轎車、輕型載重車、載重車及大客車輪胎滾動阻力測試方法

1、轎車、輕型載重車、載重車及大客車輪胎滾動阻力測試方法(SAE J1269-2006原理這個程序的用意是在一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)上提供一個采集用于各種用途數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法(例如輪胎之間的比較、載荷或壓力作用的測定以及測試結(jié)果與燃料消耗測試的相關(guān)性等 。本文件已被修改，以提供相關(guān)的適于大量滾動阻力測試的單點測試條件（標(biāo)準(zhǔn)參考條件SRC ），如為制訂規(guī)章的或比較的目的。前言本推薦方法提供了在控制條件下測試轎車、輕型載重車、載重車和大客車輪胎滾動阻力的方法,其目的是提供穩(wěn)定地采集用于各種用途數(shù)據(jù)的方法(例如輪胎之間的比較、載荷或壓力作用的測定以及測試結(jié)果與燃料消耗測試的相關(guān)性等 。測試轎車、輕型載重車、載重車和

2、大客車輪胎滾動阻力的另一個文件是SAE 資料報告J1270 ,它對滾動阻力的測試方法做了進(jìn)一步的說明并附有一些背景資料。這兩個文件的格式相同,標(biāo)題內(nèi)容相同。 1 范圍本推薦方法適用于實驗室測量轎車、輕型載重車、載重車和大客車充氣輪胎的滾動阻力。本方法僅適用于測量自由滾動輪胎在穩(wěn)態(tài)行駛、側(cè)傾角和偏離角為零時的滾動阻力,基本測試方法有下列3 種:(1 測力法測量輪胎旋轉(zhuǎn)軸的反作用力并換算為滾動阻力; (2 測扭矩法測量試驗機(jī)的輸入扭矩并換算為滾動阻力; (3 測功率法測量試驗機(jī)的輸入功率并換算為滾動阻力。 2 參考2.1適用于出版物以下出版物形式的部份規(guī)范，具體規(guī)定如下。除非另有說明，應(yīng)適用最新修

3、訂的SAE 的出版物。 2.1.1 SAE的出版可從SAE 的， 400英聯(lián)邦驅(qū)動器， warrendale ，壩15096-0001 ，電話： 877-606-7323 （美國內(nèi)和加拿大）或724-776-4970 （美國以外） ， 。 SAEJ1270測量客車，輕型卡車，卡車和公路，公路卡車和巴士的輪胎 滾動阻力2.1.2輪胎和RIM 協(xié)會可從輪胎和RIM 協(xié)會， 175蒙特羅斯西道， 150，科普利，OH 44321 。 輪胎和RIM 協(xié)會年鑒 3 定義本方法采用了下列定義:(1 滾動阻力:自由滾動輪胎的滾動阻力是指與試驗表面相切、與輪胎輪輞平面平行的所有接觸力之

4、標(biāo)量總和。(2 滾動阻力因數(shù):滾動阻力與輪胎載荷之比。(3 載荷半徑:從載荷輪胎的旋轉(zhuǎn)軸到轉(zhuǎn)鼓表面的垂直距離。(4 最大載荷:模壓在輪胎胎側(cè)上并列入現(xiàn)行輪胎輪輞協(xié)會( T &RA 年鑒輪胎載荷表中規(guī)定的輪胎載荷極限或類似標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)出版的輪胎載荷表中規(guī)定的載荷極限。對于輕型載重輪胎,最大載荷按單胎承受的最大載荷(或載荷極限 定義;對于載重車及大客車輪胎,最大載荷按雙胎并裝承受的最大載荷(或載荷極限 定義。(5 基本充氣壓力:基本充氣壓力是與最大載荷一起模壓在胎側(cè)上的充氣壓力。基本充氣壓力是與現(xiàn)行輪胎輪輞協(xié)會年鑒輪胎載荷表或其它類似標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)出版的相應(yīng)載荷表中規(guī)定的最大載荷相對應(yīng)的充氣壓力。(

