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關鍵詞：汽車車輪側滑隨機側滑輪胎磨損

摘要:據統計，由于車輪側滑而造成的交通事故約占事故總數的30％左右。車輪側滑可分為四類：定向側滑，隨機側滑，制動側滑，轉向側滑。由于直線行駛工況在汽車行駛過程中占的比例很大，而且影響直線行駛工況下輪胎磨損的各因素也將影響轉向行駛和制動時的輪胎磨損，因而研究直線行駛時懸架參數對輪胎磨損的影響情況是很重要的。文章重點介紹隨機側滑。

汽車車輪側滑，是指汽車在行駛過程中，由于車輪定位參數發生某種偏差或者由于路面條件較差而呈現出邊滾邊滑的現象。汽車發生側滑會造成很多不良后果，主要表現為加劇輪胎的磨損、使發動機產生附加功率損耗、破壞行車穩定性等，其中加劇輪胎磨損是關鍵。由于輪胎磨損所引起的大幅度的胎溫上升，有時甚至會使胎體爆破，嚴重影響行車安全；而且車速越高，相同條件下的輪胎溫升越高，輪胎也就越容易爆破，因此較大的車輪側滑還影響車速的提高。這里重點介紹隨機側滑：

一、隨機側滑的概念

在某些獨立懸架結構的車橋上，如雙橫臂式獨立懸架車橋，輪距在車輛行駛過程中隨著懸掛質量的變化而變化，造成車輪的側滑。這種輪距變化所造成的車輪側滑的方向、大小、頻率均不確定，沒有什么規律性，所以我們稱這種輪距的動態變化所引起的側滑為隨機側滑。

理論上，只有輪距不發生變化時才不存在隨機側滑。而實際上，現代汽車為了滿足舒適性、行駛平順性、操縱穩定性等要求，絕大部分的汽車都采用了獨立懸架結構，見圖1。獨立懸架的特點是：每個車輪單獨通過一套懸掛安裝于車身或者車橋上，車橋采用斷開式，中間一段固定于車架或車身上；此種懸掛兩邊車輪受沖擊時互不影響，兩輪可自由運動，而且由于非懸掛質量較輕，緩沖與減振能力很強，乘坐舒適。采用此種懸掛的轎車、客車及載人車輛，可明顯提高乘坐舒適性，并且在高速行駛時提高汽車的行駛穩定性。而越野車輛、軍用車輛和礦山車輛，在壞路和無路的情況下，可保證全部車輪與地面的接觸，提高汽車的行駛穩定性和附著性，發揮汽車的行駛速度。

可以看出，配備獨立懸架的汽車在行駛過程中為了適應路面不平度變化，左右兩個車輪在不停地跳動，輪距不斷產生變化，雖然現代汽車的輪胎較軟，可以吸收一部分側向偏移，但是在路面不平的情況下，汽車輪距變化大，就不可避免地導致車輪的側向滑動。尤其在路面較差的情況下，這種側滑更加頻繁，更加激烈。雖然目前好的懸架導向機構，一般在懸架工作范圍內輪距變化不會太大，但是在汽車行駛過程中，因為不存在完全平整的道路，隨機側滑伴隨著車輪的不停跳動而在不停地發生。總之，懸架結構是發生隨機側滑的內因，路面不平和行駛工況則是誘發隨機側滑的外因。

隨機側滑的性質為：大小、方向不定，時大時小、時里時外；僅在輪距發生變化時才會發生。

二、車輪隨機側滑的影響

因為隨機側滑是與路面密切相關，其方向、大小均不定確。當路面質量較差、輪距變化較大時將產生較大的隨機側滑，也就是說隨機側滑不僅與車輛結構有關而且與車輛行駛狀態的干擾量有關。

從發生時間長短看隨機側滑則時大時小，路面較差時隨機側滑相對大些，路面較平時則相對小些，但不論道路狀況如何，隨機側滑總是存在的。

從側滑的作用看，隨機側滑有積累效應，即使其值較小，累積起來影響也較大，如果長時間在兩者的作用下，輪胎的磨損就會加劇，隨機側滑就表現地相當激烈，對總側滑的影響是不容忽視的。因此在衡量總側滑量的大小時，必須考慮隨機側滑的影響程度。

