專利名稱：使輪胎脫座的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪胎的測試方法。
背景技術(shù)：
輪胎的“脫座”是指輪胎的至少一個(gè)胎緣從安裝輪胎的輪輞座圈的全部或部分中脫離出來。對于輪胎車輛使用者的安全性來說，輪胎抵抗脫座的能力是一個(gè)重要的特征，因?yàn)槊撟鶎⒑艽蟪潭壬弦鹦旭傂阅艿膼夯?。研究表明存在兩種類型的脫座(1)由于猛烈撞擊輪胎的側(cè)壁或胎面引起的脫座，如輪胎撞擊在人行道上或者通過具有孔洞的路面，和(2)由于存在很大的機(jī)械應(yīng)力而引起的脫座，如高速行駛在具有小曲率半徑的彎道上時(shí)，當(dāng)輪胎充氣壓力低于工作壓力時(shí)，所有這些可能性都將加劇。本發(fā)明涉及一種用于評定相對于第二種類型脫座的輪胎性能的測試方法。
可以在兩類測試方法之間比較出區(qū)別，以研究和評定輪胎脫座的測試，這兩類方法為在機(jī)械上進(jìn)行測試的方法和在道路上進(jìn)行測試的方法。美國專利US 3,662,597中記載了機(jī)測方法的一個(gè)實(shí)例，根據(jù)該方法，對著輪胎的側(cè)部設(shè)置一個(gè)錐形部件，然后增大施加在輪胎側(cè)部上的力，并記錄側(cè)部的位移。類似的測試方法可以在聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)No.109(Federal Motor Vehicle Safety Standard No.109)中找到，其由美國聯(lián)邦道路安全團(tuán)體，NHTSA(國家高速交通安全委員會(huì))制定。
專利申請WO 02090919中公開了另外一種裝置同樣，向安裝于輪輞上并充氣至一給定壓力的輪胎上施加外力，但與美國專利US3,662,597中記載的方法所不同的是，力不是施加在輪胎的側(cè)部，而是施加在輪胎與地面接觸的部位上，直到發(fā)生脫座。
路測是機(jī)測的補(bǔ)充，因?yàn)槁窚y時(shí)將輪胎置于更接近于車輛使用工況的環(huán)境下。和其它部件一樣，車輛制造商評價(jià)輪胎的質(zhì)量常常依賴于道路脫座測試的結(jié)果。當(dāng)所考慮的輪胎是被設(shè)計(jì)成專門用于能在低壓甚至是零壓力下工作，而不明顯影響其行駛性能時(shí)，這些測試尤為重要，下文中稱這種輪胎為“癟輪胎”。
現(xiàn)有技術(shù)中脫座測試通常采用公知的“J形彎道”或“U形彎道”。如圖3所示，裝有被測試輪胎的車輛沿直線勻速起動(dòng)，然后進(jìn)入具有預(yù)定曲率半徑的彎道。測試多圈，每行駛完一圈降低輪胎的氣壓，直至發(fā)生脫座。美國專利4,700,765描述了這種類型的測試，在50km/h的行駛速度和20米的曲率半徑下測試，但也可以采用其它的組合方式60km/h和25米(EP 334955)，60km/h和30米(EP 377338)，40km/h和25米(EP 1036675)和33.5km/h和6米(EP 376137)。一種變化的測試方法中包含一個(gè)具有預(yù)定曲率半徑的整圈(US4,700,765)。
在傳統(tǒng)的測試條件下，不是專門設(shè)計(jì)成可以在低壓甚至是零壓力下行駛的客車輪胎在充氣壓力為1巴時(shí)產(chǎn)生脫座。當(dāng)測試的輪胎設(shè)計(jì)成能在充氣壓低于1巴的情況下行駛而其行駛性能沒有明顯的惡化時(shí)，必須采用上述方法。測試在充氣壓力為零的情況下進(jìn)行；在發(fā)生脫座以前一直采用“J形彎道”，其速度要么固定(EP 377 338)，要么逐漸增加(EP 334 955)。沒有發(fā)生脫座的行駛?cè)?shù)作為評價(jià)輪胎性能的一個(gè)指標(biāo)。
