GBT18861-2002汽车轮胎滚动阻力试验方法.doc
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GB/T 18861-2002(2002-10-16发布,2003-04-01实施) 前 言本标准修改采用ISO 8767:1992轿车轮胎滚动阻力的测定方法(英文版)和ISO 9948:1992载重汽车和客车轮胎滚动阻力的测定方法(英文版)。本标准根据ISO 8767:1992和ISO 9948:1992重新起草。为了方便比较,在资料性附录A中列出了本标准章条编号和国际标准章条编号的对照一览表。根据我国的实际情况,本标准在采用国际标准时进行了修改。这些技术性差异用垂直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处。在附录B中给出了技术性差异及其原因的一览表以供参考。为了便于使用,本标准还做了下列编辑性修改:a) “本国际标准”一词改为“本标准”;b) 用小数点“.”代替作为小数点的“,”;c) 删除了国际标准前言。本标准的附录C为规范性附录,附录A、附录B、附录D和附录E均为资料性附录。本标准由原国家石油和化学工业局提出。本标准由全国轮胎轮辋标准化技术委员会归口。本标准起草单位:北京橡胶工业研究设计院、荣成橡胶厂。 本标准主要起草人:夏松茂、王克先、伍江涛、鞠训宁、许广成。本标准委托全国轮胎轮辋标准化技术委员会负责解释。 引 言0.1 轮胎滚动阻力的大小,直接影响汽车的燃料消耗量和尾气排放量。因此需要对汽车轮胎的滚动阻力进行检测,以满足保护人类生存环境的需要。0.2 为了提高试验结果的再现性,使各实验室用不同试验设备得到的试验结果具有较好的相关性,特制定本标准。0.3 本标准通过验证试验。汽车轮胎滚动阻力试验方法1 范围本标准规定了用稳态条件和自由滚动方式在转鼓式轮胎试验机上,测量新的汽车轮胎滚动阻力的方法。本标准适用于所有新的轿车轮胎和载重汽车轮胎。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 2977 载重汽车轮胎系列GB/T 2978 轿车轮胎系列GB/T 6326 轮胎术语(GB/T63261994, neq ISO 3877-1: 1978, Tyres, valves and tubes List of equivalent terms Part 1: Tyres)GB 9743轿车轮胎GB 9744载重汽车轮胎3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准,其他术语和定义见GB/T 6326。3.1 滚动阻力 rolling resistance轮胎行驶单位距离的能量损失。等效于牵引阻力。3.2 滚动阻力系数 rolling resistance coefficient滚动阻力与轮胎试验负荷的比值。3.3 轮胎接地中心 center of tyre contact车轮中心平面与地面的交线和车轮旋转中心线在地面上投影的交点。见图1。3.4 轮胎侧偏角 slip angle of tyre轮胎接地中心的行进方向与车轮中心平面方向间的夹有。见图1。3.5 车轮外倾角 camber angle轮胎中心平面与其和地面交线上的铅垂面间的夹角。见图1。3.6 自由滚动 free rolling车轮在有垂直负荷的条件下,在没有驱动力矩和制动力矩时的滚动。3.7 牵引阻力 drag force负向的牵引力(牵引力即由地面作用在轮胎接地中心的力矢量沿前进方向的分量)。3.8 闭气试验 capped inflation将压缩空气封闭在轮胎胎腔中,在其压力因轮胎行驶升温而增加的条件下进行的试验。图1 轮胎姿态角和牵引力示意图3.9 调压试验 regulated in flation通过调节使轮胎气压在行驶时保持不变的条件下进行的试验。