪胎磨耗預(yù)估里程代替第三方機(jī)構(gòu)20 000 km行駛里程得到的基準(zhǔn)值，可縮短測試周期，節(jié)約測試成本，提高研發(fā)效率。