這種方法的一個(gè)難點(diǎn)在于其結(jié)果不具有令人滿意的可重復(fù)性，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)彎時(shí)沒有對轉(zhuǎn)向角進(jìn)行控制?！稗D(zhuǎn)向角”是指為調(diào)整車輛的行駛軌跡，駕駛員調(diào)節(jié)車輛的方向盤所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。理論上，測試駕駛員必須使輪胎保持在理想的軌跡上(具有所需的曲率半徑)進(jìn)行測試，但是，如圖4所示，實(shí)際行駛過的軌跡只能是大致上與其相同。為保證測試正確，軌跡必須位于由半徑為R+和R-的圓所限制的范圍內(nèi)。大量軌跡可能處于這些限制范圍內(nèi)駕駛員可在轉(zhuǎn)彎時(shí)采用過大的轉(zhuǎn)向角，然后再將角度朝小的方向修正，或者是相反地，在開始時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一小的轉(zhuǎn)向角，然后再進(jìn)行修正，以使軌跡處于限制范圍內(nèi)。這種操縱方式的結(jié)果是重復(fù)性差。上述方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是分辨率低。通常，其是作為一種雙值測定(輪胎要么滿足設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，要么不滿足)，且不能對符合標(biāo)準(zhǔn)的輪胎進(jìn)行分類，因此其無法區(qū)分出兩種預(yù)定圈數(shù)后沒有發(fā)生脫座的輪胎。
美國專利6,580,980通過采用一種可以避免轉(zhuǎn)向角變化問題的變化方法，從而具有更好的可重復(fù)性。車輛的駕駛員駕駛車輛沿直線行駛，然后以較大的角速度(300°/s)突然轉(zhuǎn)向(通常為大約180°)。以發(fā)生脫座的輪胎的胎緣數(shù)量(0、1或2)來評定輪胎的性能。其它參數(shù)也可用來評定脫座性能，如在測試的過程中車輛的最大橫向加速度或偏離預(yù)定軌跡的程度。
盡管這種方法解決了轉(zhuǎn)向角重復(fù)性的問題，但其仍然具有一個(gè)缺點(diǎn)，即其被限制于單一的轉(zhuǎn)向角，這樣減少了有用數(shù)據(jù)的數(shù)量，降低了評定精度。
因此，有必要提供一種輪胎測試方法，其可以評定輪胎抵抗脫座的能力，并能對不同設(shè)計(jì)的多種輪胎進(jìn)行評級。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種方法，用于評定至少一個(gè)安裝于輪輞上并充氣至預(yù)定壓力的輪胎的抵抗脫座能力，所述方法包括(A)在車輛轉(zhuǎn)向軸位置上安裝輪胎；(B)起動(dòng)車輛，并保持預(yù)定的速度；(C)通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤施加一轉(zhuǎn)向角，并保持預(yù)定的時(shí)間，車輛以這樣的方式按預(yù)定的速度前進(jìn)，即輪胎駛過圓周圓弧形的軌跡。
(D)重復(fù)步驟C，逐漸增大轉(zhuǎn)向角直到滿足至少一個(gè)選自下列的條件(i)輪胎開始脫座；或(ii)方向盤達(dá)到停止點(diǎn)。
駕駛員可在車輛速度建立前施加第一轉(zhuǎn)向角。例如，當(dāng)用于測試的輪胎壓力過低時(shí)，可以證明上述情況是必要的?？梢栽谲囕v靜止時(shí)施加第一轉(zhuǎn)向角，然后起動(dòng)車輛，并使其達(dá)到預(yù)定的速度。在這種情況下，當(dāng)車輛達(dá)到預(yù)定的速度后，依據(jù)車輛行駛經(jīng)過的圓弧，逐漸增大轉(zhuǎn)向角。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，用于測試的車輛行駛軌跡包括一些圓弧，每個(gè)圓弧對應(yīng)于一個(gè)所施加的轉(zhuǎn)向角度值。這些圓弧構(gòu)成軌跡的“有用部分”，也就是說這些部分用來評定輪胎抵抗脫座的能力。連續(xù)的兩個(gè)圓弧可以由一中間軌跡部分隔開，也可以直接相連。車輛在全部有用部分必須以預(yù)定的速度行駛，但是在任意中間軌跡部分行駛時(shí)，車輛的速度沒有限制。
在本說明書中，增加轉(zhuǎn)向角表示其絕對值增加，而與方向盤的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。方向盤的前后兩個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作(每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)成一轉(zhuǎn)向角)可以是在相同或相反的方向。換言之，對于兩個(gè)連續(xù)的圓弧段，方向盤的旋轉(zhuǎn)方向可以改變，也可以不改變。
