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1、汽车轮胎对车辆行驶的影响毕毕业论文轮胎性能对汽车行驶的的影响分析摘要：论文的主要目的是让我们更准确的了解轮胎性能对汽车行驶的影响，让我们更深刻的认识轮胎的性能对汽车行驶的重要作用。轮胎路面附着性能、滚动阻力、侧偏特性、垂直特性、包封性、振动性等动态力学性能及结构和尺寸对汽车的行驶影响有着密切相关的联系。在合理性能匹配的情况下，轮胎性能好，汽车的行驶性能好。能少数关键词：轮胎、汽车、轮胎力学性能、性能匹配目录一、 轮胎的结构、分类及其对汽车行驶的影响1（一）轮胎的结构与汽车行驶关系1（二）轮胎基本结构及其参数3（三）汽车轮胎的分类与汽车行驶稳定性的关系4（四）现代汽车轮胎新技术和F1轮胎与汽车行
2、驶的关系5二、轮胎与汽车的性能匹配分析9（一)轮胎与汽车生产的相关性9（二）轮胎在汽车中的作用10（三）汽车主要行驶性能10（四）轮胎六分力13三、轮胎的合理使用与汽车行驶的关系16（一）影响轮胎的使用寿命16（二）节约轮胎的驾驶方法17（三）轮胎换位与车轮平衡和汽车的行驶关系19四、轮胎性能对汽车行驶的影响分析22（一）分析22（二）如何预防行驶时爆胎以及紧急处理措施23总 结25参考文献26一、 轮胎的结构、分类及其对汽车行驶的影响（一）轮胎的结构与汽车行驶关系轮胎的基本结构由胎体、胎面、胎壁、缓冲层、胎缘等部分组成（1）胎体（外胎）胎体是轮胎的框架，它必须具有足够的刚性，以阻止高压空气外
3、泄，又必须具有足够的弹性，以吸收载荷的变化和冲击。它由许多层与橡胶粘接在一起的轮胎帘线构成。（2）胎面 胎面是外部橡胶层，保护胎体免受路面造成的磨损和外部损坏。胎面与路面直接接触，并产生摩擦阻力，使车辆驱动力和制动力得以传至路面。胎面具有各种各样的轮胎花纹和花纹形成的沟槽，以提高通过湿路面时的排水性能，改善轮胎在坏路面上的摩擦力。为了提高轮胎在铺装路面上的排水性能，以及在坏路等松软路面的附着性，在外胎面设有花纹沟槽是必要的。不同的沟槽形状和面积会产生不同频率的噪声，车速越高，噪声越大。轮胎花纹产生的噪声很大，应该合理设计胎面花纹。常见轮胎花纹如下表1：类型条形花纹横向花纹混合花纹越野花纹胎面花
4、纹形状花纹延圆周展开连接在一起(纵纹)横向切割的花纹(横纹)横纹和纵纹相结合的花纹由独立的块组成的花纹特征1、有较好的操控稳定性2、滚动阻力较低3、噪音低4、排水性好5、防侧滑，转向稳定性优异1、有出色的驱动力和制动力2、强大的牵引力具有优异的耐刺垫伤性1、纵纹提更转向稳定性并有助于防止侧滑2、横纹改善了制动力、驱动力及牵引力1、出色的制动力和驱动力2、在雪地和泥泞路面上具有良好的转向稳定性（3）胎壁胎壁由数层橡胶构成，覆盖轮胎两侧，并保护胎体免受外部损坏，是面积最大，弹性最强的轮胎部件。胎壁在行驶过程中，不断的在载荷作用下弯曲变形。（4）缓冲层缓冲层是夹在胎面之间的纤维层，它可增强胎体与胎面
5、的附着能力，同时也有助于减弱路面传至胎体的振动（5）束带这是一种用于子午线轮胎中的缓冲层。刚性缓冲层就像一条箍圈夹在胎体与胎面橡胶之间，沿轮胎圆周布置，使胎体牢固定位。（6）胎缘为防止各种施加在轮胎上的作用力撕开轮辋，轮胎上设有固定边缘，即各层侧边都缠有坚固钢丝，称为胎缘钢丝网。轮胎内的加压空气迫使胎缘胀紧在轮辋边沿，使其牢固定位。一种称为缘口保护层的硬橡胶条保护住胎缘，避免受轮辋擦伤而损坏。（二）轮胎基本结构及其参数D轮胎直径 d轮胎内径（即轮辋外径） B轮胎宽度 H胎壁高度 高宽比（HB）100% 胎宽mm/胎厚与胎宽的百分比 R轮毂直径(英寸) 载重系数速度标识或者胎宽mm/胎厚与胎宽的
6、百分比速度标识 R轮毂直径(英寸) 载重系数 例如轮胎: 195/65 R14 88H 或者 195/65H R15 88可以解释为:胎宽:195mm胎厚与胎宽的百分比为:65% 即胎厚=126.75, 126.75/195*100=65(%) 轮毂直径:15英寸 载重系数:88 速度系数:H一般来说,胎宽/胎厚与胎宽的百分比 R轮毂直径(英寸)了解对更换适合你的车的轮胎有帮助.了解轮胎的载重系数速度系标志对行车安全有帮助.表2 轮胎速度标识表速度标识最大时速常用车型N140km/h备用胎 Spare TiresP150km/hQ160km/h雪胎,轻型卡车胎 Winter, LT Tires
