汽车滚动阻力系数 测试方法

国内外轮胎滚动阻力试验方法及影响因素分析一、引言轮胎的滚动阻力是指轮胎在运动过程中与地面之间相互摩擦产生的阻力。

滚动阻力不仅直接影响车辆的燃油经济性能，还与车辆的操控性、行驶稳定性等密切相关。

因此，研究轮胎滚动阻力试验方法以及影响因素的分析具有重要的理论和实际意义。

二、试验方法1.滚动阻力试验仪滚动阻力试验通常使用滚动阻力试验仪进行。

该试验仪由电机、加载装置、计算机数据采集系统等组成，能够模拟车辆在实际行驶过程中轮胎与地面之间的相互作用。

2.试验条件滚动阻力试验需要控制一些试验条件，如载荷、速度、温度、湿度等。

载荷是指施加在轮胎上的作用力，通常以静态载荷或动态载荷形式存在。

速度是指轮胎在试验过程中运动的速度，不同的速度下滚动阻力也会有所变化。

温度和湿度的变化可能对轮胎材料的性能产生影响，因此也需要在试验过程中进行相应的控制。

3.试验过程滚动阻力试验的过程一般包括以下几个步骤：将轮胎安装在试验机上，设定好试验条件，启动试验仪进行测试，采集测试数据并进行分析与处理。

1.轮胎结构轮胎的结构对滚动阻力具有重要影响。

胎面花纹、胎壁硬度以及胎体材料等因素均会影响轮胎与地面之间的摩擦情况，从而影响滚动阻力的大小。

2.载荷大小载荷大小是影响轮胎滚动阻力的重要因素之一、较大的载荷会使轮胎与地面之间的接触面积增大，从而增加了摩擦力，导致滚动阻力增加。

3.车辆速度车辆速度也是影响轮胎滚动阻力的重要因素。

较高的速度使轮胎在与地面接触时所受到的压力变大，从而增加了滚动阻力。

4.轮胎温度和湿度轮胎的温度和湿度的变化也会对滚动阻力产生一定的影响。

一般来说，较高的温度和湿度会导致轮胎材料的硬度降低，从而增加了滚动阻力。

5.地面条件地面的情况也会对轮胎滚动阻力产生影响。

不同类型的地面摩擦系数不同，因此会导致轮胎滚动阻力的变化。

综上所述，轮胎滚动阻力试验方法的选择以及影响因素的分析对于优化轮胎设计、提高车辆燃油经济性能具有重要意义。

轿车、轻型载重车、载重车及大客车轮胎滚动阻力测试方法(SAE J1269-2006)原理—这个程序的用意是在一个统一的基础上提供一个采集用于各种用途数据的标准方法(例如轮胎之间的比较、载荷或压力作用的测定以及测试结果与燃料消耗测试的相关性等) 。

本文件已被修改，以提供相关的适于大量滚动阻力测试的单点测试条件（标准参考条件[SRC] ），如为制订规章的或比较的目的。

前言—本推荐方法提供了在控制条件下测试轿车、轻型载重车、载重车和大客车轮胎滚动阻力的方法,其目的是提供稳定地采集用于各种用途数据的方法(例如轮胎之间的比较、载荷或压力作用的测定以及测试结果与燃料消耗测试的相关性等) 。

测试轿车、轻型载重车、载重车和大客车轮胎滚动阻力的另一个文件是SAE 资料报告J1270 ,它对滚动阻力的测试方法做了进一步的说明并附有一些背景资料。

这两个文件的格式相同,标题内容相同。

1 范围本推荐方法适用于实验室测量轿车、轻型载重车、载重车和大客车充气轮胎的滚动阻力。

本方法仅适用于测量自由滚动轮胎在稳态行驶、侧倾角和偏离角为零时的滚动阻力,基本测试方法有下列3 种:(1) 测力法———测量轮胎旋转轴的反作用力并换算为滚动阻力;(2) 测扭矩法———测量试验机的输入扭矩并换算为滚动阻力;(3) 测功率法———测量试验机的输入功率并换算为滚动阻力。

2 参考2.1适用于出版物以下出版物形式的部份规范，具体规定如下。

除非另有说明，应适用最新修订的SAE的出版物。

2.1.1 SAE的出版可从SAE的， 400英联邦驱动器， warrendale ，坝15096-0001 ，电话： 877-606-7323 （美国内和加拿大）或724-776-4970 （美国以外）， 。

SAEJ1270测量客车，轻型卡车，卡车和公路，公路卡车和巴士的轮胎 滚动阻力2.1.2轮胎和RIM协会可从轮胎和RIM协会， 175蒙特罗斯西道， 150，科普利，OH 44321 。