轉(zhuǎn)向角的逐漸增加導(dǎo)致車輛行駛經(jīng)過的圓弧曲率半徑逐漸減少。轉(zhuǎn)向角的逐漸增加并不排除有可能在轉(zhuǎn)向角增加前施加兩倍或更多倍于相同值的轉(zhuǎn)向角。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在每次增加轉(zhuǎn)向角之前，車輛按這樣的方式移動(dòng)所有圓弧狀的軌跡部分大致具有相同的起點(diǎn)。因此，兩個(gè)連續(xù)的圓弧由中間軌跡部分隔開，其允許車輛按這樣的方式移動(dòng)所有作為軌跡有用部分的圓弧形軌跡部分大致具有相同的起點(diǎn)。因此，該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于其使得在車輛行駛經(jīng)過每個(gè)圓弧之前，可以使輪胎大體上返回至相同的應(yīng)力狀態(tài)和相同的溫度狀態(tài)。該實(shí)施例也可以在一個(gè)相對較小的面積內(nèi)進(jìn)行測試。
根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例，在上述兩個(gè)條件中的一個(gè)滿足以前，輪胎行駛過的軌跡是一個(gè)沒有間斷的連續(xù)圓弧。因?yàn)槠浔苊饬酥虚g部分的操作，所以該實(shí)施例在這方面具有優(yōu)勢，即每次測試的周期可以縮短。該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其允許測試自動(dòng)進(jìn)行。實(shí)際上，在輪胎脫座之前，車輛速度的穩(wěn)定和轉(zhuǎn)向角的增加可以很容易地由一個(gè)自動(dòng)車載系統(tǒng)完成。
當(dāng)實(shí)施第二個(gè)實(shí)施例時(shí)，轉(zhuǎn)向角的增加可以采用一恒定或可變的方向盤旋轉(zhuǎn)速度，或者也可以離散值的方式逐步增加來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)新值保持預(yù)定的時(shí)間，其同時(shí)也對應(yīng)于車輛行駛的預(yù)定行距離(車速保持恒定)。
當(dāng)轉(zhuǎn)向角以離散值的形式逐步增加時(shí)，最好使每一角度值保持一定的時(shí)間，以使輪胎與路面接觸區(qū)域的應(yīng)力保持穩(wěn)定。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向角第一次增加至一非零的角度α0時(shí)，其使輪胎行駛在圓弧形的第一軌跡部分上，角度α0大于隨后的增加值Δα，Δα對應(yīng)角度α0的分值(fractions)。測試開始時(shí)選擇一個(gè)大的增加值使得有可能快速通過輪胎不發(fā)生脫座的行駛范圍，從而減少測試時(shí)間。當(dāng)測試根據(jù)第二實(shí)施例的方法進(jìn)行時(shí)，這樣設(shè)定的初始增加值使得有可能減少測試所需的面積實(shí)際上，小轉(zhuǎn)向角形成大曲率半徑的行駛軌跡，相應(yīng)地意味著輪胎行駛經(jīng)過的圓弧具有較大的半徑。轉(zhuǎn)向角隨后增加一較小的增量Δα，以獲得對輪胎性能更加精確的測量。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向角的增加在方向盤旋轉(zhuǎn)速度大于300°/s，優(yōu)選地大于500°/s時(shí)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@樣有可能減少輪胎處于應(yīng)力瞬時(shí)狀態(tài)的時(shí)間。
為了限制預(yù)定轉(zhuǎn)向角度值的誤差，車輛最好具有輔助轉(zhuǎn)向角快速達(dá)到預(yù)定值的手段。這一手段可以是方向盤和儀表面板上的簡單的標(biāo)記，但是其也可以是測量轉(zhuǎn)向角，并在車輛的儀表面板上實(shí)時(shí)顯示測量值。車輛也可以配置允許快速、精確達(dá)到指定轉(zhuǎn)向角的機(jī)械裝置。
根據(jù)本發(fā)明的方法，有可能同時(shí)評定兩倍于車輛轉(zhuǎn)向軸數(shù)量的輪胎。舉例來說，有可能同時(shí)評定安裝于客運(yùn)車輛的一根轉(zhuǎn)向軸上的兩個(gè)輪胎。優(yōu)選地，在每次測試時(shí)評定一個(gè)輪胎的性能。其它的輪胎最好充氣至正常的壓力，以使得不改變車輛的轉(zhuǎn)向性能。如測試的是癟輪胎，安裝于車輛上的其它輪胎可以是，也可以不是癟輪胎，。
