Page 100 - 《橡塑技术与装备》2021年17期（8月上半月 橡胶版）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

用傅里叶变换分解为多次谐波，低速均匀性常参考其 2 高速均匀性设备及基本测试信息
一次谐波值的大小。 为了研究高速均匀性低次谐波随速度的变化规
1.2 侧向力偏差 律，选取了 20 个不同品牌、不同规格的轮胎样本按统
（1）定义 ：指轮胎在一定的负荷气压条件下，固 一的试验方法进行测试，具体的测试信息如下。
定负荷半径及速度，每旋转一周所受到侧向方向的力 2.1 测试轮胎信息
的波动。 被测试轮胎信息如表 1 所示。
（2）侧向力偏差值若过大会造成轮胎无法直线行 表 1 测试轮胎信息表
驶，左右摇摆，造成侧向力超过标准的最可能的因素 序号 规格 品牌
1 215/55R17 品牌 1
就是带束蛇形。同样可以用傅里叶变换分解为多次谐 2 品牌 2
3 215/65R16 品牌 1
波，其一次谐波也通常纳入企业对均匀性的管控范围。
4 品牌 3
1.3 锥度效应 5 195/55R16 品牌 1
6 品牌 4
（1）定义 ：指不因轮胎旋转方向改变而改变的侧 7 215/50R19 品牌 5
向力偏移，其计算公式 CON=0.5×(LFD1+LFD2)，其 8 205/55R16
9 225/55R18
中 LFD1 为正转时轮胎侧向力的积分平均值，LFD2 10 255/45R19
为轮胎反转时轮胎侧向力的积分平均值，下同。 11 255/50R19 品牌 1
12 225/50R17
（2）锥度效应是由于轮胎在制造过程中带束整体 13 275/45R20
14 195/65R16
贴偏或胎面左右厚度不均等原因造成的轮胎两侧不均，
15 185/60R15
轮胎充气行驶时像滚动的锥体，偏向一侧，会造成轮 16 215/55R18
17 205/60R16 品牌 2
胎偏磨。
18 275/45R22
1.4 角度效应 19 235/55R18 品牌 6
20 255/35R19 品牌 7
（1）主要与轮胎结构设计中的带束层等帘布角度
设计有关，其计算公式 PLY=0.5×(LFD1-LFD2); 2.2 高速均匀性试验设备

（2）作用机理与锥度效应相似，在轮胎行驶过程 高速均匀性试验机厂家 ：德国采埃孚集团 ；设备
中产生侧向力，造成车辆跑偏。 型 号： ZF HSU-L-5.3 ；试验标准 ： GMW15120-
1.5 动不平衡、静不平衡、力偶 2012 ；测试频率 ： 200 Hz。
（1）动不平衡是由静不平衡及力偶经过计算而得， 2.3 测试条件
静不平衡顾名思义就是轮胎周向质量分布的不均匀程 测试气压 ： 210 kPa ；测试载荷 ： 75%LI ；测试温
度，力偶是指作用在轮胎上一对大小相等、方向相反 度环境 ： 24±3 ℃ ；测试速度范围 ： 40~150 km/h，每
但不共线的平行力，多是由于轮胎上下两侧不均匀质 5 km/h 递增 ；轮胎旋转方向 ：正转 ；补偿 ：动平衡补偿。
量分布不同造成的。
（2）动平衡也是很重要的管控指标，由于离心力 3 径向力谐波规律分析
2
F=mv /2，故即使很小的质量与速度的平方乘积就会 由于样本数量相对较多，即便仅考虑低次谐波，
产生很大的离心力，转化为轴荷对乘坐舒适性产生影 每次谐波有 40~150 km/h 速度下共计 23 个数值，数
响，高速方向抖动往往是由于动平衡值过大造成的。 据量较多，不一一展示，通过对数据进行整合，发现
1.6 跳动度、凹凸度 不同轮胎规格其变化规律一致，对于径向力偏差主要
（1）都是指轮胎的尺寸偏差，只是具体的定义范 分析前 6 次谐波规律，较为有代表性的谐波变化趋势
围不同 ；跳动度分径向跳动、侧向跳动，分别指轮胎 如图 1 所示。
两个方向整周尺寸最大与最小的差值。凹凸度一般指 通过组图 1，可以发现，此样本径向力前三次谐
侧向，分为凹度和凸度，一般用来表征局部范围（约 波均随速度增加呈现增大的趋势，从第四次谐波开始
10°）内轮胎侧壁相比于基准的凹凸情况。 出现拐点，且谐波次数越高，其拐点出现的速度越小，
（2）尺寸偏差也会造成力的偏差，径向跳动度对 为了方便分析我们将图表展示的信息从时域转化到频
轮胎的影响与径向力偏差相似。 域上来分析，频率计算公式 ：频率 = 轮胎转速 × 谐波

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