3.10 附加损失 parasitic loss除轮胎滚动阻力外,由空气阻力、轴承摩擦力和试验中固有的其他原因引起的行驶单位距离的能量损失。3.11 分离法测量值 skim reading在保持轮胎按试验速度滚动而不滑动的条件下,将轮胎垂直负荷减少到使轮胎能量损失接近零时测得的单位行驶距离的能量损失值。它供测力法、扭矩法和功率法选用。3.12 机器法测量值 machine reading在转鼓按试验速度空转(即不加压轮胎的旋转)时测得的单位行驶距离的能量损失值,它供扭矩法和功率法选用。4 测量方法按照测量参数的区分,本标准提供以下四种测量方法,供选用。但无论选用何种方法,都应将测量数据换算成作用于轮胎与转鼓接触面的滚动阻力值。这四种测量方法是:a) 测力法:测量轮轴上的反作用力;b) 扭矩法:测量转鼓的输入扭矩;c) 功率法:测量转鼓的输入功率;d) 减速度法:测量转鼓和轮胎轮辋组合体在惯性滑行时的减速度。5 试验设备5.1 设备组成和特征试验设备主要由转鼓为主的路面驱动系统,将试验轮胎压在转鼓外周表面上的加负荷装置和检测试验数据的测量装置组成。由于轮胎滚动阻力系数较小,因此轮胎滚动阻力的测量必然是在存在较大力(主要是负荷)的情况下测量很小的力,这就要求试验设备必须有较高的精度。5.2 性能要求5.2.1 转鼓直径转鼓的外直径为1700mml7mm。5.2.2 转鼓表面品质转鼓的外周表面应为光滑的钢质面或有纹理面,且应保持清洁。钢质面的粗糙度应符合C.6给出的要求。有纹理面的纹理深度参见D.4。5.2.3 转鼓宽度转鼓表面宽度应大于试验轮胎的行驶面宽度。5.2.4 试验轮辋试验轮辋的宽度和偏差应符合C.2的要求。5.2.5 定位和精度轮胎及其负荷的定位应符合C.3给出的要求。控制精度应符合C.4的规定。仪表精度见C.5。6 试验条件6.1 环境温度环境温度应在轮轴中心线的延长线上,距轮胎胎侧表面1m处测量。标准环境温度为25,若环境温度不能达到标准温度时,则允许在2030的环境温度范围内进行试验,但应将试验数据按8.3给出的计算公式修正为标准环境温度下的轮胎滚动阻力值。6.2 转鼓表面温度在试验开始时,转鼓外周表面的温度应接近环境温度。6.3 试验气压标准的滚动阻力试验采用轮胎闭气试验。轿车轮胎的试验开始气压应等于GB 9743或GB/T 2978规定的该规格轮胎的最大负荷对应的气压减去30kPa后的值。载重汽车轮胎的试验开始气压应为GB 9744或GB/T 2977规定的该规格轮胎的最大单胎负荷对应的气压。试验开始气压的控制精度应符合C.4.1的规定。6.4 试验负荷轿车轮胎的标准试验负荷应为GB 9743或GB/T 2978规定的该规格轮胎的最大单胎负荷的80。载重汽车轮胎的标准试验负荷应为GB 9744或GB/T 2977规定的该规格轮胎的最大单胎负荷的85。试验负荷的控制精度应符合C.4.1的规定。6.5 试验速度试验速度以转鼓的外周表面速度为准。轮胎的试验速度应符合表1中的要求。轿车轮胎和单胎负荷指数121,速度符号N及其以上的载重汽车轮胎有单速试验和多速试验两种,可任选其一或两者皆用。多速试验应按低速至高速顺序连续进行。各种试验速度均应控制在C.4.1给出的精度范围内。6.6 时间和速度变量 当采用减速度法时,运行时间的增量应不大于0.5s,试验速度的变量应不大于1km/h。6.7 选用试验条件若需要进行轮胎气压、负荷和速度对轮胎滚动阻力的敏感度试验,宜采用附录D给出的试验条件。 表1 试验速度km/h轮胎类型试验速度单速试验多速试验轿车轮胎8050、90和120载重汽车轮胎单胎负荷指数121速度符号N及其以上8050、90和120速度符号M及其以下单胎负荷指数121速度符号KM(含K和M)80速度符号FJ(含F和J)807 试验步骤7.1 试运行将试验轮胎安装在试验轮辋上,按6.3规定的试验气压充气,然后将其安装在试验机上,按6.4规定的试验负荷和6.5规定的试验速度试运行。