專利名稱：包括車輛和一組輪胎的道路設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及道路行駛設備，該道路行駛設備包括客車和待被裝配到所述車輛的前車軸和后車軸的一組輪胎。更加具體而言，本發(fā)明涉及實現(xiàn)改進的抗?jié)L動性能所需的具體的組件條件，而并不損害輪胎的耐磨性能。
背景技術(shù)：
客車在近十五年來的發(fā)展方式大體上導致了運行裝置的總體質(zhì)量的增大，導致了在車輛的重心高度的增大，并且導致了重心朝著車輛前部轉(zhuǎn)移。其結(jié)果是兩個車軸之間的靜態(tài)負載和動態(tài)負載的差異顯著增大，對后車軸卸載而對前車軸造成損害。在靜態(tài)條件下發(fā)現(xiàn)后車軸自身負載相對特別輕，且在制動條件下卸載很多。通過定義，車輛車軸的每個車輪與垂直于地面并且平行于車輛的行駛方向的平面所形成的角度稱為轉(zhuǎn)向角。當在同一個車軸上，該車軸的多個輪子的平面進行會聚從而朝著車輛前部相交的時候，這被稱為“前束”。相對照而言，當在同一個車軸上，該車軸的多個輪子的平面會聚從而朝著車輛后部相交的時候，這被稱為“前張”。為了使得車輛在制動、障礙規(guī)避或變道類型的的突然操控期間保持良好的穩(wěn)定性，而并不因此損失駕駛性能和反應性能，后車軸的前束已經(jīng)逐漸增大。因此，根據(jù)車輛的負載方式，后前束已經(jīng)從相對較小的數(shù)值(在每個輪上大約為0.1度的轉(zhuǎn)向角)發(fā)展到從 0. 3度到0. 45度的較高數(shù)值的范圍。該前束數(shù)值對稱地應用到后車軸的兩個車輪上。這種設置使得車輛對于其路線被打亂的情況下通過以下行為而做好了準備將一個車輪在使車輛返回到路線的方向上設置成轉(zhuǎn)彎配置，同時對所涉及的輪胎進行預加載，從而可以變得響應更加迅速并且使其產(chǎn)生適宜的橫向回復推力。當然，這種設置并不是對后車軸的輪胎磨損沒有影響。為了在該車軸的輪胎的胎面條帶的整個寬度上具有一致并且均勻的磨損，已知的實踐是使得該前束與反向的靜態(tài)外傾相結(jié)合。車輪的外傾角是在垂直于地面并且包含車輪的軸線的平面中，是車輪平面與車輛的中面所形成的角度。當一個車軸或同一個車軸的多個車輪的平面在地面平面上交錯的時候該外傾角被稱為反向傾角(或者負傾角)。然而，無法否認的是，后車軸的車輪的這些靜態(tài)設置(前束和外傾)引起了輪胎的加速磨損以及能量消耗的增大，這是因為行駛裝置的滾動阻力得以增大。為了與磨損增大作斗爭，已經(jīng)執(zhí)行了工作來發(fā)展胎面條帶材料，其具有更好的抗磨損性。盡管這些方案令人滿意，但是它們目前達到了它們的極限，這是因為一方面材料性能的提高，而另一方面，靜態(tài)設置總是為了相同的原因而持續(xù)增加。類似地，無法從輪胎滾動阻力領域進展中獲得所有的優(yōu)點，這是因為前束產(chǎn)生的拖曳力持續(xù)在增大
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是通過將合適的車輛與輪胎相結(jié)合而減小行駛裝置的滾動阻力和拖曳力，從而減少道路行駛設備的平均燃料消耗。因此，本發(fā)明提出了一種由客車構(gòu)成的道路行駛設備，該客車包括前車軸和后車軸，所述后車軸配備有主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，以至少在空檔位置和轉(zhuǎn)彎位置之間控制后輪的轉(zhuǎn)向，所述道路行駛設備還由一組輪胎構(gòu)成，所述輪胎待被裝配到車輛的前車軸和后車軸， 該車輛的每個輪胎包括胎冠區(qū)域，該胎冠區(qū)域通過與胎圈相連接的胎側(cè)而橫向延伸，所述胎圈旨在與安裝輪輞相接觸，每個輪胎包括胎體增強件，該胎體增強件從一個胎圈延伸到另一個胎圈并穿過所述胎側(cè)和輪胎的胎冠，所述胎冠區(qū)域包括增強件，該增強件被胎面條帶徑向地覆蓋在外側(cè)的頂部上，該胎面條帶在徑向外側(cè)上包括胎面表面，該胎面表面旨在車輛行駛的時候與道路表面接觸，多個溝槽形成在胎面的厚度當中，該道路行駛設備的特征在于·裝配到所述后車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度至少等于3mm并最多等于 5mm， 裝配到所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度至少等于5mm，所述前車軸的胎面條帶的溝槽的深度大于所述后車軸的胎面條帶的溝槽深度，并且 當后輪處在空檔轉(zhuǎn)向位置的時候，所述車輛的設置值(外傾、前束)接近于零，也就是說，對于每個后輪而言外傾角包含在-0. 