通常，測試可以以這樣的方式執(zhí)行，即相對于作為行駛軌跡可用部分的各圓弧段的曲率中心來說，將評定脫座性能的輪胎安裝于車輛的外側(cè)，因?yàn)槟抢锸菣C(jī)械應(yīng)力最大的位置。然而，測試也可以以這樣的方式執(zhí)行，即將評定脫座性能的輪胎相對于各圓弧段的曲率中心安裝于車輛上的內(nèi)側(cè)，或者在內(nèi)側(cè)或外側(cè)之間選取，要么將用于測試的輪胎相繼安裝于車輛的兩側(cè)，要么改變方向盤的旋轉(zhuǎn)方向。
當(dāng)測試癟輪胎時(shí)，優(yōu)選地采用零充氣壓力，因?yàn)樵诖藟毫ο螺喬ッ撟l(fā)生得最快。


如下結(jié)合附圖的描述揭示了本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
圖1為裝有需測試輪胎的車輛示意圖。
圖2為沿著由車輪和輪胎組成的組件所作的部分剖視圖。
圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的脫座測試配置示意圖。
圖4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的脫座測試中可能的行駛軌跡示意圖。
圖5和6為在脫座測試過程中，在即將脫座和脫座后，沿著由車輪和輪胎組成的組件所作的部分剖視圖。
圖7-10為根據(jù)本發(fā)明的脫座測試中可能的行駛軌跡示意圖。
圖11表示數(shù)種輪胎結(jié)構(gòu)的橫向加速度與轉(zhuǎn)向角之間的函數(shù)關(guān)系。
圖12為關(guān)于脫座測試的輪胎評級示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為車輛10的示意圖，車輛10裝有一個(gè)具有兩個(gè)輪胎和車輪組件31和32的轉(zhuǎn)向軸21及一個(gè)具有兩個(gè)輪胎和車輪組件33和34的非轉(zhuǎn)向軸22。
圖2為沿著由車輪40(包括輪盤41和輪輞42)和輪胎50組成的組件所作的部分剖視圖，輪胎50包括一對胎緣54和55，一對側(cè)壁部分51和52，及一個(gè)使輪胎與道路60表面接觸的胎面53，其中每個(gè)胎緣中內(nèi)嵌有胎緣鋼絲圈56，57。
圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的脫座測試配置示意圖。車輛10裝有輪胎和車輪組件32，其上具有要測試的輪胎，輪胎內(nèi)的充氣壓力可以是零，車輛以勻速(一般在40至60km/h之間)沿直線71起動(dòng)，然后車輛進(jìn)入這樣的彎道，即輪胎和車輪組件32經(jīng)過具有預(yù)定曲率半徑R的圓弧段軌跡部分。在“J形彎道”或“U形彎道”的測試過程中，在進(jìn)入下一圈的起點(diǎn)之前，車輛10駛過一半圓72，但是也可進(jìn)行變化，將軌跡延長一段73，形成一個(gè)曲率半徑為R的整圓。
傳統(tǒng)上，在地面上做出標(biāo)記以使駕駛員沿著理想軌跡前進(jìn)。車輛行駛多圈直到脫座發(fā)生。多圈可以采用相同或逐漸增加的速度。未發(fā)生脫座所行駛過的圈數(shù)作為評定輪胎性能的指標(biāo)。
當(dāng)然，輪胎和車輪組件32實(shí)際駛過的軌跡在某種程度上不同于理想軌跡。當(dāng)輪胎和車輪組件32處于由半徑為R+和R-的兩圓所組成的限制范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為測試是有效的。這些如圖中點(diǎn)劃線圓所示的限制范圍，可以做出標(biāo)記(在地面做標(biāo)記，使用錐形物做標(biāo)記)，也可以不做標(biāo)記。
圖4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的脫座測試中可能的行駛軌跡示意圖。理想軌跡81(實(shí)線)與兩個(gè)實(shí)際軌跡82(虛線)和83(點(diǎn)劃線)相比較。由于兩個(gè)實(shí)際軌跡處于由半徑為R+和R-的兩圓所組成的限制范圍內(nèi)，所以認(rèn)為它們是有效的。在對應(yīng)于軌跡82的的行駛過程中，為了沿著理想軌跡81行駛，駕駛員修正轉(zhuǎn)向角過晚；因此，他選擇了一個(gè)較大的轉(zhuǎn)向角以保持在半徑為R+的圓內(nèi)側(cè)。在對應(yīng)于軌跡83的行駛過程中，駕駛員進(jìn)彎時(shí)選擇了較大的轉(zhuǎn)向角，然后朝小的方向向下修正轉(zhuǎn)向角度。在圈82和83中，輪胎的受力情況當(dāng)然不同。這種操作使得對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的脫座測試的重復(fù)性不能令人滿意。
