多轴汽车：轮胎气压选取技巧

选取轮胎气压是一个十分复杂的工作，至今尚未有严谨的可循之规。本书介绍的下列方法，仅是供设计人员和用户参考的公路行驶气压的选取方法。

1.参照主参数统计式选取

所谓参照主参数统计式选取，首先是把某一车种现有车型轮胎的主参数系数M_e计算出来，然后再把相应车型的公路使用气压P_w对照记录下来，最后把它们归纳成P_w与M_e的函数方程P_w=f（M_e）。主参数系数M_e由下式表示：

M_e=Q/SR₀ （5-71）

式中 Q——单轮负荷（N）

S——轮胎断面宽度（cm）；

R₀——轮胎半径（cm）。

利用统计方程选定的使用气压，反映了现有车辆使用气压的实际，但它又不是现有车辆的使用气压，它是主参数系数的规律反映。

式（5-72）是我国当前数十部越野汽车（包括轻、中、重和超重各个等级）的P_w和M_e的统计式：

式中 a₀=83；a₁=29.7；a₂=-0.139；a₃=0.084。

图5-30所示是我国部分越野车P_w和M_e的关系曲线。由式（5-72）计算的气压值也可根据运行实践作适当的调整，但最大调整值不得超过10%。

图5-30 我国部分越野汽车的P_w和M_e的关系曲线

2.参考公路经济气压

轮胎公路经济气压P_wg，也可称其为载荷优化时的气压，它可由下式计算：

式中 Q——轮胎负荷（N）；

h₀——轮胎断面高度（cm）；

d——轮辋直径（cm）；

K——速度和车种系数。对于轻型二轴汽车，随着车速由高至低（80～160km/h），

前轴的K值可从1.10升至1.40，后轴的K值，可从1.0降至0.60。

4×4的全轮驱动汽车，当其中一个车轴的轮胎气压确定之后，另一车轴的胎压则应由保证没有功率循环确定。

三轴以上的重型多轴汽车由于机动性的需要，故K值可在0.5～0.6之间选取，极端情况还可降到0.5以下。

3.服从额定气压限制

在轮胎已经选定的情况下，轮胎的额定气压P_we就已确定，此时在选定使用气压P_w时，必须参考P_we值。假设P_w=λP_we，式中λ值叫做额定气压系数。

λ=P_w/P_we （5-74）

λ值一般应在0.55～0.95之间取值，但不允许超过0.5～1.0的范围。λ值过大不太安全，影响使用寿命；λ值过小则不经济，浪费资源，不能充分发挥材料的潜能。

4.远离公路临界气压

公路临界气压P_wc是选取使用气压P_w应当避开的气压。如果P_w接近或低于P_wc，轮胎的寿命就会降低，行驶阻力和油耗就会增加。

公路临界气压P_wc是轮胎变形公式在（αβ）获得极大值点时的轮胎气压，其计算公式如下：

对于小轿车：P_wc=14.8/（SR₀/Q-1/40） （5-75）

对于客货车和越野车：P_wc=-bQ/SR₀ （5-76）

式中 b——系数，b=-21.54。

我国现有轻、中型越野车的公路使用气压，平均约为公路临界气压的1.75倍。轻型车偏高，甚至可达2以上，中型车偏低，也可能低于1.5。(www.xing528.com)

我国现有重型和超重型越野车的公路使用气压，平均约为公路临界气压的1.43倍。

5.按使用条件调压

为适应不同地面行驶，越野汽车轮胎的行驶气压需要进行调整和控制。装有轮胎中央充放气系统（CTI/DS）的车辆，可对胎压进行全程调控。未装该系统的车辆，则需按照设计进行人为调控。

调控一般是在公路行驶气压P_w的基础上，按越野、松软和泥沙等路面选择不同的气压值：

越野行驶：P_y=70%P_w；

松软地面：P_s=50%P_w；

泥沙地面：P_n=30%P_w。

同时，建议行驶在泥沙地面的气压值，一般不要低于100kPa。

6.满足战技指标的要求

所谓满足战技指标的要求，就是所选各轴轮胎的使用气压P_wi，必须满足平均最大接地压力P_m的战术要求。亦即利用式（5-77）计算的各轴轮胎最大接地压力值P_mi的均值P_m必须小于或等于战术要求值P_mr：

式中 n——车轴数；

Q_i——各轴单个轮胎负荷（N）；

f_i——各轴轮胎的变形（cm）；

K——接地系数，K=12.5～16.7，轻型车取小，重型车取大。

7.防止功率循环

对于全轮驱动汽车，由于种种原因，往往行驶气压选择不当，从而造成功率循环，造成功率损失和轮胎磨损。为避免或减轻这一现象，必须采取如下措施：

（1）对于二轴全轮驱动汽车 二轴汽车，前后轴的负荷往往差别很大，同一种轮胎承担不同的负荷，如果不选取不同的气压，就难以保证前、后轴轮胎的变形基本保持一致。

前、后轴轮胎的变形如果相差过大，这对4×2的汽车来说，还可勉强接受。然而对于4×4的全轮驱动汽车来说则是绝对不允许的。为解决这个问题，可以按下述方法选定轮胎气压。

解决二轴全轮驱动汽车功率循环的方法，就是使前、后轴轮胎的变形保持相等。当两轴中的任一轴的气压P_w选定之后，首先需利用轮胎变形公式计算轮胎的变形f_t，然后，把它代入下式，计算另一车轴轮胎的气压P_w：

ln（A/P_w）-（B/P_w）=0 （5-78）

式中 A=，B=-；

Q——另一车轴的单轮负荷（N）；

S——轮胎断面宽（cm）；

R₀——轮胎半径（cm）；

f_t——已定胎压车轴轮胎的变形（cm）；

a、b——系数，a=22.54，b=-21.54。

式（5-78）是一个隐函数，在算出A、B数值后，可进行迭代处理。由该式确定的轮胎气压，再代入轮胎变形公式计算的轮胎变形，一定等于f_t。

（2）对于三轴以上的全轮驱动汽车 二轴汽车是通过调整前、后轴轮胎的气压来避免功率循环的，然而，对于三轴以上的多轴汽车则是不实际的，因为那将十分麻烦！例如一辆8轴汽车就有8种气压，那是不可想象的。

等轴负荷分配是解决多轴汽车功率循环的最好途径。同一种轮胎，只要负荷相同、气压相同就一定能够做到变形和行驶路径基本相同。

实现等轴负荷分配，本书已在第三章第二节中作了详细的介绍，也就是可按下式确定各轴悬架的刚度C_i，各轴负荷自然就相等了。

若设G为车辆总负荷，n_g为轮胎总数，那么，各轴轮胎的负荷Q_i=G/n_g。有了Q_i，若再选定了轮胎，亦即选定了断面宽S和轮胎半径R₀，于是主参数系数M_e（M_e=Q_i/SR₀）就确定了。至此就可用统计方程式（5-72）选定各轴公路使用气压了。