轿车轮胎和单胎负荷指数121的载重汽车轮胎的试运行时间不少于1h,单胎负荷指数121的载重汽车轮胎试运行时间不少于2h。7.2 冷却将轮胎与轮辋组合体停放在试验现场,使试验轮胎冷却到环境温度。轿车轮胎和单胎负荷指数121的载重汽车轮胎的冷却时间为3h以上,单胎负荷指数121的载重汽车轮胎的冷却时间为6h以上。7.3 调整气压检查试验轮胎的气压,使其符合6.3的规定,并于10min后进行复查以保证轮胎规定的试验气压。7.4 升温按6.4规定的试验负荷和6.5规定的试验速度给试验轮胎作升温行驶,直至它的滚动阻力值趋于稳定。最少升温行驶时间见表2。表2 最少升温行驶时间 min轮胎类型最少升温行驶时间单速试验多速试验50km/h90km/h120km/h轿车轮胎80302020载重汽车轮胎单胎负荷指数121速度符号N及其以上60603030速度符号M及其以下60单胎负荷指数121907.5 测量7.5.1 测力法或扭矩法或功率法的测量在试验轮胎完成升温行驶后立即进行测量。测量时间不超过3min。数据采样次数应满足通过求平均值的方法减少轮胎不均匀性影响的需要。测量参数如下(见图2):a) 轮胎试验气压;b) 试验负荷;c) 试验速度;d) 环境温度;e) 轮轴力和轮轴中心至鼓面的距离(测力法)或转鼓输入扭矩(扭矩法)或转鼓输入功率(功率法)。图2 无附加损失时的转鼓与轮胎系统简图7.5.2 减速度法的测量在试验轮胎完成升温行驶后,先切断转鼓电动机电源,在试验轮胎按6.5和6.6规定的试验速度滚动时,测量以下参数值(见图2):a) 轮胎试验气压; b) 试验负荷;c) 试验速度;d) 环境温度;e) 试验轮胎角减速度;f) 转鼓角减速度;g) 轮轴中心至鼓面的距离。7.6 测量附加损失7.6.1 用分离法测量附加损失当选用分离法测量值作为附加损失时,为了使试验轮胎的滚动阻力减小到可以忽略不计,应使试验轮胎在转鼓上按6.5规定的试验速度滚动而不滑动的条件下,将试验负荷减少到最小,例如:50N,然后测量7.5.1列出的参数值。测量时间不超过3min。7.6.2 用机器法测量附加损失 当选用机器法测量值作为附加损失时,应使试验轮胎移开鼓面,使转鼓仍按6.5规定的试验速度转动,然后测量试验速度、转鼓输入扭矩(扭矩法)或转鼓输入功率(功率法)。7.6.3 减速度法中的附加损失测量 当采用减速度法时,应在试验轮胎虽已移开鼓面和转鼓电动机已切断电源,但两者仍按6.5和6.6规定的试验速度转动时,测量试验速度、试验轮胎角减速度和转鼓角减速度。8 数据处理8.1 附加损失的扣除8.1.1 分离法测量值的扣除当采用测力法或扭矩法或功率法且以分离法测量值作为附加损失时,从按7.5.1测得的轮轴力或转鼓输入扭矩或转鼓输入功率值中减去按7.6.1测得的分离法对应值,其差值即为轮轴力净值(Fr)或转鼓输入扭矩净值(T)或转鼓输入功率净值(W)。8.1.2 机器法测量值的扣除当采用扭矩法或功率法且以机器法测量值作为附加损失时,从按照7.5.1测得的转鼓输入扭矩或转鼓输入功率值中减去按7.6.2测得的机器法对应值,其差值即为转鼓输入扭矩净值(T)或转鼓输入功率净值(W)。8.1.3 减速度法中的附加损失的扣除当采用减速度法时,先将按7.6.3测得的试验轮胎角减速度值和转鼓角减速度值用公式(1)计算附加损失,然后将其代人8.2.4给出的滚动阻力计算公式中减去。Fp=ID(v0/t0)/R+Ir(p0/t0)/Rr(1)式中:Fp附加损失,单位为牛顿(N);ID转鼓转动惯量(参见附录E),单位为千克平方米(kgm2);Ir试验轮胎与轮辋组合体转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);R转鼓半径,单位为米(m);Rr试验轮胎自由半径,单位为米(m);v0/t0无试验轮胎的转鼓在惯性转动时的角减速度,单位为弧度每2次方秒(rads2);p0/t0无负荷的试验轮胎在惯性转动时的角减速度,单位为弧度每2次方秒(rads2)。