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輪胎濕滑的形成、改善以及米其林最佳實踐

2022-09-21 14:45:02·  來源:北橡檢測  
 
我們生活中都有個經(jīng)驗:雨天走路不能太快,容易滑倒。其實開車也一樣,雨天開車太快,輪胎容易打滑。輪胎在濕路面上的行駛是一種復(fù)雜的動態(tài)現(xiàn)象,涉及兩種機(jī)制:

我們生活中都有個經(jīng)驗:雨天走路不能太快,容易滑倒。其實開車也一樣,雨天開車太快,輪胎容易打滑。


輪胎在濕路面上的行駛是一種復(fù)雜的動態(tài)現(xiàn)象,涉及兩種機(jī)制:抓地力和濕滑。


一、抓地力

橡膠與路面(包括濕路面)接觸可以產(chǎn)生抓地力。

濕路面上的抓地力是由橡膠和路面之間的微小滑動產(chǎn)生的。由于橡膠具有粘彈性,輪胎在與路面接觸時會改變形狀,即使是在潮濕的路面上或是被薄薄的一層水覆蓋的路面上,也能產(chǎn)生使車輛能夠剎車、加速或轉(zhuǎn)彎的力。

當(dāng)?shù)缆犯稍飼r,另一種機(jī)制,即附著力,會增加抓地力。此時,橡膠和道路之間存在分子連接,會產(chǎn)生更大的力。

二、濕滑
水的主要作用是阻止附著,減小抓地力。通常,濕路面的道路上,濕滑一般不會發(fā)生,即使發(fā)生,也是小概率事件。而當(dāng)車輛在濕路面上行駛過快時,可能會發(fā)生濕滑。濕滑現(xiàn)象是大家比較熟知的,尤其是在滑水運動中。當(dāng)超過某一臨界速度時,水壓足以使滑水者滑過其表面,就屬于這種情況。同樣的,水會對輪胎產(chǎn)生浮力,因此會逐漸減小輪胎與路面之間的接觸面積。

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濕滑是一種漸進(jìn)的現(xiàn)象,它取決于水位和速度,輪胎與道路接觸面積會逐漸減少影響濕路面抓地力的主要因素是路面本身(包括水位)、輪胎質(zhì)量、天氣條件和速度。由于路面存在微小的粗糙的瀝青塊,利于排水,這就有助于輪胎憑借抓地力粘附在道路上。因此,下雨時,新路會比更不易發(fā)生濕滑。排出輪和道路之間的水分,輪胎的結(jié)構(gòu)和胎面設(shè)計也發(fā)揮著重要作用。好的結(jié)構(gòu)和設(shè)計能夠使輪胎與道路實現(xiàn)最佳接觸面積。在接觸面積內(nèi),材料和胎面花紋能使輪胎粘附在路面上并產(chǎn)生抓地力。輪胎濕滑真的那么可怕嗎?雖然也令人擔(dān)憂,但其實濕滑導(dǎo)致的事故很少。濕路面出現(xiàn)的事故,只有0.6%真正是由濕滑造成的。當(dāng)路面只是潮濕時,無論速度如何,哪怕與干燥路面相比,抓地力有所下降,也不會出現(xiàn)濕滑

在濕路面上(水位>0 mm),發(fā)生濕滑的可能性會隨著車速和水位的升高而增加。在路面水位較高的情況下,需要駕駛員調(diào)整車速。在有水路面上行駛最不利的情況有:高水位(1mm及以上);高速;輪胎氣壓低;磨損的輪胎(米其林要求在最不利的情況,即磨損情況下測試輪胎抗?jié)窕?。如何預(yù)防或減少濕滑?設(shè)計過程中,為了使輪胎在濕路面上表現(xiàn)良好,輪胎必須能夠產(chǎn)生最大的抓地力,并排出最大量的水,以具備盡可能大的道路接觸面積。輪胎性能尤其是濕滑性能取決于制造商的原初設(shè)計,尤其是材料、胎面和接地形狀。主要的技術(shù)挑戰(zhàn)是設(shè)計一種在整個使用壽命周期內(nèi)都具有高性能的輪胎,尤其是在濕路面條件下。使用前,檢查輪胎的狀況和壓力。胎壓會大大增加濕滑的風(fēng)險。試驗表明,當(dāng)輪胎壓力低于建議壓力的30%時,濕滑的風(fēng)險確實會增加。使用過程中,要始終根據(jù)天氣和道路狀況調(diào)整車速。米其林專家的經(jīng)驗1.設(shè)計時將輪胎的濕滑最小化為了確保輪胎在干濕路面上的性能和安全性,米其林主要關(guān)注3個方面:材料、胎面花紋和輪胎與路面的接觸形狀。材料:由一定的化學(xué)組分、天然橡膠和合成橡膠以及配合劑制成的特殊膠料,使胎面在所有條件下都能緊緊抓住路面。胎面:與路面接觸的橡膠花紋塊和凹槽構(gòu)成了胎面。在與水路面接觸時,凹槽中會接觸到水,并將其排向輪胎外部。橡膠花紋塊必須將壓力和載荷均勻分布在整個接觸區(qū)域,并抓緊路面。此外,細(xì)花紋和邊緣擋塊會切割水膜,有助于提高輪胎抓地力。

接地形狀:在濕路面上,接地形狀,尤其是其前緣的形狀會影響排水。圓形前緣會將水移到側(cè)面,并將其向外疏散。一個更方形、更矩形的前緣會將水流導(dǎo)向前,產(chǎn)生波浪效果。2.磨損輪胎和新輪胎的濕滑性能比較,主要與設(shè)計有關(guān)輪胎在濕路面上的制動是主要的安全性能,會隨著輪胎磨損而降低。因此,應(yīng)在磨損輪胎上進(jìn)行濕滑的系統(tǒng)測試。消費者通常有一個先入為主的想法,即安全性取決于輪胎胎面高度。但胎面剩余高度與輪胎的安全性能并無必然關(guān)系。有些磨損的輪胎可以像其他新輪胎一樣在濕路面上剎車。濕路面上磨損輪胎的安全性取決于最初的設(shè)計而不是由胎面高度度來確保。這就是在設(shè)計開發(fā)輪胎過程中要測試磨損輪胎濕滑性的原因。3.重視各種條件下磨損輪胎性能的測試在濕路面上測試磨損輪胎性能很重要。因為隨著輪胎磨損,濕路面抓著性能會降低。而其他性能,特別是干地制動、滾動阻力和燃油效率會隨著磨損而提高。輪胎濕滑性能測試

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