5、6 封閉式充氣壓力:開始測試前,給輪胎充入所需的壓力,此時輪胎溫度與測試環(huán)境溫度同。測試過程中用氣門嘴、帽或其它密封物將輪胎中的空氣密封,從而獲得封閉式充氣壓力。(7 調(diào)節(jié)式充氣壓力:給輪胎充入所需的壓力,不管環(huán)境溫度如何,測試過程中保持這個充氣壓力,從而獲得調(diào)節(jié)式充氣壓力。(8 環(huán)境溫度:環(huán)境溫度是指滾動阻力測試過程中,在靠近輪胎的固定位置測得的大氣溫度。測溫點位于距輪緣或試驗表面0. 4 m 的側(cè)向距離處。(9 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度:所有滾動阻力都是指在24 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下測得的數(shù)據(jù)。 4 測試裝置通常使用的測試裝置是實驗室轉(zhuǎn)鼓試驗機(jī)。 4. 1 測試表面(1 測試轉(zhuǎn)鼓直徑:測試轉(zhuǎn)鼓的直徑通常為1

6、.708 m。(2 寬度:測試表面的寬度必須大于測試輪胎的胎面寬度。 (3 測試面粗糙度:測試面必須為中等粗糙度(80 粒度 結(jié)構(gòu)。 4. 2 測試輪輞測試輪輞必須是輪胎輪輞協(xié)會或類似組織規(guī)定中認(rèn)可的輪輞輪廓和輪輞寬度,雖然可以使用其它認(rèn)可的輪輞,但最好使用標(biāo)準(zhǔn)的測試輪輞。測試報告中必須記錄輪輞輪廓和輪輞寬度,輪輞偏差必須符合新輪輞的技術(shù)規(guī)范要求。 4. 3 對正精度和控制精度所有測試條件必須滿足測試規(guī)范要求,因為任何偏差都將影響滾動阻力數(shù)據(jù)的精度。對正精度和控制精度的規(guī)定是,它們對轎車輪胎和輕型載重輪胎滾動阻力的綜合影響不超過0. 5 N標(biāo)準(zhǔn)偏差,對載重車和大客車輪胎滾動阻力的綜合影響不超過

7、2. 2 N 標(biāo)準(zhǔn)偏差。除了對本節(jié)所提的3 種方法中每一種的特殊規(guī)定外,測試參數(shù)必須保持在下列范圍內(nèi):輪胎載荷前后向偏移0.2 mm 輪胎載荷角度偏移0.3° 輪胎偏離角0.1° 輪胎側(cè)傾角0.3° 輪胎載荷轎車輪胎20 N 輕型載重輪胎35 N載重車和大客車輪胎45 N 充氣壓力1.5 kPa 轉(zhuǎn)鼓速度2 km·h - 1 環(huán)境溫度見5. 5 節(jié)說明如果達(dá)不到這些要求,應(yīng)進(jìn)行修正,尤其要對對正或環(huán)境溫度進(jìn)行修正,具體方法見7. 2和7. 4節(jié)。 4. 3. 1 測力法載荷偏置以及載荷與輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力傳感器之間的相互干擾會引起輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力讀數(shù)的嚴(yán)重誤差

8、,這種誤差必須降到最小程度(見7.2 節(jié) 。 4. 3. 2 測扭矩法由于速度搜索波動引起的扭矩變化可能導(dǎo)致滾動阻力誤差增大,因此轉(zhuǎn)鼓導(dǎo)致的扭矩變化必須保持很小,且應(yīng)每隔幾個扭矩波動周期求出平均值。 4. 3. 3 測功率法在測量間隔中,計算滾動阻力需要一個恒定速度值,因此表面速度的變化可能引起明顯的誤差,這就要求在測功率法中轉(zhuǎn)鼓速度保證下列精度: 轎車及輕型載重車輪胎±0.3 km·h - 1 載重車及大客車輪胎±0.8 km·h - 1 4. 4 儀表精度用于讀取和記錄測試結(jié)果的儀表必須相當(dāng)精確,保證滾動阻力測量值不能大于下列標(biāo)準(zhǔn)偏差:轎車及輕型載重