8.2 滚动阻力的计算8.2.1 测力法滚动阻力的计算将按8.1.1的规定求得的轮轴力净值代人公式(2),计算试验轮胎的滚动阻力。Fr=Ft1+(rL/R)(2) 式中:Fr试验轮胎的滚动阻力,单位为牛顿(N);Ft轮轴力的净值,单位为牛顿(N);rL轮轴中心至鼓面的距离,单位为米(m);R转鼓半径,单位为米(m)。8.2.2 扭矩法滚动阻力的计算将按8.1.1或8.1.2的规定求得的转鼓输入扭矩净值代人公式(3),计算试验轮胎的滚动阻力。Fr=T/R(3)式中:Fr试验轮胎的滚动阻力,单位为牛顿(N);T转鼓输入扭矩的净值,单位为牛顿米(Nm);R转鼓半径,单位为米(m)。8.2.3 功率法滚动阻力的计算将按8.1.1或8.1.2的规定求得的转鼓输入功率净值代人公式(4),计算试验轮胎的滚动阻力。 Fr=3.6W/Un(4)式中:Fr试验轮胎的滚动阻力,单位为牛顿(N);Un试验速度,单位为千米每小时(km/h);W转鼓输入功率的净值,单位为瓦(W)。8.2.4 减速度法滚动阻力的计算将按7.5.2的规定测得的试验轮胎角减速度、转鼓角减速度和按8.1.3的规定求得的附加损失代人公式(5),计算试验轮胎的滚动阻力。Fr=ID(v/t)/R+RIT(v/t)/Rr2+MAP/Rr-Fp(5)式中:Fr试验轮胎的滚动阻力,单位为牛顿(N);FP附加损失,单位为牛顿(N);ID转鼓的转动惯量(参见附录E),单位为千克平方米(kgm2);IT试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量(参见附录E),单位为千克平方米(kgm2);v/t转鼓角减速度,单位为弧度每2次方秒(rad/s2);MAP试验轮胎的空气阻力矩,单位为牛顿米(Nm);R转鼓半径,单位为米(m);Rr试验轮胎的滚动半径,单位为米(m); Rr=R(v/t)/(p/t)p/t试验轮胎角减速度,单位为弧度每2次方秒(rad/s2)。8.3 滚动阻力值的修正环境温度在2030范围内但并非在25的条件下测得的轮胎滚动阻力值,均应用公式(6)进行修正。Fr25=Fr1+k(tamb-25)(6)式中:Fr25在标准环境温度(25)下的轮胎滚动阻力,单位为牛顿(N);Fr在实际环境温度(tamb)下的轮胎滚动阻力,单位为牛顿(N);tamb实际测量时的环境温度,单位为摄氏度();k轮胎滚动阻力的温度修正系数;轿车轮胎和负荷指数121的载重汽车轮胎:k0.01;负荷指数121的载重汽车轮胎:k0.006。8.4 标准环境温度下的滚动阻力系数的计算将试验轮胎在标准环境温度(25)下的滚动阻力值,代人公式(7)计算试验轮胎的滚动阻力系数。Cr25=Fr25/Lm(7)式中:Cr25试验轮胎在标准环境温度(25)下的滚动阻力系数;Fr25试验轮胎在标准环境温度(25)下的滚动阻力,单位为牛顿(N);Lm轮胎试验负荷,单位为牛顿(N)。9 试验记录轮胎滚动阻力试验记录应包括以下内容:a) 试验轮胎的制造厂名、厂址、商标、规格、负荷指数或层级、速度符号、生产编号;b) 试验用轮辋规格;c) 设备名称及其型号;d) 转鼓直径和转鼓表面品质;e) 转鼓的转动惯量、试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量和试验轮胎的自由半径(减速度法);f) 测量方法种类和附加损失类别;g) 试运行时间、冷却时间和升温行驶时间;h) 试验开始和终止时的轮胎气压;i) 每次测量的轮胎试验负荷、试验速度、环境温度、轮轴力和轮轴中心至鼓面的距离(测力法)、转鼓输入扭矩(扭矩法)、转鼓输入功率(功率法)、转鼓角减速度和试验轮胎角减速度(减速度法);j) 试验轮胎在标准环境温度(25)下的滚动阻力和滚动阻力系数;k) 试验日期。