7、R170km/h轻型卡车胎 LT TiresS180km/hT190km/hU200km/hH210km/h运动性轿车 Sport SedansV240km/h跑车 Sports CarsZ240km/h跑车 Sports Cars (或大于240km/h)W270km/h特型跑车 Exotic Sport CarsY300km/h特型跑车 Exotic Sport Cars注: 较常见轮胎速度标识为:P,S,T,H 如轮胎无速度标识,除非另有说明,一般认为最大安全速度为120KM/H（三）汽车轮胎的分类与汽车行驶稳定性的关系轮胎的应用领域非常广，种类繁多，若按用途大致可分为：轿车轮胎、客车轮
8、胎、载重轮胎、农业轮胎、工程轮胎、特种车辆轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎和自行车轮胎等。目前，轮胎按结构大体可分为两大类：斜交轮胎与子午线轮胎，它们都属于低压胎。一般来说，轮胎的外胎断面宽度在17in(英寸，1in=25.4mm)以上的属巨型轮胎；外胎断面宽度在17in的与10in间的属于大型轮胎；外胎断面宽度在10in以下的轮胎属中小型轮胎，轿车轮胎一般都是中小型轮胎。另外，各大轮胎厂商也专为不同类型的轿车和赛车等开发出适合这些车辆的专用轮胎，就像我们大家都知道的F1赛车轮胎就是专为F1赛车开发的。下面来说 说斜交轮胎与子午线轮胎、有内胎轮胎与无内胎轮胎。（1）子午线轮胎：此轮胎的特点是帘布层帘
9、线排列的方向与轮胎的子午断面一致，由于帘线的这样排列，使帝线的强度能得到充分利用，子午线轮胎的帘布层数一般比普通的斜线胎约可减少4050。帘线在圆周方向只靠橡胶来联系。子午线轮胎与普通斜线胎相比，具有弹性大，耐磨性好，可使轮胎使用寿命提高3050，滚动阻力小，可降低汽车油耗8左右，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易穿刺等优点。缺点是：胎侧易裂口，由于侧面变形大，导致汽车侧向稳定性差，制造技术要求及成本高。（2）无内胎轮胎：无内胎轮胎与一般的轮胎不同之处在于没有内胎，空气直接压入外胎中，因此轮胎与轮辋间需有很好的密封。无内胎轮胎在外观上和结构上与有内胎轮胎近似，所不同的是无内胎轮胎内壁上附
10、加了一层厚约23mm的专门用来封气的橡胶密封层，它是用硫化的方法粘附上去的，当轮胎穿孔后，由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物，故能长期不漏气，即使将穿刺物拔出，也能暂时保持胎内气压。 无内胎轮胎胎圈上有若干道同心的环形槽，在胎内气压作用下，槽纹能可靠地使胎圈压紧在轮辋边缘上保证密封。安装无内胎轮胎的轮辋是不漏气的，它有着倾斜的底部和平匀的漆层。气门嘴直按固定在轮辋上，其间垫以密封用的橡胶衬垫。无内胎轮胎有气密性好，散热好，结构简单，质量轻等优点。缺点是途中修理较为困难。宽断面轮胎：随着汽车车速的提高，要求降低整车重心，改善操纵性能，这就要求提高轮胎的侧向稳定性和对路面的附着性能，以确保高速状
11、态下的行车安全，这样低断面轮胎的出现就成为必然趋势。轮胎的断面高(H)与断面宽(B)的比值(HB)是代表轮胎结构特征的重要参数，称之为轮胎的高宽比，也有人称之为扁平比。从上世纪20年代开始，轿车轮胎的外径减小了25，轮辋直径减小了35，轮胎和轮辋的宽度增加了将近一倍，轮胎的高宽比不断减小，轿车达05，赛车达04，特别是宽宽的轮胎与高级轿车匹配，更为美观大方。（四）现代汽车轮胎新技术和F1轮胎与汽车行驶的关系进入21世纪，轮胎已发展到“全新概念技术”时期，世界轮胎新一轮技术革命已经开始，“轮胎后工业化时代”就要来临。 21世纪是以高科技为中心的环保世纪，世界各大轮胎公司投入巨资，不断开发新产品、