9、車輪胎0.5 N 載重車及大客車輪胎2.2 N要達(dá)到這個精度,3 種滾動阻力測量方法的測量精度應(yīng)達(dá)到下列要求: 輪胎載荷轎車輪胎10 N 輕型載重輪胎20 N載重車及大客車輪胎30 N 充氣壓力轎車及輕型載重車輪胎1 kPa 載重車及大客車輪胎1.5 kPa 溫度0.2 - 1速度1 km·h 4. 4. 1 測力法除了上面所說的共同精度要求外,測力法還應(yīng)保證下列精度( ± : 輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力轎車和輕型載重車輪胎0.5 N 載重車和大客車輪胎1.0 N 載荷半徑轎車和輕型載重車輪胎1 mm 載重車和大客車輪胎2.5 mm 4.4. 2 測扭矩法除了上面所說的共同精度要求外,

10、測扭矩法中的扭矩輸入還應(yīng)保證下列精度( ± :轎車輪胎0.3 N·m 輕型載重輪胎0.5 N·m載重車及大客車輪胎0.6 N·m 4.4.3 測功率法除了上述規(guī)定的共同精度要求外,測功率法還應(yīng)保證下列精度( ± : 功率轎車輪胎10 W 輕型載重輪胎15 W載重車及大客車輪胎20 W轉(zhuǎn)鼓速度轎車及輕型載重車輪胎0. 2 km·h - 1- 1載重車及大客車輪胎0. 3 km·h 5 測試條件推薦的滾動阻力測試包括幾個測點,通過這幾個測點測定平均滾動阻力和平均充氣壓力。5.1. 載荷及充氣壓力標(biāo)準(zhǔn)測試滾動阻力的初測采用封閉式充

11、氣壓力,測試過程中允許壓力與在使用條件下一樣升高。隨后采用調(diào)節(jié)式充氣壓力連續(xù)測幾個測點。載荷及充氣壓力的標(biāo)準(zhǔn)測試見表1 。表1 轎車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)試驗輪胎載荷是最大載荷的百輪胎充氣壓力在基礎(chǔ)壓力上的增加試驗點 分比 （%） 值（±）1 2 3 490 90 50 50-50 kPa（閉氣試驗） +70 kPa（調(diào)壓試驗） -30 kPa（調(diào)壓試驗） +70 kPa（調(diào)壓試驗）試驗點 1 2 3 4 5 6表2輕型載重車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)試驗輪胎載荷是最大單胎載荷輪胎充氣壓力是基礎(chǔ)壓力上的的百的百分比 （%） 分比 （%）100 70 70 40 40 40100（閉氣試驗） 60（調(diào)壓試驗） 1

12、10（調(diào)壓試驗） 30（調(diào)壓試驗） 60（調(diào)壓試驗） 100（調(diào)壓試驗）試驗點 1 2 3 4表3 載重車和大客車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)試驗輪胎載荷是最大雙胎載荷輪胎充氣壓力是基礎(chǔ)壓力上的的百的百分比 （%） 分比 （%）100 100 75 50100（閉氣試驗） 95（調(diào)壓試驗） 70（調(diào)壓試驗） 120（調(diào)壓試驗）5 25 70（調(diào)壓試驗）5. 2 載荷及充氣壓力替代測試如果輪胎升壓情況可以通過其它渠道獲得,就可以采用替代測試。進(jìn)行替代測試時,采用調(diào)壓方式采集各數(shù)據(jù)點。載荷及充氣壓力的替代測試見表4-6 。表4 轎車輪胎的替代試驗輪胎載荷是最大載荷的百輪胎充氣壓力在基礎(chǔ)壓力上的增加試驗點 分比 （%