附录A(资料性附录)本标准章条编号与ISO 8767:1992和 ISO 9948:1992章条编号的对照表A.1给出了本标准章条编号与ISO 8767:1992和 ISO 9948:1992章条编号的对照一览表表A.1 本标准章条编号与ISO 8767:1992和 ISO 9948:1992章条编号的对照本标准章条编号ISO 8767:1992章条编号ISO 9948:1992章条编号0.10.211的第1、第2和第3自然段1的第1、第2和第3自然段23.13.22.12.22.12.23.33.73.83.122.32.72.32.7884335.11的第4自然段1的第4自然段5.2.15.2.34.1.14.1.34.1.14.1.35.2.44.24.25.2.54.34.36.14.4.14.4.24.4.14.4.26.24.4.34.4.36.35的悬置段和5.35的悬置段和5.36.45.25.26.55.1.15.1.25.1.15.1.26.66.75.45.55.45.57.17.46.16.46.16.47.5.17.5.26.5中关于测量的部分6.5中关于测量的部分7.6.17.6.36.6.16.6.36.6.16.6.38.1.18.1.37.1.17.1.37.1.17.1.38.2.18.2.47.2.17.2.47.2.17.2.48.38.28.28.48.18.18.38.396.5中关于记录的部分6.5中关于记录的部分附录A附录B附录C附录A附录A附录D附录B附录B附录E附录C附录C附录B(资料性附录)本标准章条编号与ISO 8767:1992和 ISO 9948:1992技术性差异及其原因表B.1给出了本标准与ISO 8767:1992和 ISO 9948:1992技术性差异及其原因的一览表。表B.1 本标准章条编号与ISO 8767:1992和 ISO 9948:1992技术性差异及其原因本标准的章条编号技术性差异原因名称将ISO 8767和ISO 9948的名称合并,用“汽车轮胎”代替“轿车轮胎”和“载重汽车和客车轮胎”因ISO的两个标准的主要技术内容的大部分相同,为了简化起见,将二者合并1删除该两个国际标准中的第1章和第1自然段的第2句由于本标准和ISO 8767、ISO 9948均不包含对轮胎滚动阻力的要求或质量分级指标2引用国家标准适合国情3增加3.33.7给出这些术语明确的定义,有助于对本标准的条文的陈述和理解5.1增加试验设备的组成,ISO 8767和ISO 9948中的第1章的第4自然段的原意编入本标准明确试验设备的基本结构和主要特点5.2.1用转鼓外直径1700mml7mm代替该两个国际标准中规定的1.5m3m考虑到我国现有试验设备情况,采用国际常用转鼓直径,缩小尺寸范围以利于试验结果的比较6.5将单胎负荷指数121的载重汽车轮胎的试验速度按轮胎的速度符号分为两类:速度符号N及其以上的采用80km/h的单速试验或50km/h、90km/h、120km/h的多速试验,可任选其一或两者皆用。速度符合M及其以下的采用80m/h的单速试验。以代替ISO 9948中5.1.2的要求。同时将单胎负荷指数122者改为单胎负荷指数121使速度要求更加明确,便于实施7.1增加对载重汽车轮胎试运行时间的要求ISO 8767和ISO 9948未对载重汽车轮胎试运行时间提出要求7.2将载重汽车轮胎的冷却时间按轮胎的单胎负荷指数分为两部分:单胎负荷指数121的一般需要3h以上;单胎负荷指数121的一般需要6h以上。以代替ISO 9948中6.2的要求 由于载重汽车轮胎负荷涉及面大,轮胎的厚度差别也大,故按轮胎负荷指数给出冷却时间较妥7.4增加轮胎最少升温行驶时间的标准条件便于实施7.5.1增加对测量时间和数据采样次数的要求便于实施7.6.1增加对测量时间的要求便于实施8代替ISO 8767和ISO 9948中的78。