圖5和6為在脫座測試過程中，在即將脫座和脫座后，沿著由車輪40和輪胎50組成的組件所作的部分剖視示意圖。圖5表示即將發(fā)生脫座前的輪胎50。在非常大的機(jī)械應(yīng)力作用下，輪胎50以這樣的方式在與道路60相接觸的區(qū)域變平，即相對于車輛10軌跡的曲率中心處于外側(cè)的輪胎側(cè)面的輪胎側(cè)壁51與道路60接觸。胎緣54在沒有完全偏離其座圈58的情況下相對于胎緣鋼絲圈56的軸線旋轉(zhuǎn)。相對于車輛10軌跡的曲率中心處于內(nèi)側(cè)的輪胎側(cè)面的輪胎側(cè)壁52和輪胎胎面53的一部分在相對于軌跡曲率中心處于內(nèi)側(cè)的輪胎一側(cè)形成一個(gè)隆起。
圖6表示相同輪胎在發(fā)生脫座之后不久的情況。包含胎緣鋼絲圈56的胎緣54離開其座圈58，在相對于胎緣鋼絲圈56的軸線旋轉(zhuǎn)以前返回其原來的位置。通過判斷輪胎性能的突然變化以及可能輪輞42與道路60表面在點(diǎn)45處產(chǎn)生摩擦而產(chǎn)生的噪音，駕駛員可以判斷脫座的發(fā)生。
圖7-9為根據(jù)本發(fā)明的脫座測試中可能的行駛軌跡示意圖。
圖7表示本發(fā)明一個(gè)具有多個(gè)“J形彎道”的實(shí)施例。測試在干路面上進(jìn)行。車輛10的轉(zhuǎn)向軸21配合具有要測試的輪胎的輪胎和車輪組件32，輪胎的充氣壓力可以是零。車輛10沿直線71以勻速60km/h起動(dòng)。當(dāng)輪胎和車輪組件32通過直線90時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以大于300°/s的速度增大轉(zhuǎn)向角。測試條件(輪胎的安裝、方向盤的旋轉(zhuǎn)方向)選擇為輪胎和車輪組件32位于車輛10軌跡線部分的曲率中心的外側(cè)。在該實(shí)施例中，初始轉(zhuǎn)向角設(shè)置為90°。事實(shí)證明，轉(zhuǎn)向角小于90°時(shí)橫向加速度很小在60km/h時(shí)，30°的轉(zhuǎn)向角所測量得到的橫向加速度為0.1G。再加上如果駕駛員要對漏氣輪胎的性能進(jìn)行補(bǔ)償，當(dāng)車輛沿直線行駛時(shí)其轉(zhuǎn)向角也不是為零。轉(zhuǎn)向角保持預(yù)定的時(shí)間或保持預(yù)定的行駛距離，在該例中為30米的距離，對應(yīng)于輪胎和車輪組件32通過的曲線91，其可以在地面上做出標(biāo)記。輪胎和車輪組件32行駛過的軌跡部分對應(yīng)于圓弧75。記錄車輛的橫向加速度。
如果輪胎沒有脫座，車輛10返回到第一軌跡的起點(diǎn)位置，然后沿直線71以勻速60km/h起動(dòng)。當(dāng)輪胎和車輪組件32通過直線90時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以大于300°/s的速度增大轉(zhuǎn)向角。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向角增大至120°。在30米的行駛距離內(nèi)轉(zhuǎn)向角保持不變，直到輪胎和車輪組件32通過曲線91。輪胎和車輪組件32行駛過的軌跡部分對應(yīng)于圓弧76，其曲率半徑小于圓弧75的曲率半徑。再次記錄車輛的橫向加速度。重復(fù)上述過程，每次轉(zhuǎn)向角增加30°，直到滿足至少一個(gè)選自下列的條件(i)輪胎開始脫座；或(ii)車輛10的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)。圖中所示的圓弧77-79分別對應(yīng)于150°、180°和210°的轉(zhuǎn)向角。