13、） 值（±）1A 2 3 490 90 50 50-30 kPa（調(diào)壓試驗） +70 kPa（調(diào)壓試驗） -30 kPa（調(diào)壓試驗） +70 kPa（調(diào)壓試驗）試驗點 1A 2 3 4 5 6表5輕型載重車輪胎的替代試驗輪胎載荷是最大單胎載荷輪胎充氣壓力是基礎(chǔ)壓力上的的百的百分比 （%） 分比 （%）100 70 70 40 40 40110（調(diào)壓試驗） 60（調(diào)壓試驗） 110（調(diào)壓試驗） 30（調(diào)壓試驗） 60（調(diào)壓試驗） 110（調(diào)壓試驗）試驗點 1A 2 3 4 5表6 載重車和大客車輪胎的替代試驗輪胎載荷是最大雙胎載荷輪胎充氣壓力是基礎(chǔ)壓力上的的百的百分比 （%） 分比 （

14、%）100 100 75 50 25100（調(diào)壓試驗） 95（調(diào)壓試驗） 70（調(diào)壓試驗） 120（調(diào)壓試驗） 70（調(diào)壓試驗）5. 3 測試順序建議測試時按使?jié)L動阻力穩(wěn)定遞減的順序進(jìn)行,大多數(shù)輪胎的測試順序采用5.1 和5.2節(jié)中所列的順序可達(dá)到這一目的。5.4 轎車、輕型載重車輪胎標(biāo)準(zhǔn)參考條件 負(fù)載： 70 的最大負(fù)荷 輪胎的充氣壓力：基本充氣壓力+20 kPa（調(diào)整后） 5.5 測試速度 測試速度為80 km·h - 1 。 5.6 環(huán)境溫度 試驗輪胎周圍的環(huán)境溫度應(yīng)保持在2028 之間。記錄每個測點的平均環(huán)境溫 度,將各滾動阻力調(diào)節(jié)成24 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下的值。 6 測試程序

15、6.1 磨合 對于第1 次使用時尺寸或材料性能發(fā)生永久性重大變化的輪胎,在測試前需要一 個磨合冷卻過程。 磨合過程在測點1 進(jìn)行,所需時間如下:轎車及輕型載重車輪胎 為1 h ;載重車及大客車輪胎為2 h 。磨合后進(jìn)行冷卻,至少需要如下時間將溫度 降到實驗室溫度:轎車及輕型載重車輪胎為2 h ,載重車及大客車輪胎為6 h 。 6.2 熱平衡 測試前將試驗輪胎和輪輞放置在試驗場所的溫度環(huán)境中,以便獲得熱平衡,所需 時間如下:轎車及輕型載重車輪胎不少于2 h ;載重車及大客車輪胎不少于6 h 。 如果采用的是標(biāo)準(zhǔn)測試(見4.1 節(jié) ,測試前輪胎必須在試驗輪輞上充氣至少1 h 。 6.3 預(yù)熱 讓輪

16、胎在不同的試驗條件下在試驗面上滾動,直至獲得穩(wěn)定的滾動阻力。 第1 個條件所需的預(yù)熱時間如下: 轎車輪胎30 min 輕型載重輪胎60 min 載重車及大客車輪胎90 min 每個其它條件所需預(yù)熱時間如下: 轎車輪胎10 min 輕型載重輪胎15 min 載重車及大客車輪胎30 min 通過監(jiān)控滾動阻力值觀察各種條件的狀態(tài)是否穩(wěn)定。 6.4 測量及記錄 6.4.1 識別標(biāo)記 如果適用的話,每次測試前對下列各項進(jìn)行記錄,以便于識別。 (1 輪胎識別標(biāo)記: 制造商; 品牌名; 輪胎規(guī)格及載荷范圍; 輪胎最 大載荷; 輪胎 基本充氣壓力; 序號; 磨合情況; 使用輪胎檔案記錄情況; 其它相關(guān) 情況。