删除该两个国际标准中的8.3为了简化起见,将数据整理和数据分析合并为数据处理章。又因转鼓外直径已统一,就无须给出转鼓直径的校正公式8.4代替ISO 8767和ISO 9948中的8.1。将实测环境温度下的滚动阻力系数改为标准环境温度下的,便于试验结果的比较9增加试验记录章代替ISO 8767和ISO 9948中的6.5中关于记录的内容为便于实施,按照我国国情,另立一章附录C删除ISO 8767和ISO 9948中的A.2.1中的第2句和第3句要求在标准轮辋密度的条件下进行试验,以便试验结果的比较附录D用D.2代替ISO 8767和ISO 9948中的B.2给出单胎负荷指数121的载重汽车轮胎的速度敏感度试验的速度和最少升温行驶时间D.3代替该两个国际标准的B.3按轮胎类型和单胎负荷指数分别给出轮胎最少升温行驶时间附录C(规范性附录)试验设备的精度 C.1 目的为了保证试验结果的可重复性并使在各试验设备上得到的轮胎试验结果具有较好的相关性,有必要对试验设备的精度做出规定。本附录中的各项规定是获得可靠的试验结果的必备条件,并非试验设备的全部设计要求。C.2 试验轮辋C.2.1 宽度试验轮辋的宽度应符合相应标准规定的试验轮胎规格的测量轮辋宽度(标准轮辋宽度)。轿车轮辋的宽度应符合GB 9743或GB/T 2978的规定,载重汽车轮辋的宽度应符合GB 9744或GB/T 2977的规定。C.2.2 偏差试验轮辋的偏差应符合以下要求:a) 胎圈座处的最大径向跳动不大于0.5 mm;b) 轮缘处的最大轴向跳动不大于0.5 mm。C.3 定位C.3.1 加负荷方向试验轮胎的负荷作用方向应垂直于轮胎与转鼓的接触中心平面,且应通过车轮的中心,允许偏差如下:a) 在测力法和减速度法中为不大于0.06(1 mrad);b) 在扭矩法和功率法中为不大于0.29(5 mrad)。C.3.2 轮胎定位C.3.2.1 车轮外倾角车轮中心平面应垂直于轮胎与转鼓的接触中心平面。在任何一种测量方法中,车轮外倾角均应不大于0.11(2 mrad)。C.3.2.2 轮胎侧偏角试验轮胎与转鼓的接触中心的前进方向应平行于车轮的中心平面。在任何一种测量方法中,试验轮胎的侧偏角均应不大于0.06(1 mrad)。C.4 控制精度C.4.1 总精度除了由于试验轮胎和轮辋的不均匀性引起的扰动外,试验设备应能够测量各变量在以下范围内的变化值。a) 轮胎试验气压:3 kPa;b) 试验负荷:20 N; c) 试验速度(转鼓外周表面速度):在测力法中为0.5 km/h;在扭矩法、功率法和减速度法中为0.2 km/h;d) 时间:0.02s;e) 角速度:测量值的0.2%。C.4.2 负荷与轮轴力交扰和加负荷方向偏差的补偿在采用测力法时,使用使用以下方法之一消除负荷与轮轴力之间的交扰和加负荷方向偏差对轮轴力的影响。a) 通过测量试验轮胎在正转和反转时轮轴力,再用“正转”值减去“反转”值,然后除以2的计算结果作为补偿后的轮轴力值;b) 通过试验设备的标定,求出负荷与轮轴力的补偿系数修正测量值。C.5 仪器精度用于测量和记录试验数据的仪表应具有下述范围内的精度。a) 轮胎试验气压:1k Pa;b) 试验负荷:10N;c) 试验速度:0.1 km/h(各种试验方法);d) 环境温度:0.2;e) 时间:0.01sf) 角速度:测量值的0.1%;g) 轮轴力:0.5N;h) 转鼓输入扭矩:0.5Nm;i) 电功率:10W;j) 轮轴中心至鼓面的距离:1mm。C.6 转鼓表面的粗糙度在钢质光滑的转鼓外周表面上,沿横向测量的轮廓算术平均偏差应不大于6.3m。C.7 轮轴轴承摩擦力当选用机器损失作为附加损失时,应经常检验轮轴轴承的摩擦力,证明其确已处于小到可以忽加重不计的工况。