8度和+0. 8度之間，并且每個車輪的前束角包含在-0. 15度和+0. 15度之間，后輪的這些設置值按照絕對值來說是相等的，并且關于所述車輛的中面來說是對稱的。進一步地，令人驚訝地注意到，這種結(jié)合對輪胎磨損并沒有任何損害因此，用于根據(jù)本發(fā)明的道路行駛設備中的輪胎具有減小厚度的胎面條帶，但是其服役壽命卻大致等于在高級別的前束下行駛的車輛上的具有普通胎面條帶厚度的普通輪胎的服役壽命。從環(huán)境角度而言，這對本發(fā)明是如何的有利給出了測量手段對于相同的行駛距離，橡膠的磨損
量顯著減小。在本申請當中，術(shù)語“溝槽”表示細長的腔體或者切槽，其寬度使其相對的壁無法互相接觸，或者可選擇地，切槽的相對的壁能夠互相接觸(在后一種情況下，這被稱為“切
口”)。優(yōu)選地，裝配到所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度至少等于5mm并最多等于8mm，裝配到所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度與裝配到所述后車軸的輪胎的胎面條帶的深度之間的最小差值至少等于1. 5mm。還是優(yōu)選地，所述后車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽橡膠比最多等于對％，并且小于所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽橡膠比。還是優(yōu)選地，所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽橡膠比至少等于25%。所述溝槽橡膠比等于溝槽的表面面積相對于胎面條帶的總表面面積的比值；當該溝槽橡膠比等于零的時候，可以認為沒有溝槽，并且當該比數(shù)值等于50%的時候，這意味著溝槽的表面面積大體等于制成胎面條帶的橡膠的表面面積，該胎面條帶能夠與路面表面相接觸。因此，對于同樣級別的磨損而言，本發(fā)明對于相同尺寸的輪胎和相同車輛而言可以顯著增大輪胎和道路表面之間的接觸面積，并且這在駕駛中是有利的。優(yōu)選地，所述后車軸的輪胎被充氣到這樣的充氣壓力，該充氣壓力至少等于所述前車軸的輪胎的充氣壓力。還是優(yōu)選地，在所述前車軸上的輪胎尺寸與所述后車軸的輪胎尺寸相同，該輪胎尺寸通過Ε. T. R. T. 0.標準來限定。優(yōu)選地，用于所述后輪的主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以為每個車輪獲得轉(zhuǎn)彎位置，該轉(zhuǎn)彎位置對應于至少0.35°的轉(zhuǎn)向角。還是優(yōu)選地，用于所述后輪的主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以為每個車輪獲得轉(zhuǎn)彎位置， 該轉(zhuǎn)彎位置對應于至少0.7°的轉(zhuǎn)向角。優(yōu)選地，每個車輪的轉(zhuǎn)彎位置對應于前束角，并且還是優(yōu)選地，用于所述后輪的主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)是雙位系統(tǒng)，該雙位系統(tǒng)的兩個穩(wěn)定狀態(tài)分別對應于所述空檔位置和轉(zhuǎn)到前束角的位置。


本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將會從以下參考附圖而給出的描述中顯現(xiàn)出來。·圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的道路行駛設備的側(cè)視圖。 圖2是圖1中的道路行駛設備的示意性平面圖。·圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的道路行駛設備中的輪胎的橫截面圖。
