張海濤，鄧立濤，秦立友，楊森，劉大彪

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

汽車輪胎包絡(luò)制作理論的分析研究

張海濤，鄧立濤，秦立友，楊森，劉大彪

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

運(yùn)用汽車懸架和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)特性，通過提取關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)點(diǎn)形成了輪胎運(yùn)動(dòng)包絡(luò)，從而指導(dǎo)輪胎周圍零部件的設(shè)計(jì)開發(fā)。

輪胎；包絡(luò)；減振器；麥弗遜式懸架

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-146-02

前言

輪胎包絡(luò)面決定了輪罩和翼子板內(nèi)腔形狀 ,并可檢查車輪與周邊子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)干涉情況并影響子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更改,如橫向穩(wěn)定桿、副車架等。在設(shè)計(jì)過程中輪胎運(yùn)動(dòng)包絡(luò)還有可能驅(qū)動(dòng)整車架構(gòu)開發(fā)的輪距、整車最小轉(zhuǎn)彎直徑的調(diào)整 ,故在整車項(xiàng)目前期開發(fā)階段, 在恰當(dāng)?shù)拈_發(fā)節(jié)點(diǎn)較準(zhǔn)確地計(jì)算分析輪胎運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的作用和意義。

1、輪胎運(yùn)動(dòng)包絡(luò)術(shù)語定義

1.1 輪胎運(yùn)動(dòng)包絡(luò)是指考慮車輛在各種工況行駛下 ,車輪隨懸架跳動(dòng)及轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí) ,輪胎所占據(jù)的空間位置所形成的包絡(luò)體。

1.2 將懸架動(dòng)力學(xué)和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，根據(jù)車輛行駛狀態(tài)，前懸架運(yùn)動(dòng)過程中選取五個(gè)位置，依據(jù)前減震器運(yùn)動(dòng)過程由上到下分別是：上極限、滿載、半載、空載、下極限。

上極限：以懸架限位塊壓縮1/2～2/3時(shí)狀態(tài)為準(zhǔn)，轎車、小型客車推薦取1/2，SUV推薦取2/3，相對于半載的壓縮量；滿載：整車滿載負(fù)荷下，前懸架相對于半載的壓縮量；半載：整車半載負(fù)荷下，此狀態(tài)推薦為設(shè)計(jì)狀態(tài)，及懸架運(yùn)動(dòng)原點(diǎn)，值為“0”；空載：整車整備狀態(tài)下，前懸架相對于半載的壓縮量；下極限：懸架運(yùn)動(dòng)到下極限相對于半載的壓縮量。

1.3 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng) 根據(jù)車輛行駛狀況，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)取三個(gè)狀態(tài)，分別是：左轉(zhuǎn)向極限、不轉(zhuǎn)向（值為“0”）、右轉(zhuǎn)向極限。

2、輪胎包絡(luò)制作理論

2.1 對懸架運(yùn)動(dòng)的五個(gè)位置和轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三個(gè)位置進(jìn)行組合，為了方便理解，將兩種運(yùn)動(dòng)組合成坐標(biāo)系形式，將懸架運(yùn)動(dòng)的五個(gè)位置設(shè)定在Y軸上，以設(shè)計(jì)姿態(tài)（半載狀態(tài)）為基準(zhǔn)；轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的三個(gè)位置設(shè)定在X軸上，不轉(zhuǎn)向狀態(tài)為基準(zhǔn)（如圖1所示）。

取點(diǎn)：Y軸為懸架運(yùn)動(dòng)行程（下極限至上極限）

X軸為轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)行程（左極限至右極限）

2.2 路徑生成：每個(gè)點(diǎn)分別對應(yīng)減震器行程和轉(zhuǎn)向行程運(yùn)動(dòng)過程中的坐標(biāo)值，再通過對點(diǎn)進(jìn)行組合，從而形成7個(gè)不同的模擬路徑，分別為：

路徑1：點(diǎn)1?點(diǎn)2?點(diǎn)3?點(diǎn)6?點(diǎn)9?點(diǎn)12?點(diǎn)15?點(diǎn)14?點(diǎn)13?點(diǎn)10?點(diǎn)7?點(diǎn)4?點(diǎn)1（棕色）

路徑2：點(diǎn)1?點(diǎn)8?點(diǎn)15（黑色）路徑3：點(diǎn)3?點(diǎn)8?點(diǎn)13（黑色）路徑4：點(diǎn)7?點(diǎn)8?點(diǎn)9（綠色）

路徑5：點(diǎn)2?點(diǎn)5?點(diǎn)8?點(diǎn)11?點(diǎn)14（綠色）路徑6：點(diǎn)4?點(diǎn)5?點(diǎn)6（藍(lán)色）

路徑7：點(diǎn)10?點(diǎn)11?點(diǎn)12（藍(lán)色）

2.3 根據(jù)不同的路徑生成7個(gè)不同的輪胎包絡(luò)體，如圖所示：

2.4 將生成的7個(gè)輪胎包絡(luò)組合到一起，形成完整的輪胎運(yùn)動(dòng)包絡(luò)，如圖2所示。

3、結(jié)論

通過運(yùn)用論壇包絡(luò)生成理論，生成輪胎包絡(luò)后，測量包絡(luò)與周圍零部件的間隙值，從而指導(dǎo)周圍零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)車輛所需的不同情況，可對上述輪胎包絡(luò)制作方案進(jìn)行簡化，在項(xiàng)目前期開發(fā)階段,準(zhǔn)確的計(jì)算分析出輪胎包絡(luò),對整車架構(gòu)確定、縮短開發(fā)周期、減少后期設(shè)計(jì)更改、降低開發(fā)成本等方面有重要意義。

[1]朱敏杰.輪胎包絡(luò)面計(jì)算流程和分析方法［J］.上海汽車，2009（09）：19-20.

Disquisition Of The Automobile Tyre Track

Zhang Haitao, Deng Litao, Qin Liyou, Yang Sen, Liu Dabiao
（Technology Center, Great Wall Motor Company Limited, HeiBei Automobile Technology Research Center, Hebei Baoding, 071000）

We can use the moving characteristic of suspention and turning, to attain the important bundles of tyre .Next, we can empolder the automobile parts.

tyre；bundle；damper；MacPherson suspention

U463.8

A

1671-7988(2015)04-146-02

張海濤，中級工程師，就職于長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，從事汽車總布置設(shè)計(jì)開發(fā)研究。