例如无负荷轮胎从80km/h滑行到0km/h的时间不少于5min。附录D(资料性附录)供选用的试验条件D.1 目的轮胎滚动阻力随速度、负荷、充气压力以及其他因素而改变。通过不同试验条件下的轮胎试验,即可获得以上因素对轮胎滚动阻力的影响规律。本附录给出的选用试验条件都是供上述目的使用的。除非在本标准的正文中引用,选用试验条件不能代替标准试验条件。D.2 速度敏感度试验条件轿车轮胎和单胎负荷指数121载重汽车轮胎,在50km/h和120km/h三个试验速度下进行试验,即可测定轮胎滚动阻力与速度的关系。试验采用闭气试验,且应按上述速度顺序连续进行。测量前的轮胎最少升温行驶时间见表D.1。表D.1 速度敏感度试验用轮胎最少升温行驶时间min轮胎类型最少升温行驶时间50km/h90km/h120km/h轿车轮胎302020单胎负荷指数121的载重汽车轮胎603030D.3 负荷和气压敏感度试验条件供测定轮胎滚动阻力与负荷和气压关系用的轿车轮胎的试验负荷和试验气压组合见表D.2。载重汽车轮胎的试验负荷和试验气压组合见表D.3。试验按组号顺序进行。测量前的轮胎最少升温行驶时间见表D.4。表D.2 轿车轮胎的试验负荷和试验气压的组合组号试验负荷(轮胎最大负荷的百分数)试验气压(轮胎最大负荷对应的气压的修正值)150%+70kPa(调压试验)250%-30kPa(调压试验)390%+70kPa(调压试验)490%-30kPa(调压试验)表D.3 载重汽车轮胎的试验负荷和试验气压的组合组号试验负荷(轮胎最大单胎负荷的百分数)试验气压(轮胎最大单胎负荷对应的气压的百分数)1100%100%(闭气试验)2100%95%(调压试验)375%70%(调压试验)450%120%(调压试验)525%70%(调压试验)表D.4 负荷和气压敏感度试验用轮胎最少升温行驶时间min轮胎类型最少升温行驶时间组合1组合2组合3组合4组合5轿车轮胎30101010载重汽车轮胎负荷指数1216015151515负荷指数1219030303030D.4 有纹理鼓面转鼓的外周表面若用有纹理面代替光滑钢质面时,其纹理深度为180m。附录E(资料性附录)转鼓转动惯量和轮胎与轮辋组合体转动惯量的确定方法E.1 目的为获得可靠的试验结果,本附录介绍了确定转鼓转动惯量和轮胎与轮辋组合体转动惯量的几种方法,供采用减速度法测量轮胎滚动阻力时选用。E.2 转鼓转动惯量的确定E.2.1 测试法E.2.1.1 试验装置该试验装置由质量和轴承摩擦力都很小的定滑轮,已知质量(50 kg100 kg)的砝码和钢丝绳及连接件组成。见图E.1。图E.1 转鼓的转动惯量试验装置示意图E.2.1.2 原理将力学原理应用于图E.1所示的系统可得式(E.1)(滑轮轴承的摩擦力矩忽略不计): ID=(mgR-C)/(D/t)-mR2-IPR2/r2(E.1)式中:ID转鼓的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);m砝码质量,单位为千克(kg);g重力加速度,取9.81m/s2;R转鼓半径,单位为米(m);C转鼓轴承的摩擦力矩,单位为牛顿米(Nm);D/t转鼓的角加速度,单位为弧度每2次方秒(rad/s2);IP滑轮的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);r滑轮半径,单位为米(m)。E.2.1.3 方法将质量已知的砝码挂在钢丝绳的一端,转鼓便在砝码重力的作用下转动,通过安装在转鼓轴上的角度编码器和计时器就可以测得转鼓的角加速度。当砝码获得足够的动量之后,将钢丝绳与转鼓分开,再测量转鼓的角减速度。它与转鼓轴承摩擦力矩的关系可用公式(E.2)表示如下:C=ID(D/t)dec(E.2)式中:C转鼓轴承的摩擦力矩,单位为牛顿米(Nm);ID转鼓的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);(D/t)dec转鼓的角减速度,单位为弧度每2次方秒(rad/s2)。