圖8表示本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中在滿足兩個(gè)條件(i)或(ii)中的至少一個(gè)以前，輪胎和車輪組件32行駛過的軌跡100是一條不間斷的連續(xù)圓弧。與前面的實(shí)施例一樣，車輛10的轉(zhuǎn)向軸21與具有要測試的輪胎的輪胎和車輪組件32相配合，輪胎的充氣壓力為零。車輛沿直線71以勻速60km/h起動(dòng)。到達(dá)點(diǎn)110后，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以大于500°/s的速度增大轉(zhuǎn)向角，測試條件(輪胎的安裝、方向盤的旋轉(zhuǎn)方向)選擇為，輪胎和車輪組件32位于相對于車輛10的每個(gè)軌跡部分的曲率中心的外側(cè)。如示例所示，轉(zhuǎn)向角以離散值的形式逐步增加轉(zhuǎn)向角保持預(yù)定的時(shí)間或保持預(yù)定的行駛距離，此處為2秒的時(shí)長。在測試過程中，方向盤的旋轉(zhuǎn)方向保持不變。
與第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于輪胎和車輪組件32行駛經(jīng)過的軌跡，其位于兩個(gè)由圓弧段組成的軌跡部分之間。而不是將車輛10返回至起點(diǎn)，駕駛員直接增加轉(zhuǎn)向角，使得輪胎和車輪組件32行駛經(jīng)過的軌跡成螺旋狀，軌跡由一系列半徑逐漸減小的圓弧段組成。點(diǎn)111至113對應(yīng)于轉(zhuǎn)向角的改變。增加轉(zhuǎn)向角直到選自下列條件中的至少一個(gè)被滿足(i)輪胎開始脫座；或(ii)車輛10的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)。對應(yīng)于每個(gè)轉(zhuǎn)向角度值記錄車輛10的橫向加速度。
圖9表示本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，其中連續(xù)的兩個(gè)圓弧段由一中間的軌跡部分隔開。與前面的實(shí)施例一樣，在車輛10的轉(zhuǎn)向軸21配合具有要測試的輪胎的輪胎和車輪組件32，輪胎的充氣壓力低于其正常使用的壓力。車輛沿直線71以勻速60km/h起動(dòng)。到達(dá)可以在地面上做出標(biāo)記的線131后，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以大于500°/s的速度增大轉(zhuǎn)向角。測試條件(輪胎的安裝、方向盤的旋轉(zhuǎn)方向)選擇為輪胎和車輪組件32位于車輛10的一側(cè)，其相對于每個(gè)圓弧狀的軌跡部分的曲率中心來說位于外側(cè)。如示例所示，在車輛再次行駛通過線131所需的時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)向角保持一定；因此輪胎和車輪組件32行駛經(jīng)過一半圓121。然后，駕駛員駕駛車輛沿直線前進(jìn)直到車輛通過線132。駕駛員接著增加轉(zhuǎn)向角，使輪胎和車輪組件32行駛經(jīng)過第二圓弧122，其曲率半徑小于圓弧121的曲率半徑。當(dāng)輪胎和車輪組件32再次行駛通過線132時(shí)，駕駛員駕駛車輛沿直線前進(jìn)直至車輛通過線131，如此等等。軌跡的“有用部分”由圓弧段121-125組成，它們的曲率半徑逐漸減小。駕駛員逐漸增加轉(zhuǎn)向角直到滿足選自下列條件中的至少一個(gè)(i)輪胎開始脫座；或(ii)車輛10的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)。對應(yīng)于每個(gè)轉(zhuǎn)向角度值記錄車輛10的橫向加速度。
對如圖9所示的實(shí)施例的實(shí)施條件進(jìn)行選擇，使得可以得到一個(gè)特別簡單的軌跡線。在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，通過保持不同的轉(zhuǎn)向角(換言之，行駛通過相同長度的圓弧段)，而不是車輛通過多個(gè)半圓，可以得到不同的實(shí)施例。在這種變化中，標(biāo)記出線131和132會(huì)更加困難；因此，在每個(gè)圓弧段后，駕駛員駕駛車輛沿直線向前行駛預(yù)定的時(shí)間。