12、新技术，企业间的竞争已由传统的产品竞争转化为科技实力的较量，也就是创新能力的竞争，这已成为企业发展的主要动力。只有依靠产品创新、技术创新，才能在激烈的竞争中抢先占据科技制高点，并推动着世界轮胎的技术进步。（1）节能轮胎、绿色轮胎、环保型轮胎 进入20世纪90年代，最具代表性的新一代子午线轮胎就是节能轮胎、绿色轮胎、环保型轮胎的出现。1992年，米其林公司率先将绿色轮胎投放市场，按其标准，绿色轮胎比普通子午线轮胎降低滚动阻力2224%，对轿车节省燃料35%，对载重车节省燃料68%。有人测算，如美国全部采用这种轮胎，每年可节油7600万吨，减少二氧化碳排放量2100吨。我国目前以2800万辆汽车保
13、有量计，每年也可节油2800万吨，可见对节能和环保具有重要意义。 环保型轮胎基本上可以概括为三方面：一是以减少燃料、降低废气排放量，以节省能源和防止大气污染为目的的绿色轮胎。二是以具有良好的高速性、制动性、安全性和舒适性，同时又能防止振动和减少嗓声为目的的高性能和超高性能轮胎。三是取代镶钉或挂链轮胎，以防止轮胎破坏路面和避免造成扬尘、嗓声为目的的非镶钉冬用或全天候轮胎。 （2）防水滑安全轮胎 如固特异公司的双上胎面（Aquatread）轮胎，大陆公司的水上接触（Aquacontact）轮胎，米其林公司的从船体（Catanarn）轮胎，普利司通公司的FT70C轮胎等等。（3）跑气保用轮胎 轮胎在
14、泄气情况下，仍能以80km/h速度行驶200 km，米其林的PAX系统已被广泛认可为先进的跑气保用系统，对传统的轮胎轮辋总成提出了挑战。（4）智能轮胎 智能轮胎是能够收集、传输有关自身所处环境的所有信息，并对这些信息作出正确判断和处理的轮胎，是继上述新产品之后的又一重大技术进步，有人认为这是代表时代发展方向的创新产品。 RFID智能轮胎 轮胎内装有RFID卡，称之为轮胎电子身份证。米其林公司已于2003年开始试用。 MENS智能轮胎 也是将感应片放入轮胎内，称带黑匣子的轮胎，由米其林公司推出，已在北美大批量应用多年。 Unisteel智能轮胎 轮胎气压、温度、或有人偷轮胎时均能自动鸣笛报警，称
15、之为会说话的轮胎，由固特异公司推出，在北美、欧洲投入使用多年。 CGT智能轮胎 应用于汽车动态控制，称为有磁力的轮胎，由大陆公司推出。 ITT智能轮胎 称为用手机遥控的轮胎，能监测轮胎气压和温度，由诺基亚轮胎公司推出。总之，智能轮胎必将改善人与轮胎之间的关系，轮胎将集安全、绿色、环保、智能化于一体，成为世界轮胎发展的新趋势。（5）下面我们说说代表轮胎最高技术的F1轮胎。根据轮胎适用天气的不同，F1将轮胎分成干燥路面的赛车轮胎和雨天赛车轮胎 干地轮胎 数量：在F1每个赛段的比赛中，车手允许使用40条干地轮胎。在第一天的练习赛中，每名车手可使用其中的12条轮胎，前后轮胎各6条，在正式比赛中这些轮胎
16、就不能再使用。练习赛后剩下的28条干地轮胎供正式比赛使用，国际汽联的技术代表将从中选出前后各8条轮胎供车手在资格赛中使用。尺寸：米其林干燥赛道一级方程式赛车轮胎的直径为660毫米，宽度为355毫米。所有干地轮胎与地面接触的整个圆周上，都必须有与车轮轴线垂直的四条凹槽，这四条凹槽在轮胎胎面中心两侧对称分布。凹槽上沿开口宽度大于等于14毫米，地面的宽度大于等于10毫米，凹槽从上到下锥度保持不变。这四条凹槽的深度最少为2.5毫米，平均地排列在胎面上。相邻两条凹槽之间的宽度为49毫米到51毫米，前轮轮胎的胎面宽度不能大于270毫米。 性能：带凹槽的轮胎性能关键在于其尺寸、配方、构造、赛道情况以及赛车底
17、盘等多方面因素的相互作用。因为配方不同，赛车轮胎的使用寿命为80公里到200公里（50英里到125英里）。虽然轮胎中的成分有100多种，但是最主要的还是碳、石油和硫。F1的轮胎更偏爱碳纤维和钛合金。轮胎的外框是尼龙和聚酯纤维的复杂织物。这样的骨架，能够使轮胎承受巨大的空气动力负荷（在时速为250公里时，下压力超过了1吨），极大的纵向、横向拉力，振动带交叉力以及时常发生的赛道边缘的撞击。 温度：一条一级方程式赛车轮胎在100摄氏度时才能达到最佳性能。在理论上，热度应该平均地分布在胎肩、中央和胎面里。另外，底盘前后左右车轮的温度也应该是平均的。如果前胎的温度过高，赛车对方向盘的动作反应就会相当迟缓