17、 (2 試驗設(shè)備識別標(biāo)記: 試驗轉(zhuǎn)鼓直徑;試驗轉(zhuǎn)鼓表面粗糙度及總體情況; 輪胎安裝及配置; 附加損失計算法; 其它相關(guān)資料。 (3 試驗條件: 日期及時間; 輪輞寬度及輪廓; 以輪胎有序號一側(cè)確定 的輪胎旋轉(zhuǎn)方向(順時針或逆時針 。 6.4.2 試驗變量 預(yù)熱過程結(jié)束后,必須立即記錄每個載荷2充氣壓力組合的試驗數(shù)據(jù): 預(yù)熱時 間; 速度; 載荷; 充氣壓力; 輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力、 扭矩輸入或電功率輸入; 載荷半徑(測力法 ; 環(huán)境溫度(見4.5 節(jié) 。 6.5 附加損失測量 可以用各種不同的方法測定附加損失,常用的方法有以下兩種: 6.5.1 無滑動接觸測量法:必須將輪胎載荷降低,保證輪胎能夠以試

18、驗速度保持 旋轉(zhuǎn),但無滑動現(xiàn)象。建議其采用的載荷量如下: 轎車輪胎100 N 輕型載重輪胎150 N 載重車及大客車輪胎220 N 6.5.2 設(shè)備空轉(zhuǎn)測量法:將輪胎和車輪總成從測試面拿開,記錄試驗速度下的扭 矩輸入或電功率輸入值(視其測試方法而定 。注意這種方法不適用于測力法, 而且不測量旋轉(zhuǎn)輪胎和輪輞總成的附加損失,它們的附加損失必須分別測定。 7 數(shù)據(jù)處理 7.1 消除附加損失獲得凈讀數(shù) 從總讀數(shù)中減去附加損失獲得輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力、扭矩或功率的凈值(視其測試方 法而定 。消除附加損失的方法有以下兩種: 7.1.1 無滑動接觸測量法(適用于測力法、測扭矩法和測功率法 :從試驗結(jié)果中 減去用該

19、法 測得的附加損失值。 7.1.2 設(shè)備空轉(zhuǎn)測量法(適用于測扭矩法和測功率法 :從試驗結(jié)果中減去用該 法測得的附加 損失值。 7.2 載荷2輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力之間的相互干擾作用和載荷偏置的補(bǔ)償方法 每個測點存在的載荷2輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力之間的相互干擾作用和載荷偏置必須得到 補(bǔ)償。 補(bǔ)償方法有兩種,一種是使輪胎正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),記錄旋轉(zhuǎn)軸受力; 另一種是對 設(shè)備做動態(tài)標(biāo)定。如果采用上述第1 種方法(每種試驗條件下 ,應(yīng)從正轉(zhuǎn)值中減 去反轉(zhuǎn)值,再將差除以2 ,得到補(bǔ)償結(jié)果。如果采用上述第2 種方法,補(bǔ)償項可以 很容易地與數(shù)據(jù)處理結(jié)合起來。 7.3 滾動阻力計算 采用與測量方法相應(yīng)的公式計算滾動阻力。 7.3.1

20、 測力法 FR = FX(1 + RL/ R 式中 FR 滾動阻力,N ; FX 輪胎旋轉(zhuǎn)軸受力凈值,N ; RL 載荷半徑,m ; R 轉(zhuǎn)鼓半徑,m。 7.3.2 測扭矩法 FR = T/ R 式中 T 凈輸入扭矩,N·m。 7.3.3 測功率法 FR = 3.60 P/ v 式中 P 凈功率輸入,W; v 測試面速度,km·h - 1 。 7.4 將滾動阻力調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下的值 利用下列公式將每個滾動阻力調(diào)節(jié)到24標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下的值: FRR= FR1 + k (TA - TR 式中 FRR 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下的滾動阻力,N ; TA 測點處所測平均環(huán)境溫度, ; TR 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度, ; k 溫度調(diào)節(jié)系數(shù), - 1 。 系數(shù)k 根據(jù)經(jīng)驗確定,現(xiàn)行采用的系數(shù)k 的平均值為0.006 0 - 1 。 8 數(shù)據(jù)分析 有時需要進(jìn)行數(shù)據(jù)換算及數(shù)據(jù)