圖10表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在滿足兩個(gè)條件(i)或(ii)中的至少一個(gè)以前，輪胎和車輪組件32行駛過的軌跡140是一條不間斷的連續(xù)圓弧。其與第二實(shí)施例的主要區(qū)別在于方向盤兩個(gè)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)是在彼此相反的方向，每次方向盤的旋轉(zhuǎn)構(gòu)成一轉(zhuǎn)向角。點(diǎn)150和151對應(yīng)于方向盤反轉(zhuǎn)的位置。輪胎和車輪組件32行駛經(jīng)過的蛇形軌跡由一些半徑逐步減小的圓弧段組成R1＞R2＞R3。當(dāng)希望改變輪胎和車輪組件32的位置(相對于由圓弧段組成的各軌跡部分的曲率中心來說，輪胎和車輪組件32可位于內(nèi)側(cè)或外側(cè))，尤其是希望同時(shí)測試安裝于同一轉(zhuǎn)向軸上的兩個(gè)輪胎和車輪組件時(shí)，該實(shí)施例將更加合適。在這種情況下，在增加轉(zhuǎn)向角和減小曲率半徑之間，可以優(yōu)選地以相同的轉(zhuǎn)向角、不同的方向盤旋轉(zhuǎn)方向系統(tǒng)地行駛通過具有相同曲率半徑的兩個(gè)圓弧段。因此，對于每個(gè)曲率半徑，相對于曲率中心來說位于內(nèi)側(cè)和外側(cè)的兩個(gè)輪胎都進(jìn)行了測試。
圖11表示尺寸為225/50R17的輪胎的橫向加速度γT與轉(zhuǎn)向角α之間的函數(shù)關(guān)系。測試根據(jù)第一種實(shí)施例進(jìn)行，采用BMW 330作為測試車輛，車速為60km/h。使用車載測量設(shè)備(VBOX)測量每個(gè)圓弧段中的最大橫向加速度。曲線“1”和“2”(空心符號標(biāo)記)對應(yīng)于常用的充氣壓力為1巴至0.6巴的輪胎。曲線“A”、“B”、“C”和“D”(實(shí)心符號標(biāo)記)對應(yīng)于充氣壓力為零的不同的癟(run-flat)輪胎。γT的值為零表示輪胎發(fā)生脫座。取決于所選取的設(shè)計(jì)方案，輪胎在不同的轉(zhuǎn)向角發(fā)生脫座只有設(shè)計(jì)標(biāo)號為“D”的輪胎能在較大的轉(zhuǎn)向角時(shí)不發(fā)生脫座。
下面的表格表示了所得結(jié)果的可重復(fù)性。αmax表示測試停止時(shí)的轉(zhuǎn)向角，此時(shí)要么因?yàn)檩喬グl(fā)生脫座，要么因?yàn)檐囕v的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)；γTmax表示測量的最大橫向加速度。對三種不同設(shè)計(jì)的輪胎進(jìn)行了兩次測試。

當(dāng)然，和其它測試一樣，這些結(jié)果取決于所使用的車輛，因?yàn)槿Q于車輛，相同的轉(zhuǎn)向角可能不對應(yīng)于同級別輪胎的相同角度。
αmax和γTmax的值使得有可能對不同的癟輪胎進(jìn)行分級。圖12為能將輪胎分為三種類型的示意圖。對于屬于類別“I”的輪胎發(fā)生脫座時(shí)的轉(zhuǎn)向角(低于點(diǎn)劃線161所代表的值)或橫向加速度(低于點(diǎn)劃線162所代表的值)，非專業(yè)的用戶可以達(dá)到這一指標(biāo)；因此認(rèn)為它們需要改進(jìn)。屬于類別“III”的輪胎不會(huì)發(fā)生脫座，即使其角度對應(yīng)于車輛的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)(實(shí)線163)，或者是脫座發(fā)生在其加速度為一般的非專業(yè)駕駛員不可達(dá)到的值的時(shí)(位于實(shí)線64以上)；因此認(rèn)為它們是令人滿意的。屬于類別“II”的輪胎大多數(shù)能令人滿意，但是它們的性能可能限制于特定類型的車輛，特定的駕駛員等。
這三種分類僅是舉例。當(dāng)然還可以基于αmax和γTmax的值提出更精確的標(biāo)準(zhǔn)，以允許對不同類型的輪胎進(jìn)行客觀的分類。
如果希望對充氣至預(yù)定壓力的輪胎進(jìn)行相對的分類，其中輪胎在根據(jù)上述任一實(shí)施例，以預(yù)定速度進(jìn)行的測試過程中沒有脫座，則可以在更低的充氣壓力下重復(fù)測試過程和/或在更高的速度下測試，以對輪胎進(jìn)行分類。
