多轴汽车：轮胎气压的重要性

轮胎的使用气压和汽车各大性能有着密切的关系，诸如接地压力、附着状况、滚动阻力、制动距离、燃料消耗、径向刚度、振动频率、转向轻重、侧偏刚度、车身状态、能量吸收以及功率循环等。

下面的部分公式，影响着汽车不同的性能，但它们都和轮胎的使用气压密切相关。

1.轮胎变形公式

轮胎径向变形f_t的表达式为

式中 α——参数因子，α=；

β——刚性因子，β=ae^bα。

参数因子中的P_w就是轮胎气压，它影响轮胎径向变形f_t的大小，而f_t又和诸多性能有关。

1）轮胎气压P_w影响悬架偏频。轮胎气压P_w影响轮胎的变形f_t，而轮胎变形又决定着轮胎的刚度C_t，因为C_t=Q/f_t，式中Q为轮胎载荷。轮胎的刚度C_t还影响悬架刚度C，C=C_s-C_t/（C_s+C_t）。悬架刚度决定着悬架的静挠度，即f=Q_s/C。式中Q_s为悬架载荷，悬架变形f最终决定悬架的偏频N。如果f的单位取为厘米，而偏频的单位取为次/分，那么N=300/。这就是说，轮胎气压影响悬架的偏频，影响乘员的舒适性以及货物的完整性和安全性。

2）轮胎的气压P_w和轮胎变形f_t影响汽车的动力性能。由于气压低、变形大，因此阻力增加，车速降低。特别是在泥沙地面，如果轮胎气压低、变形大，下陷量就增大，这需要耗费很大的动力去推动车辆前进。反之，气压过高，还会影响行驶稳定性。

3）轮胎气压P_w和变形f_t影响经济性能。气压低、变形大，行驶阻力增加，单位行驶里程的油耗就增加。

4）轮胎气压P_w和变形f_t还影响转向性能。气压低、变形大，转向就沉重。反之，气压高、变形小，转向就会漂浮，轮胎打滑，抓地性差，甚至失去附着力。

5）轮胎的气压P_w和变形f_t还影响轮胎的磨损，影响使用寿命。

6）在全驱动汽车上，由于各车轴轮胎变形f_t的不一致，还会造成功率循环和动力损失，加剧轮胎和相关零部件的磨损。

2.轮胎最大接地压力公式

轮胎最大接地压力P_m的公式为(www.xing528.com)

轮胎最大接地压力P_m是汽车通过性和机动性的重要参数。由上式可知，它是轮胎变形f_t的函数，而f_t又是轮胎气压P_w的函数。所以，轮胎气压影响着汽车的通过性和机动性，这与多轴越野汽车更是紧密相关。

3.单次通过圆锥指数VCI₁公式

单次通过圆锥指数的计算公式为

VCI₁是车辆一次通过某种土壤时所需的最小土壤强度，是评价车辆机动性的重要指标。由式（5-69）可知，它与轮胎最大接地压力P_m成直线关系，而P_m又是和轮胎气压P_w相关的。所以轮胎气压和车辆的通过性和机动性密切相关。

4.轮胎的侧偏刚度公式

轮胎的侧偏刚度K_s由下式表示：

K_s=ξS²P_w[f_t/R₀-λ（f_t/R₀）²] （5-70）

当f_t/R₀≤0.176时，K_s=ξS²P_w[f_t/R₀-0.375（f_t/R₀）²]；

当f_t/R₀＞0.176时，K_s=ξS²P_w[1/9-0.287（f_t/R₀）]。

ξ为胎种系数，斜交胎ξ=0.09，正交胎ξ=0.07。

侧偏角δ是影响汽车稳态转向特性的重要因素，而在已知侧向力F_y的情况下，侧偏角δ可由δ=F_y/K_s求得。由式（5-70）可知，K_s是由轮胎气压P_w决定的，所以P_w影响着汽车的操纵稳定性能。

由上述四个公式可知，轮胎气压影响汽车的各个主要性能，有着不可忽视的重要地位。然而，轮胎气压的选取，当前却普遍存在着很大的随意性。例如：在同种汽车、同种轮胎、相同使用条件和负荷相近的情况下，轮胎气压却相差很大；二轴汽车的前后轴，负荷相差较大，为了省事依然取为相同的气压；二轴全驱动汽车，虽然前、后轴轮胎气压有所区别，但轮胎的变形却不相同，造成滚动半径不等，从而带来不必要的功率循环；三轴以上的多轴汽车，在各轴负荷相差甚大的情况下，各轴依然取为同一种气压等。

为此，下面推荐一些轮胎气压的选取方法，以供设计和使用参考。