18、，容易使赛车在弯道上出现转向不足的现象；相反，如果后轮温度较高，轮胎就会对方向盘的动作反应过于敏感，容易造成赛车在弯道上转向过度以及影响赛车在高速直道上的行驶稳定性。 湿地轮胎 定义：雨天赛车轮胎必须要能够排出进入到轮胎与赛道之间触点中的积水。如果雨水过多，轮胎则可能完全失去抓地力，在水面上打滑。从2003年开始，一级方程式赛车规则只允许厂商在每一个大满贯赛事中使用一种类型的雨天轮胎，且只有赛事总监正式宣布天气状况为“雨天”的时候，才能使用雨天轮胎。规则：国际汽联（FIA）规定：每个车队在一个比赛周末只能使用一种类型的湿地轮胎。在每场赛事之前，厂商必须向FIA的技术总监提交将要使用的赛车轮胎的
19、全部技术图纸。每个赛事周末，每个车手最多可以使用28条雨天轮胎。 排水系统：F1赛车雨胎的设计必须能最大限度地排出轮胎胎面与赛道之间触点中的积水。根据专业资料显示：一条F1雨胎可以在一秒钟内排出数十升积水。如此高的排水效率能使轮胎更好地获得与地面之间的接触，防止由于雨水隔膜可能带来的轮胎打滑，让赛车获得上佳的抓地性，这样赛车即使在湿透的赛道上也能保证尽可能高的行驶速度，以求在比赛中获胜。由于在潮湿的路面上比赛时，轮胎的表面温度较低，所以雨天轮胎的使用温度必须低于干燥赛道比赛用的轮胎产品一般为30摄氏度到50摄氏度。 F1轮胎小贴士：A. F1比赛中使用的每条轮胎都有其惟一标识，比赛中绝对禁止使
20、用无标识轮胎，如果参赛者想要用一条没使用过的轮胎替换另一条没使用过的轮胎，必须将两条轮胎都提交国际汽联的技术代表。 B. 一套F1轮胎的制造成本相当惊人，如果把竞赛部的人工成本也计算在内，每套完整的轮胎大约需要3430欧元。 C. F1赛车使用后的轮胎，轮胎制造商会全部收回，不会随便丢弃，因为其中包含了大量的技术秘密。二、轮胎与汽车的性能匹配分析现代汽车,尤其是高档轿车对轮胎动态力学性能提出了越来越高的要求,脱离汽车研究轮胎的动态力学性能没有实际意义。轮胎的动态力学性能不仅取决于轮胎本身,更取决于轮胎与汽车的匹配,因此当前对轮胎性能的评价也就从对轮胎性能本身的评价逐步转移到对轮胎匹配的汽车行驶
21、性能的评价。目前,对轮胎与汽车的性能匹配要求日益提高。(一)轮胎与汽车生产的相关性单纯讨论轮胎的某项性能意义不大,轮胎性能的研究应结合轮胎匹配的汽车性能,更确切地说是汽车悬架系统(如图1所示)性能来进行。轮胎与汽车悬架系统匹配所构成的集成系统的刚度、柔度及动力学性能是影响汽车行驶性能的主要因素。同一条轮胎匹配于不同汽车表现出的动态力学性能可能会有较大差异,即一条轮胎与某一汽车匹配可能表现出良好的动态力学性能,而与另一汽车匹配则可能表现出个别动态力学性能极差。在国外,为达到轮胎与汽车性能匹配,在进行汽车设计时,轮胎生产商一般会与汽车生产商密切合作,由汽车生产商提出轮胎与汽车匹配的动态力学性能要求
22、或由轮胎生产商为汽车生产商提供轮胎的动态力学模型,以便汽车生产厂家进行悬架系统设计和整车性能模拟仿真计算。这就要求轮胎生产商不仅能够设计、生产出满足汽车性能要求的轮胎,同时也能够提供用于悬架系统设计或整车性能模拟仿真计算的轮胎动态力学模型。国内轮胎生产企业必须深入了解并逐渐适应高档轿车原配市场在这方面苛刻的要求。 图1 轮胎与汽车悬架系统示意（二）轮胎在汽车中的作用轮辋和轮胎是汽车行驶系中重要的部件,其作用是:支撑整车质量;缓冲由路面传来的振动和冲击;通过轮胎与地面的附着力(轮胎抓着力)来传递驱动力和制动力;产生横向力和回正力矩来平衡汽车转向行驶时的离心力;保证汽车正常转向后车轮直线行驶;翻越
23、障碍,提高通过性。轮胎安装在轮辋上,直接与路面接触,其基本功能如下:（1）承受汽车负荷;（2）为传递驱动力和制动力提供足够的附着力;（3）为改变和保持汽车行驶方向提供足够的转向操纵性能和方向稳定性能;（4）与汽车悬架系统共同缓冲来自路面的冲击,并衰减由冲击产生的振动,以保证汽车良好的行驶平顺性和乘坐舒适性。（三）汽车主要行驶性能汽车的行驶性能是指汽车适应各种行驶条件并发挥最大工作效率的能力,主要包括以下几个方面。1.动力性能动力性能是汽车首要的行驶性能。汽车必须通过轮胎与路面的接触来获得足够的牵引力才能克服各种行驶阻力,必须达到一定的速度才能正常行驶,而汽车克服行驶阻力和保持正常行驶的能力取决