具體實施例方式圖1顯示了從客車左側(cè)觀察的客車1。圖2示意性地描繪了從上方觀察的相同車輛1的平面圖。因此，前車軸2位于圖中的左側(cè)并且后車軸3位于圖中的右側(cè)。圖2使得本發(fā)明的一個原理更加容易可視化，通過該原理，后車軸的左車輪和右車輪(分別為31和32)在從對應于直線正常行駛的空檔位置N的轉(zhuǎn)向中受到了主動控制。每個后車輪的主動轉(zhuǎn)向可以獨立于或者依賴于另一個后輪的主動轉(zhuǎn)向。該主動轉(zhuǎn)向可以是兩個方向，亦即前張方向0和前束方向P。如果主動轉(zhuǎn)向被限制為前束移動，那么則簡單地稱為主動前束。本發(fā)明的一個基本原理是選擇空檔轉(zhuǎn)向位置N的原理，其對應于接近零(理想地為零)的等價的靜態(tài)設置，在任何情況下該空檔轉(zhuǎn)向位置介于車輪的-0.15°和+0.15°之間。從空檔位置開始的主動轉(zhuǎn)向或者主動前束的角度范圍可以基于大量的標準來進行選擇。例如，如果后輪的轉(zhuǎn)向也必須具有車輛的低速可操控性(泊車操控)的顯著改進的話，那么需要很大的幅度(在每個方向上幾度)，例如在每個方向上10°左右。相對照而言，如果后轉(zhuǎn)向的目的被限制為確保緊急情況的高速操控(制動、規(guī)避)期間的穩(wěn)定性，則已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，減少到1或2度的前束幅度完全足夠。在這兩種極端情況之間，還有其它標準可以指導主動轉(zhuǎn)向幅度的選擇?？梢蕴峒暗倪@種其它標準包括設備尺寸、它的重量、它與現(xiàn)有技術(shù)方案在車輪懸掛或者驅(qū)動方面的兼容性、控制安全性、成本。因此，文獻 W02006/117343、W02007/012770、W02008/155485、W02008/155486、 W02008/061973描述了用來控制主動轉(zhuǎn)向或者主動前束的各種設備和各種方法。還可以通過尋求給出當在前束方向上進行轉(zhuǎn)彎時的車輪負外傾以及給出當在前張方向上轉(zhuǎn)彎時的車輪正外傾，而將外傾的變化與轉(zhuǎn)向或者前束運動相結(jié)合。這可以通過控制外傾的獨立的致動器來完成，而且以本身已知的方式通過改變用于轉(zhuǎn)彎的樞轉(zhuǎn)軸線的角度而十分容易地執(zhí)行。圖3顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的道路行駛設備的子午線輪胎311的局部視圖，該輪胎安裝在車輪312上并且充氣到它的工作壓力。在子午線平面的截面中觀察的時候，也就是在包含了旋轉(zhuǎn)軸線(YY')的平面中觀察的時候，該輪胎311包括與車輪312接觸的胎圈 3111，該胎圈3111通過胎側(cè)3112而徑向向外延伸，所述胎側(cè)3112在胎冠部3113內(nèi)終止。該輪胎包括胎體增強件(圖中未示)，該胎體增強件由多個增強元件構(gòu)成，所述增強元件與相切于圓周方向的方向(也就是說垂直于圖3的截面的平面的方向)構(gòu)成了 90° 角或者接近90°角。并且，胎冠部3113通過胎冠增強件3115而得到增強，該胎冠增強件 3115被胎面條帶3116覆蓋于頂部，該胎面條帶3116具有旨在駕駛期間與路面表面相接觸的徑向外表面(該表面被稱為胎面表面3117)。該胎面條帶3116具有平均厚度E，其被測量成胎面表面3117和胎冠增強件3115 的徑向最外側(cè)表面之間的平均距離。該胎面條帶具有多個浮凸的元件，其通過圓周定向和子午線(在YY'方向上)定向的溝槽3118而限定邊界。溝槽的總表面面積與輪胎的接地面的總的表面面積(后者的表面面積被獲取為所述接地面的最外側(cè)輪廓所限定的表面面積)之間的比值被稱為溝槽比。提供了測試，以在根據(jù)本發(fā)明的道路行駛設備的性能和現(xiàn)有技術(shù)的道路行駛設備的性能之間進行對比。在基準配置當中，行駛測試利用“Alfa Romeo 156SW GTA”(商標名)3. 21V6 (前輪驅(qū)動)車輛來進行，該車輛具有初始的制造商的設置，亦即·前束，前車軸-1· 2士0. 5mm，亦即在車輪處為-0. 16° (那么此處我們將具有了負的前束，也就是前張)·外傾，前車軸在車輪處為-0° 50'·前束，后車軸-1. 6士0. 