将公式(E.2)代人公式(E.1),得到转鼓转动惯量的计算公式如下:ID=mgR-(mR2+IPR2/r2)/(D/t)/(D/t)+(D/t)dec(E.3)式中的符号解释见公式(E.1)和公式(E.2)的符号解释。E.2.2 估算法先计算出转鼓各部件的转动惯量,再求出它们之和。如下式:ID=If+Id+Ir(E.4)式中:ID转鼓的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);If转鼓法兰盘的的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);Id转鼓盘的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);Ir转鼓加强筋的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2)。E.3 轮胎与轮辋组合体转动惯量的确定E.3.1 弹簧法E.3.1.1 试验装置 该装置由转动摆和扭簧组成。见图E.2。图E.2 弹簧法试验装置示意图E.3.1.2 原理当转动摆从平衡位置摆动角度时,转动摆的自由运动方程为: I0(d2/dt2)+k=0(E.5)式中:I0转动摆的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);摆角,单位为弧度(rad);t时间,单位为秒(s);k弹簧刚度,单位为牛顿米(Nm)。转动摆的自由振动周期为:T0=2(I0/k)1/2)(E.6)式中:T0转动摆的自由振动周期,单位为秒(s);I0转动摆的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);k弹簧刚度,单位为牛顿米(Nm)。E.3.1.3 方法将试验轮胎与轮辋组合件平置于转动摆上(见图E.2),测量转动摆的振动周期,再用式(E.7)计算试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量。IT=k(T12-T02)/42(E.7)式中: IT试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);k弹簧刚度,单位为牛顿米(Nm);T1有试验轮胎与轮辋组合体时的转动摆的振动周期,单位为秒(s);T0转动摆的自由振动周期,单位为秒(s)。E.3.2 绳摆法E.3.2.1 试验装置将长度完全相等的两根钢丝绳,上端固定,下端悬挂试验轮胎与轮辋组合体。见图E.3。图E.3 绳摆法试验装置示意图E.3.2.2 原理图E.3所示的试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量可用式(E.8)计算。IT=2Wab/42h(E.8)式中:IT试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量,单位为千克平方米(kgm2);扭摆振动周期,单位为秒(s);W试验轮胎与轮辋组合体的重量,单位为牛顿(N);aA点与B点(见图E.3)之间的距离,单位为米(m);bC点与D点(见图E.3)之间的距离,单位为米(m);hAB线与CD线(见图E.3)之间的距离,单位为米(m)。E.3.2.3 方法将试验轮胎与轮辋组合体悬挂在图E.3所示的两根钢丝绳上,使其做扭转摆动,测量该系统的扭摆振动周期,再用公式(E.8)计算试验轮胎与轮辋组合体的转动惯量。- 配套讲稿:
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