车轮的滚动阻力是决定汽车燃油经济性的主要因素之一。而由滚动阻力引起的能量损失量是一个变量,该变量大小取决于车辆和路面。因而,路面自身的表面特性以及车辆自身固有属性(如轴距、载重量等)都会影响滚动阻力。由于刚性路面相对于柔性路面更为复杂,国内外鲜有针对刚性路面的滚动阻力预测研究。为弥补该方面空缺,本文通过对不同条件下的刚性路面的能量耗散进行机械模拟分析,然后利用分析结果,考虑路面截面的力学性能和加载条件建立滚动阻力预测函数,并将该预测函数用于模拟实际路面。研究结果显示该预测模型可准确计算车辆的滚动阻力。

研究涂覆式刺扎自密封轮胎涂层对轮胎室内高速和耐久性能、滚动阻力、噪声、均匀性、动平衡和静态气密性等相关性能的影响。结果表明:涂层对涂覆式刺扎自密封轮胎的室内高速性能、耐久性能、滚动阻力和均匀性影响不大;轮胎室内噪声有所增大,静不平衡量影响不一;在常温状态下,扎钉后能够较好地保持轮胎气密性,在低温状态下,扎钉后及时拔出,轮胎自密封性能较好,如钉子长时间停留在轮胎内,拔出后会出现不能自密封的现象。

将轮胎断面划分为胎冠区域和非胎冠区域,采用有限元分析方法和灵敏度分析,建立滚动阻力和区域能量损耗的关系,进行低滚动阻力轮胎结构设计,达到降低滚动阻力的目的。结果表明,变化区域能量损耗与滚动阻力呈线性变化。胎面结构对胎冠区域能量损耗的贡献度高达69%,对胎冠区域能量变化起决定性作用。合理的降低1#和2#带束层宽度,能降低胎面能量损耗,2#带束层对于胎面能量损耗的灵敏度更高。耐磨胶、胎体层、三角胶&胎侧对非胎冠区域能量损耗的贡献度相当,在30%左右。合理的增加耐磨胶高度有利于耐磨胶和胎体能量损耗的降低。合理的降低三角胶高度会降低非胎冠区域能量损耗。基于区域能量损耗与轮胎结构关系,对轮胎胎体结构进行方案设计,最优方案比原始滚动阻力降低9.5%。