5mm，亦即在車輪處為-0. 21° 外傾，后車軸在車輪處為-1° 20'安裝在前車軸和后車軸上的輪胎是具有相同尺寸225/45R 1794W的輪胎。前車軸上的輪胎具有以下特性·溝槽深度8mm ；(在全新條件下的溝槽深度)·溝槽底部和胎冠增強件外側(cè)之間的距離1. 8mm·胎面條帶的厚度9. 8mm·溝槽橡膠比30% (溝槽的表面面積與在工作壓力和標稱負載下的接地面的總表面面積的比值)·冷充氣壓力2· 5巴后車軸的輪胎具有以下特性·溝槽深度8mm (=全新條件下的輪胎的溝槽深度)·溝槽底部和胎冠增強件外側(cè)之間的距離1. 8mm·胎面條帶的厚度9. 8mm 溝槽橡膠比30%
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·冷充氣壓力2· 3巴在根據(jù)本發(fā)明的配置當中，利用相同的車輛執(zhí)行了相同的行駛測試，該車輛的后車軸包括按照文獻W02008/155485的主動前束控制設備，亦即包括雙位系統(tǒng)，該雙位系統(tǒng)的兩個穩(wěn)定狀態(tài)分別對應于空檔位置和轉(zhuǎn)到前束角的位置。后車輪的靜態(tài)設置和空檔轉(zhuǎn)向位置設置如下 前束，前0° 外傾，前0° 前束，后(空檔位置N) :0° 外傾，后0°前車軸的輪胎具有以下特性·全新條件下的溝槽深度6. 4mm·溝槽底部和胎冠增強件外側(cè)之間的距離1. 8mm·胎面條帶的厚度8. 2mm 溝槽橡膠比27%·冷充氣壓力2· 5巴在全新條件下，前車軸的輪胎具有以下特性·全新條件下的溝槽深度4mm·溝槽底部和胎冠增強件外側(cè)之間的距離1. 8mm·胎面條帶的厚度5. 8mm 溝槽橡膠比22%·冷充氣壓力2· 8巴通過這兩種配置的每一者，車輛在100km/h的勻速下被駕駛了 78km，并且在前車軸和后車軸之間具有以下負載分布前車軸上的負載為900daN ；后車軸上的負載為 700daN。在每次駕駛中，每行駛7. 8km就測量一次燃料消耗。從這十次測量中計算出平均燃料消耗。與基準配置相比較，對于100km/h的勻速，通過根據(jù)本發(fā)明的配置而實現(xiàn)的燃料節(jié)省量大約為每駕駛100公里節(jié)省了 0. 24升，也就是節(jié)省了燃料消耗的2. 38%。
權(quán)利要求
1.一種由客車(1)構(gòu)成的道路行駛設備，所述客車包括前車軸( 和后車軸(3)，所述后車軸配備有主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)G)，以至少在空檔位置和轉(zhuǎn)彎位置之間控制后輪(31、 32)的轉(zhuǎn)向，所述道路行駛設備還由一組輪胎011、221、311、321)構(gòu)成，所述輪胎待被裝配到該車輛的前車軸和后車軸，該車輛的每個輪胎包括胎冠區(qū)域(3113)，該胎冠區(qū)域(3113) 通過與胎圈(3111)相連接的胎側(cè)(3112)而橫向延伸，所述胎圈(3111)旨在與安裝輪輞 (312)相接觸，每個輪胎包括胎體增強件，該胎體增強件從一個胎圈延伸到另一個胎圈并穿過所述輪胎的胎側(cè)和胎冠，所述胎冠區(qū)域包括增強件(3115)，該增強件(311 被胎面條帶 (3116)徑向地覆蓋在外側(cè)的頂部上，該胎面條帶在徑向外側(cè)上包括胎面表面(3117)，該胎面表面(3117)旨在車輛行駛的時候與道路表面相接觸，多個溝槽(3118)形成在胎面的厚度當中，該道路行駛設備的特征在于 裝配到所述后車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度至少等于3mm并最多等于5mm， 裝配到所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度至少等于5mm，所述前車軸的胎面條帶的溝槽的深度大于所述后車軸的胎面條帶的溝槽深度，并且 當后輪處在空檔轉(zhuǎn)向位置的時候，所述車輛的設置值(外傾、前束)接近于零，也就是說，對于每個后輪而言外傾角包含在-0. 8度和+0. 8度之間，并且每個車輪的前束角包含在-0. 15度和+0. 15度之間，后輪的這些設置值按照絕對值來說是相等的，并且關于所述車輛的中面來說是對稱的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路行駛設備，其中裝配到所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度至少等于5mm并最多等于8mm，裝配到所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽的深度與裝配到所述后車軸的輪胎的胎面條帶的深度之間的最小差值至少等于1. 5mm。