24、于汽车的动力性能。汽车的动力性能可从三方面评价。(1)最高速度最高速度是指汽车满载时在良好水平路面上行驶所能达到的最高速度。(2)加速能力加速能力是指汽车在各种条件下行驶速度迅速提高的能力。加速时间和加速距离越短的汽车加速性能越好。(3)上坡能力上坡能力用汽车满载时以最低挡位在坚硬路面上等速行驶所能越过的最大坡度来表示,还称为最大爬坡度,它表征汽车的最大牵引力。不同类型的汽车对上述三项指标的要求不同。轿车和客车偏重于最高速度和加速能力,载重汽车和越野汽车对上坡能力的要求较高,但在公路上正常行驶的汽车都须具备一定的加速能力。2.燃料经济性为降低汽车的运输成本,要求汽车以尽可能小的燃料消耗量完成尽
25、可能大的运输量。汽车以最小燃料消耗量完成单位运输工作量的能力称为燃料经济性,评价指标为每行驶100 km消耗的燃料量。汽车的燃料经济性与发动机的效率和轮胎的滚动阻力密切相关。3.制动性能良好的制动性能不仅是汽车安全行驶的保证,而且是汽车动力性能得以良好发挥的前提。汽车的制动性能通过三方面来衡量。(1)制动效能制动效能是汽车迅速减速直至停止的能力,常用制动时间、制动减速度和制动距离来评价。汽车的制动效能除与汽车的技术状况有关外,还与汽车制动时的速度及轮胎与路面的接触状况有关。(2)制动效能的恒定性汽车在短时间内连续制动,制动器温度升高导致的制动效能下降称为制动器的热衰退。汽车连续制动后制动效能的
26、稳定程度称为制动效能的恒定性。(3)制动时方向的稳定性汽车制动时方向的稳定性是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑和失去转向的能力。左右侧制动动力不一样时,汽车易跑偏;当车轮“抱死”时,汽车易发生侧滑或失去转向能力。现代汽车设有电子防抱死装置,以防止紧急制动时车轮“抱死”而发生危险。4.操纵稳定性操纵性是指汽车对驾驶员转向指令的响应能力,直接影响行车安全。轮胎的气压和弹性、悬挂装置的刚度以及汽车重心的位置都是该性能重要的影响因素。汽车装载超高、超载、偏载,转弯时车速过快,在横向坡道角度过大的路面上行驶及受其它侧向力时容易发生侧滑或者侧翻。汽车的操纵稳定性是汽车受外界扰动后恢复原来运动状态的能力及
27、抵御发生倾覆和侧滑的能力。侧向操纵稳定性对汽车来说尤其重要。合适的前轮定位角度使汽车具有自动回正和保持直线行驶的能力,提高了汽车直线行驶的稳定性。汽车重心越低,操纵稳定性越好。5.行驶平顺性汽车在行驶过程中会因路面不平产生振动,使乘客感到疲劳、不适或货物损坏,一般通过降低车速来避免或减少这种现象发生。同时,振动还会影响汽车的使用寿命。汽车在行驶过程中对路面不平产生的振动减震能力称为汽车的行驶平顺性。客车和轿车采用“舒适降低界限速度”作为评价汽车行驶平顺性的指标。当汽车行驶速度超过此界限时,乘坐舒适性就会降低,使人感到疲劳、不舒服。货车采用“疲劳2低工效界限速度”作为评价汽车行驶平顺性的指标。这
28、两个界限值越高,说明汽车的行驶平顺性越好。汽车车身的固有振动频率也可作为行驶平顺性的评价指标。从舒适性出发,车身的固有振动频率在600850Hz的范围内较好。高速汽车,尤其是轿车要求具有优良的行驶平顺性。轮胎弹性好、悬挂装置性能优异、座椅减震性能好及非悬挂装置质量小都可以提高汽车的行驶平顺性。6.通过性汽车在一定的载质量下以较高的平均速度通过各种坏路和无路地带及克服各种障碍物的能力称为汽车的通过性。不同汽车对通过性要求不同,轿车和客车一般在市内行驶,对通过性的要求不是很高,而越野汽车、军用车辆和货车就必须具有较好的通过性。提高汽车通过性的方法有:采用宽断面轮胎和增加轮胎装配数量以减小滚动阻力;
29、增大轮胎花纹深度以提高轮胎与地面的附着力、改善轮胎的防滑性能;采用全轮驱动方式以使汽车的动力性能充分发挥;选择合理的结构参数,如较大的最小离地间隙、接近角、离去角、车轮半径及较小的转弯半径、横向和纵向通过半径等以提高汽车通过障碍的能力。7.其它(1)操纵轻便性汽车的操纵轻便性应根据驾驶汽车时的操作次数、操作用力、操作便利情况以及视野、照明、信号等来评价。良好的操纵轻便性可以减轻驾驶员的劳动强度并舒缓其紧张情绪,保证行车安全。采用动力转向、制动增强装置、自动变速器及膜片离合器等可使汽车的操纵轻便性明显改善。(2)机动性市区内行驶的汽车经常在狭窄多弯的道路上通行,机动性显得尤为重要。机动性主要用最
