轮胎滚阻技术-一般人看不懂

全世界来看,轮胎的节能技术正在成为最热门的技术话题,来自于用户的期待和社会层面的要求正在把轮胎的节能技术推向极致。而电动汽车的发力更是对轮胎的节能提出更高的要求,所有的一线轮胎企业都在夜以继日地研发更节能的轮胎产品,无论是配方,花纹,结构等等,尤其是来自普利司通,米其林和德国马牌以及邓禄普的节能技术对整个行业的贡献最大。



下面轮胎商业给大家揭开节能轮胎的秘密,轮胎滚阻-神秘的名词正在席卷全球成为热词。现在,跟随着轮胎商业来看看它的工作原理和原因。

定义:轮胎滚动阻力就是是保持给予轮胎持续滚动所需要的力。还记得骑自行车的轮胎缺气吗?很自行车很难蹬,因为阻力太大。在科学术语中,轮胎的阻抗(滚动阻力)是滚动轮胎的机械能量,然后会转换成每个轮胎节距的热量。轮胎滚阻不是摩擦力!滚动阻力是轮胎旋转和变形的结果。


轮胎迟滞 - 轮胎在遇到道路时变形时损失能量,这是影响滚动阻力的最重要因素。其他因素包括空气阻力,变形和与道路和轮胎间的微观摩擦,这可以使轮胎的整体滚动阻力高达10%。图1(上图)说明了滚动阻力的百分比根本原因。



轮胎组件

每个轮胎内部的组件都对滚动阻力有影响。可以想象,由于车辆与道路的接触,轮胎胎面是整体滚动阻力的最大因素。轮胎能量从胎面上损失了44%的能量,然后是胎圈区域的26%(没想到吧!)。轮胎的其余部分(带束层,胎侧,内衬等)占总能量损失的30%。



虽然轮胎部件的贡献百分比与尺寸,尺寸,设计,载荷指数和轮胎压力不同,但图2显示了轮胎各个部件并估算了它们对整体轮胎滚动阻力的影响。


外部影响

还有影响轮胎滚动阻力的外部因素。也就是后天能够影响滚阻的因素,包括轮胎充气,轮胎负荷,空气温度和车辆配置等其中的因素。我们将在下面更深入地探讨这些因素。

气压:


随着充气压力的增加,轮胎的刚度也会增加。具有较低变形的较硬轮胎达到较少的能量损失,导致较低的阻力。但是随着气压增加,轮胎将达到饱和水平,并且增加充气压力将不会显着改变轮胎的滚动阻力。0.5巴的气压增高可以将轮胎的滚动阻力减少7到10%左右。


温度:

在正常温度范围内,当经受反复变形时轮胎中的橡胶配方消散的能量随着温度的升高而降低。除了这种材料效应之外,升高的温度还会导致气压变化,由于轮胎中的空气的热膨胀而升高。高气压增加了轮胎的刚度并且减小了变形,这导致滚动阻力的降低。


负荷:


滚动阻力几乎与施加的载荷成比例地增加。在进行数学计算时,滚动阻力系数与轮胎负载无关,并且不会因轮胎负载增加而改变。然而,由于离心力和驻波的形成,滚动阻力却明显增加。如果车辆的速度超过某一“临界速度”,那么围绕轮胎圆周行进的强烈驻波从接触区的后缘出现。



车速:


增加的速度增加了轮胎变形的频率,这倾向于增加橡胶聚合物吸收能量的方式,这导致滚动阻力增加。这些效应的综合影响通常是滚动阻力随速度增加,但在某些情况下,由于温度依赖性,通过聚合物吸收和分散能量的方式,滚动阻力可能会降低,也称为轮胎切线三角洲。

当然还有其它的诸多因素,比如轮辋的形状大小,车辆底盘的调教等等是个非常复杂的问题。而且轮胎始终在不停的转动,是个连续变形的弹性体,需要用高阶的微积分进行模拟轮胎的滚动情景。


中国也对各种车辆的油耗进行了限制,各个有技术的轮胎企业已经做好了产品的更新升级。2019年7月国六将强制执行,油耗更是所有轮胎技术的热题。



(原创,责任编辑:韩丽娟)


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