3.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中所述后車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽橡膠比最多等于并且小于所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽橡膠比，該溝槽橡膠比等于胎腔的表面面積相對于胎面條帶的總表面面積的比值。
4.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中所述前車軸的輪胎的胎面條帶的溝槽橡膠比至少等于25%。
5.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中所述后車軸的輪胎被充氣到這樣的充氣壓力，該充氣壓力至少等于所述前車軸的輪胎的充氣壓力。
6.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中在所述前車軸上的輪胎尺寸與所述后車軸的輪胎尺寸相同，該輪胎尺寸通過Ε. T. R. T. 0.標準來限定。
7.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中用于所述后輪的主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以為每個車輪獲得轉(zhuǎn)彎位置，該轉(zhuǎn)彎位置對應于至少0. 35°的轉(zhuǎn)向角。
8.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中用于所述后輪的主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以為每個車輪獲得轉(zhuǎn)彎位置，該轉(zhuǎn)彎位置對應于至少0. 7°的轉(zhuǎn)向角。
9.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的道路行駛設備，其中每個車輪的轉(zhuǎn)彎位置對應于前束角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的道路行駛設備，其中用于所述后輪的主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)是雙位系統(tǒng)，該雙位系統(tǒng)的兩個穩(wěn)定狀態(tài)分別對應于所述空檔位置和轉(zhuǎn)到前束角的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由私人客車(1)構(gòu)成的道路設備，所述私人客車包括前車軸和后車軸，所述后車軸具有主動系統(tǒng)(4)以用來控制轉(zhuǎn)向，所述道路設備還由待被安裝到前車軸和后車軸的一組輪胎構(gòu)成，每個輪胎包括胎冠區(qū)域，該胎冠區(qū)域通過側(cè)翼而橫向延伸，每個輪胎包括胎體骨架，該胎體骨架從一個胎圈延伸到另一個胎圈并穿過側(cè)翼和輪胎的胎冠，所述胎冠區(qū)域包括增強骨架，胎面安裝在該增強骨架的徑向外側(cè)，所述胎面包括位于該胎面徑向外側(cè)的胎面表面，多個溝槽形成在胎面的主體當中，其中后車軸的溝槽的深度不小于3mm并且不超過5mm；前車軸的溝槽的深度不小于5mm，前車軸的溝槽比后車軸的溝槽更深；所述車輛具有接近于零的調(diào)節(jié)值(外傾、前束)。
文檔編號B60C11/04GK102458882SQ201080028589
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者M·布隆德萊, N·萊維 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司