30、小转弯半径来评价,转弯半径越小,机动性越好。(3)装卸方便性装卸方便性与车厢的高度、可翻倒的栏板数及车门数和尺寸有关。(4)容量容量表示汽车一次能运输的最大货物量或最多载客人数。货车容量用载质量和载货容积表示,客车容量用载客人数表示。质量利用系数反映汽车结构的合理程度,它用额定载质量与空车质量之比表示。（四）轮胎六分力轮胎的宏观力学性能主要是指轮胎的六分力,六分力是轮胎与路面及汽车之间作用力的集中体现。轮胎的六分力如图2所示。图2 轮胎六分力示意（1） 纵向力( FX)FX 是地面作用在轮胎上的力在X轴方向即轮胎前进方向的分量, FX 包括车轮驱动时产生的驱动力、车轮自由滚动时的滚动阻力、车轮
31、制动时的制动力。(2)横向力( FY)FY 是地面作用在轮胎上的力在Y轴方向的分量。在FY 的作用下,轮胎会产生很复杂的侧向变形,侧向变形导致的侧偏现象对车辆的操纵稳定性有很大影响。(3)法向力( FZ)FZ是地面作用在轮胎上的力沿Z轴方向的分量。FZ将引起轮胎径向变形,其与轮胎承受的载荷力相等。(4)回正力矩(MZ)MZ是地面作用到轮胎上的力绕Z轴旋转产生的力矩, MZ使轮胎恢复原来的行驶方向,保证汽车能稳定地直线行驶。(5)滚动阻力矩(MY)MY 是地面作用到轮胎上的力绕Y轴旋转产生的力矩, MY 的方向与车轮的旋转方向相反,汽车的燃料经济性与MY 有关。(6)翻转力矩(MX)MX 是地面
32、作用到轮胎上的力绕X轴旋转产生的力矩。三、轮胎的合理使用与汽车行驶的关系（一）影响轮胎的使用寿命汽车轮胎的使用寿命与汽车的技术性能、工作气压、轮胎负荷、行驶速度、气温、驾驶技术、道路条件以及轮胎的维护和管理等因素有关。1.轮胎气压标准的轮胎气压，决定着汽车轮胎的正确使用。如果轮胎气压过低，轮胎刚性变小，在外力作用下胎体变形大，使用仲家素轮胎老化；轮胎在符合作用下，胎面与地面的接触面增大，就会使胎面和胎肩的磨损加快；变形太大时滚动阻力加大。轮胎气压过高，轮胎刚性变大，与地面接触面变小，轮胎磨损加快；气压过高还容易爆胎，因此司机应注意轮胎气压，泵轮胎气压时应以轮胎气压表检查气压，气压不足应补气，气
33、压过高应放掉。每天出车时应以脚踢轮胎检查轮胎和轮胎气压，用脚中央感觉轮胎的变形和气压，顺便还可感知一下轮毂轴承的情况，因此，按照规定保持最适宜的轮胎气压是延长轮胎使用寿命最有效措施，对于行车安全十分有力利。根据相关资料，普通汽车轮胎标准气压最好是：冬季前轮为2.5kg，后轮为2.7kg；夏季前轮为2.3kg，后轮为2.5kg。这样既可保证安全的驾驶和舒适性，也能使油耗降到最小。2.轮胎负荷轮胎的负荷是一定的，应尽量避免超负荷运行。一般小轿车超负荷运行的情况较小，载货汽车有时超负荷较大。如有必要超负荷时，要控制在20%以内。有的载货汽车，为了多拉货，猛超载，有的汽车为5吨载货汽车，甚至超载到8吨
34、到10吨，对于汽车轮胎十分不利，有的汽车轮胎的损坏就是被压爆胎的。在平直路面上行驶时略超载还可以，在坏路上尽量少超载，坏路上颠簸振动过大，甚至使货物偏到车厢一侧，对汽车和轮胎的冲击负荷太大。车辆负荷越大，轮胎对地面的压力越大，轮胎磨损越大；如果车辆严重超载，会造成轮胎严重超负荷运转，使轮胎侧壁的弯曲变形增大，扩大与地面接触面积，温度升高，加速胎肩磨损与损坏。因此，车辆的载重应有一定数量规定，严禁超载，以保证轮胎的正常负荷。3.行驶速度车辆行驶速度过高，使轮胎受到的负荷增大，磨损也随之增大，尤其在不平的路面上更为严重。所以，行驶中注意合理控制车速，以有利于延长轮胎的使用寿命，节约燃料。行驶速度要
35、适应路面情况，掌握经济速度，避免高速行驶。据统计汽车行驶在70码左右最节油。在汽车行驶的实际应用中，如行驶总阻力增大至需要加大牵引力（如起步、上坡、通过困难路段）时，就应选用低速档，以使驱动轮获得较大的扭矩。但在使用低速档时，速度慢，发动机转速高，温度容易升高，燃料消耗也大。因此，在行驶总阻力不大的情况下，应尽量缩短低速档行驶的时间，更不宜在低速档时过多地踏下油门（即踏下加速踏板）而片面追求速度。中速档是由低速档到高速档或由高速档到低速档的过渡档位。它的加速性能比较好，行驶的速度比较快，使用的机会也比低速档多，但与高速档比较，就很不经济。高速档使用时，传递到驱动轮的扭矩较小，汽车行驶速度较快，