三、車輪隨機側滑產生的機理

前面已經提到，汽車在行駛過程中，由于不斷受到路面不平度的激勵作用，導致車輪上下跳動，從而引起輪距變化，見圖2。對于獨立懸架，這種輪距變化是不可避免的，當路面條件較差時，路面不平度的激勵作用增強，輪距變化加大，就會導致車輪隨機側滑，下面分兩種情況討論車輪的隨機側滑情況。

1.輪胎為剛性時，單個輪子的輪距變化為時，車輪跳動量為，相應地輪胎向側向滑動了的距離。由于輪胎是剛性的，車輪沒有變形量，在這種情況下，車輪隨機側滑的大小等于單個車輪的輪距變化，即實際中，當路面有薄水層時，由于滑水現象，會出現完全喪失側偏力的情況，此時最大側偏力為零，就會出現式情況。

2.輪胎為彈性時，單個輪子的輪距變化為車輪跳動量為，此時由于輪胎是有彈性的，在側向力的作用下，輪胎發生變形。當輪距變化很小時，側向力小于輪胎與地面的附著極限，輪胎的變形吸收了這部分變形量，車輪沒有發生側向滑動；當輪距變化加大，側向力也隨著加大，一旦超過地面與車輪的附著極限，輪胎就發生側向滑動。一般情況下：

現代汽車的輪胎較軟，一般都允許少量的側向變形，每個車輪允許4～5mm的側向變形而不發生車輪隨機側滑。但是當輪距變化較大，超過輪胎的側向最大變形量時，隨機側滑的影響就比較大了，特別在較差的路面上，汽車車輪輪距變化大，隨機側滑的作用加大，造成車輪磨損，嚴重時會引起爆胎，影響人身安全。車輪隨機側滑的產生與道路條件密切相關，目前，我國高等級公路的比重還較低，與國外發達國家例如美國、德國等相比，同樣一輛車的輪胎在我國的使用壽命就會縮短。制定衡量隨機側滑的評價標準，研究汽車懸架結構，優化懸架結構參數，對于減少車輪的隨機側滑，提高輪胎使用壽命，提升行車安全性具有重要意義。

四、“最大隨機側滑”概念的提出

前面已經提到，汽車在不平道路行駛時輪距變化所造成的車輪側滑的方向、大小、頻率均不確定，沒有什么規律性，所以我們稱這種輪距的動態變化所引起的側滑為隨機側滑。其中縱坐標表示隨機側滑量，橫坐標表示行車路程。

目前，已經制定了國家標準GB7258-87《機動車運行安全技術條件》對汽車的定向側滑做了明確要求，但是，對隨機側滑的影響卻沒有制定出相應的標準，對隨機側滑的影響沒有引起足夠的重視。事實上，在不平路面上，特別是在壞路或者無路的情況下，隨機側滑的影響尤其嚴重，某些情況下甚至超過了定向側滑的影響，因此，制定相應的技術標準規范隨機側滑的影響是非常有必要的。

針對這種情況，我提出了“最大隨機側滑”的概念。由于隨機側滑的大小、方向不定，但是其最大值是一定的，這是由懸架結構本身和道路條件所決定的，通過結構優化，減少隨機側滑是可以實現的。在一定行車路程及道路條件下，汽車向外的最大的隨機側滑值為，向內的最大的隨機側滑值為，這里取整個行車過程隨機側滑的絕對值，即“最大隨機側滑”的定義如下：

由定義可知，最大隨機側滑的值是相對固定的，隨道路條件的變化而變化。它可以在道路一定的條件下，通過試驗的方式獲得；也可以通過虛擬樣機仿真，施加地面不平度的激勵模擬獲得。公務員之家

總之，隨機側滑對汽車輪胎的使用壽命和行車安全都有很大的影響，不容忽視，最大隨機側滑概念的提出，為隨機側滑的研究開辟了有效的途徑。

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