根據(jù)本發(fā)明的方法使得有可能通過在保持速度恒定時(shí)增加轉(zhuǎn)向角，精確地比較不同類別的輪胎抵抗脫座的性能?？梢栽O(shè)想出另一種測試方法，其保持轉(zhuǎn)向角恒定，增大車輛速度直到發(fā)生脫座，但是這種方法在增加車輛速度方面重復(fù)性差(偏航度大時(shí)難以對車輛進(jìn)行加速)，需要較大的測試面積，因?yàn)楫?dāng)速度增加時(shí)，車輛行駛的圓圈將變大。
權(quán)利要求
1.一種方法，確定至少一個(gè)安裝于輪輞上并充氣至預(yù)定壓力的輪胎的抵抗脫座能力，所述方法包括(A)在車輛(10)的轉(zhuǎn)向軸(21)上安裝輪胎；(B)起動(dòng)車輛(10)，并保持預(yù)定的速度；(C)通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤施加一轉(zhuǎn)向角，并保持一定的時(shí)間，車輛(10)在圓弧形的軌跡部分(75-79；121-125)上以預(yù)定的速度前進(jìn)；(D)重復(fù)步驟(C)，逐漸增大轉(zhuǎn)向角直到滿足選自下列條件中的至少一個(gè)(i)輪胎開始脫座，或(ii)車輛(10)的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在每次增加轉(zhuǎn)向角之前，車輛(10)以如下方式移動(dòng)，即所有圓弧形的軌跡部分(75-79)大致具有相同的起點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于輪胎在步驟(3)和(4)中所駛過的軌跡(100，140)是一條不間斷的連續(xù)圓弧。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于每次形成一轉(zhuǎn)向角的方向盤兩次連續(xù)的旋轉(zhuǎn)是在彼此相反的方向作出的。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于開始時(shí)形成的轉(zhuǎn)向角為一非0°的角度α0，然后以Δα的步長增大該角度，其中Δα是角度α0的數(shù)分之一。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于以大于300°/s的方向盤旋轉(zhuǎn)速度增大轉(zhuǎn)向角。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于車輛(10)具有用于輔助快速達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)向角的裝置。
8.如權(quán)利要求1-3、5-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于相對于軌跡的各圓弧段(75-79；121-125)的曲率中心來說，要測試的輪胎位于車輛(10)的外側(cè)。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在大于預(yù)定速度的速度下重復(fù)進(jìn)行測試。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于用于測試的輪胎的充氣壓力為零。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，確定至少一個(gè)安裝于輪輞上并充氣至預(yù)定壓力的輪胎的抵抗脫座能力，所述方法包括(A)在車輛(10)的轉(zhuǎn)向軸(21)上安裝輪胎；(B)起動(dòng)車輛(10)，并保持一預(yù)定的速度；(C)通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤施加一轉(zhuǎn)向角，并保持一定的時(shí)間，車輛(10)在圓弧形的軌跡部分(75－79；121－125)上以預(yù)定的速度前進(jìn)；(D)重復(fù)步驟(C)，逐漸增大轉(zhuǎn)向角直到滿足選自下列條件中的至少一個(gè)(i)輪胎開始脫座，或(ii)車輛(10)的方向盤達(dá)到其停止點(diǎn)。
文檔編號G01M17/02GK1766537SQ200510116920
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者J-M·塔托克斯-帊羅斯, P·戈捷 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