36、而发动机转速较低，磨损较小，燃料消耗少，有较好的经济效益，适用于在路况较好的情况下长距离行驶。即在良好的道路上，应以高速档的经济速度行驶。经济车速又因车型不同而有所区别。如解放CA141型汽车的经济车速为4550km/h，解放CA10B型汽车的经济车速为3040km/h。车速过高，不仅增加燃料消耗，加剧机件轮胎的磨损，又容易发生行车事故；车速过低，既降低了运输效率，燃料燃烧还可能增多，也是很不适宜的。坚持经济车速行车，即前文所述的提倡“中速行车”。在车速掌握上，除坚持经济车速外，还必须遵守所在地区交通管理的限速度规定，不得超出规定的车速限制。4.道路条件汽车在行驶中，路面的好坏对轮胎的使用寿命
37、有很大影响。一般情况下，好的路面既节油，又节能。假如，轮胎在沥青等良好路面行驶的寿命使100%，那么在沙石路面，寿命就会下降25%30%。（二）节约轮胎的驾驶方法节约轮胎驾驶要做到：起步平稳、加速均匀、中速行驶、合理选择行使路面、提前减速转向、避免紧急制动。1.起步平稳车辆起步时轮胎由静止状态突然转动，使轮胎与路面间剧烈摩擦，加速胎面磨损；起步时，无论重车、空车均需用低速档起步。起步加速要均匀，以避免轮胎与路面间突然发生剧烈摩擦，急速轮胎磨损。2.中速行驶 车辆行驶速度过快时，轮胎在路面上会产生滑移，轮胎磨损加剧；车辆高速行驶，轮胎变形次数增多，轮胎与路面接触面减小，路面稍有不平，车轮即悬空跳
38、跃行进，使转动的轮胎与路面形成拖滑性磨损机会增多，胎面磨损增加。根据路面情况控制车速，在良好路面应均匀中速行驶，这样对保护轮胎和基建节约燃料保证行车安全都是有益的。3.避免紧急制动紧急制动时会使轮胎与路面间产生滑拖，引起胎面与路面剧烈摩擦，并产生热量，加速台面局部磨损，极易造成胎面、胎体或胎体帘布层之间脱离损坏；一次紧急制动，胎冠局部磨损可达0.81mm。行车中，应根据道路和交通情况正确控制车速、谨慎驾驶，发现情况早降速。做到少用制动，尽量避免紧急制动，减少轮胎磨损。4.注意选择行驶路面在无车行到分界线的道路上行驶时，在保证安全的前提下，车辆应尽量在中间行驶，以防止轮胎偏磨和避免个别轮胎因负荷
39、偏重而爆裂。在不良道路上行驶时，应尽量避开路面上的尖利石块和其他障碍物，以防轮胎被刺或撞破;通过桥梁、铁路与道路交叉处时，应提前降速平稳行驶，避免高速冲击轮胎；装卸货物时，在货场要避免路旁硬质石沿和放下的栏板等硬物擦伤轮胎侧面。若驱动轮陷入泥坑或打滑时，不可用力踩加速踏板猛冲，避免轮胎高速滑转而加速磨损。5.防止轮胎温度过高车辆行驶时，轮胎因承受负荷不断的挠曲变形而发热，导致轮胎温度升高，轮胎气压也随之升高；尤其在高温天气行车，更为明显；因此，应避免行驶时间过长，防止轮胎温度过高。炎热夏季轮胎出现胎温、胎压过高时，应选择阴凉处停车降温，ra那个其自然恢复正常不可采取放气或泼冷水的方法降温、降压
40、。行车途中涉水时，应停车休息，待轮胎温度降低后，方可涉水行驶，以免造成轮胎骤然冷却、变形、裂纹，导致早期损坏。（三）轮胎换位与车轮平衡和汽车的行驶关系1.轮胎换位（1）轮胎需要换位的原因轮胎就像人一样，也会“生病”。据我市汽车维修专业人士介绍，汽车轮胎常见的毛病就是偏磨。所谓偏磨一般是因为车轮定位不良，造成车轮过分外倾或内倾而引起的，这需要通过车轮四轮定位校正，来消除轮胎单边磨损。众所周知，由于轮胎的安装位置不同，车辆前、后轮轮胎运转时的工作条件和所承受的负荷也各不相同。比如前轮主要用于操控方向，故须承受较多的横向摩擦力，而后轮一般所承受的摩擦力以纵向为主，并且当轮胎作为驱动轮时，磨损度也较被
41、动轮大。一般轿车发动机在前部，驾驶座也在前部，所以前轮所承受的载荷比后轮大，而车辆制动或起动时（前轮驱动型），前轮先和地面发生摩擦，所以前轮比后轮磨损快。这种轮胎长时间受单一方向的磨损就称为偏磨。防止轮胎偏磨的有效对策就是在汽车行驶一定里程后，要把前后左右轮胎的换换位置。这是因为汽车前后左右车轮上的负荷是不一样的。车轮有外倾角、前束等，汽车转向时车轮位置和受力情况发生变化，在行驶过程中，汽车各个轮胎的磨损不同，同一轮胎胎面不同部位的磨损也不一致。定期进行换位，一个轮胎在前后左右几个部位都使用过，偏磨情况就可以大大减轻。但是需要注意的是，不能因为互调而把子午线轮胎与斜交胎混装在同轴上。经过很好前
42、轮定位的轿车仍然会磨损前胎外边缘。因此说，坚持定期地进行轮胎定位，将会大大提高轮胎寿命。（2）轮胎换位的各种方式为保证前后胎使用寿命相对一致，应当参照汽车生产厂商随车配备的产品使用手册给出的相关提示进行更换，如果厂商未对具体轮胎换位期限加以规定或您已经为爱车更换了不同规格的改装轮胎，建议您每行驶8 000 km到1万 km将轮胎换位一次（四轮驱动车辆每6 000 km换位一次）。根据车辆的驱动形式不同，轮胎的换位方式也各不相同。前轮驱动车辆：将左后调至右前、右后调至左前、左前调至左后、右前调至右后。后轮驱动车辆：将左前调至右后、右前调至左后、左后调至左前、右后调至右前。四轮驱动车辆：前后左右轮
43、全部交叉对调，即左前调至右后、右前调至左后、左后调至右前、右后调至左前。（3）轮胎换位中应该注意的问题养成每个月检查轮胎磨损情况的好习惯，一旦发现轮胎偏磨严重，应及时对轮胎进行换位。轮胎换位时，一定要参照汽车生产厂商随车配备的产品使用手册给出的相关提示和轮胎安装说明进行操作。 通常车辆前、后轮轮胎的气压是不同的，您在换位后应按轮胎所在位置调整轮胎胎压。以捷达使用说明书里关于轮胎气压的数据为例，通常气压的标准如下：（计量单位：Kpa，测量环境：轮胎冷态）表3轮胎规格前轮压力后轮压力备胎压力半载状态185/60R14200180260195/50R15190190全载状态185/60R142002
44、60195/50R15210250 如果您爱车的备胎也和4条常用胎规格完全一样，那不妨将备胎也加入进换位的行列中，这样5条轮胎的磨损都会有所降低。但那么除了将左前/左后互相对调之外，请将备胎移至右前、右前移至右后、右后轮则成为备胎休息。如果您爱车的备胎是小规格的备胎（窄胎），那可千万不要尝试换位。因为窄胎的规格和结构与车上正常使用的轮胎均不相同，其充气压力要高得多，且窄胎设计时就没有考虑将其作为常用胎来使用，这时，备胎就是备胎。 单导向（有方向性花纹）轮胎的调位方法要特别注意。因为单导向轮胎花纹只在一个转动方向上提供良好的抓地和排水能力，反向安装则失效，同时因花纹自身受力的原因，会损坏轮胎。因
45、此，请观察轮胎胎边模刻的箭头，该箭头指示轮胎应该旋转的方向，必须小心注意保持正确的旋转方向。因此，只能前后轮直向对调、不能左右交叉。 如果发现过早磨损、不规则磨损的迹象，除做四轮定位外，应适当提高轮胎换位频率。四、轮胎性能对汽车行驶的影响分析（一）分析由于市场对汽车行驶性能要求逐步提高,相应地对轮胎性能要求也不断提高。对轮胎性能的评价已不只停留在对其基本性能的评价上,而更多地转移到对轮胎匹配的汽车各项行驶性能的评价上。因此,对轮胎与汽车性能匹配的研究既是一个新的课题,又是一个亟待解决、意义重大的课题。从汽车、轮胎力学行为分析得出,汽车表现出的各项行驶性能最终取决于路面对其的激励,而这种激励又是
46、借助于轮胎与路面之间的相互作用表现出来的。如果没有合适的轮胎匹配,汽车良好的性能也发挥不出来。轮胎与汽车性能匹配,在汽车方面,有赖于汽车的传动系统、转向系统和悬架系统;在轮胎方面,有赖于轮胎本身所固有的刚性系统和性能。影响轮胎与汽车性能匹配的因素之间存在着直接或间接的联系及制约关系,这些因素及相关条件构成了一个紧密联系的系统,即对某一性能或因素的研究往往会涉及其它许多因素,且这些因素之间还可能存在矛盾。对轮胎与汽车性能匹配的研究就是要寻求这些因素与轮胎性能、汽车行驶性能之间相互作用的关系。轮胎与汽车性能匹配研究的关键在于“匹配”,轮胎性能与汽车性能的匹配是轮胎性能与汽车系统性能的合理配合,不同的汽车应选用不同性能的轮胎。同一条轮胎安装在不同车辆上可能会表现出截然不同的动态力学性能,而同一辆车上装配不同规格,甚至是相同规格、不同品牌的轮胎也会表现出不同的行驶性能,因而轮胎与汽车性能匹配的研究是一个综合诸多方面因素的复杂系统工程。总的说来,影响汽车行驶性能的轮胎动态力学性能主要