摘要滚动阻力系数，是用来计算滚动阻力的一个系数，是概括轮变形道路变心、道路变形以及接触面的摩擦等损失的系数。

它是车轮滚动时所需的推力（即滚动阻力）与车轮载荷的比值，即单位汽车重力所需之推力。

它的数值，是由试验测定的。

实践表明，它与路面的种类、轮胎的构造、材料、轮胎压力及行驶车速都有密切的关系。

关键词滚动阻力系数滚动阻力车轮载荷一．引言1.汽车阻力与整车滚动阻力(1).汽车阻力汽车在水平道路上等速行驶时，必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。

滚动阻力以符号F W 表示。

当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力。

称为坡道阻力，以符号F i 表示。

汽车加速行驶时还需要克服加速阻力，以符号F j 表示，因此汽车行驶的总阻力为ΣF=Ff+Fw+Fj+Fi上述阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下均存在的，坡度阻力和加速阻力在一定行驶条件下存在。

在水平道路上等速行驶时就没有坡度阻力和加速阻力。

（2）.整车滚动阻力车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生相互作用力，轮胎和支承路面发生相应的变形。

由于轮胎和支承面的相对刚度不同，它们的变形特点也不同。

当弹性轮胎在混凝土路、沥青路等硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的。

这时，轮胎由于有内部摩擦产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时，损耗了一部分能量。

图为轮胎在硬路面上受径向载荷时的变形曲线。

图中OCA为加载变形曲线，面积OCABO为加载过程中对轮胎作的功。

ADE 为卸载变形曲线，面积ADEBA为卸载过程中轮胎恢复变形时放出的能量。

两面积之差OCADEO就是加载与卸载过程中由于轮胎变形而引起的能量损失。

这部分能量消耗在轮胎各组成部分相互间的摩擦以及橡胶、帘线等物质的分子间的摩擦，最后转化为热能而散失在大气中。

这种损失称为弹性物质的迟滞损失2.汽车滚动阻力系数滚动阻力系数，是用来计算滚动阻力的一个系数，是概括轮变形道路变心、道路变形以及接触面的摩擦等损失的系数。

探究汽车轮胎滚动阻力试验机理和试验方法摘要：影响轮胎滚动阻力的因素很多，所以对滚动阻力的测量是一项高精度的试验，试验的每个步骤都必须认真操作。

通过对轮胎滚动阻力测量的试验数据及结果处理，可以为深入分析轮胎滚动阻力的产生机理以及建立轮胎滚动阻力力学模型等提供研究基础，同时也可应用于轮胎力学试验模态分析以及汽车动力学分析与建模。

关键词：汽车轮胎；滚动阻力；试验方法由于滚动阻力影响因素多且影响复杂，精确测量轮胎滚动阻力需要高精度的试验设备，而且试验条件和试验环境等均须严格遵循相关技术要求，因此轮胎滚动阻力的测量十分困难。

（1）通过对不同速度下滚动阻力试验数据的分析验证了汽车在标示出驶速度下行驶具有最好的燃油经济性。

（2）通过对不同负荷率下滚动阻力试验数据的分析可以知道，降低国标中规定的负荷，滚动阻力系数几乎不受影响，可以降低轮胎滚动阻力试验的成本。

1轮胎滚动阻力产生机理轮胎主要由橡胶及橡胶复合材料构成，在轮胎滚动过程中，受到循环变化的应力应变导致能量损耗，形成轮胎滚动阻力。

轮胎滚动阻力主要包括轮胎滚动时周期性变形中克服粘弹性橡胶材料的应变滞后所消耗的内摩擦功、轮胎与路面接触消耗的外摩擦功、轮胎滚动时受到空气阻力所消耗的功以及轮胎花纹块拍击路面发声消耗的能量等。

在中等行驶速度条件下，轮胎内摩擦产生的能量消耗占轮胎总能量消耗的80%以上。

因此，降低轮胎滚动阻力主要是指降低轮胎材料的内摩擦阻力。

2影响因素2.1轮胎材料特性2.1.1胎面材料胎面胶是影响轮胎滚动阻力的关键部件，这基于胎面胶所在的部位和用量。

轮胎材料滞后损失主要集中于胎冠部位。

轮胎滚动时胎面胶、胎圈包布、三角胶、带束层、内衬层、胎侧、帘布层和基部胶所占轮胎能耗的比例分别为39%、14%、13%、8%、8%、7%、6%和5%。

材料滞后损失消耗的能量占轮胎总能量损耗的90%-95%，配方中所有配合组分对滞后损失均有一定影响，但聚合物类型是影响最大的因素。

汽车道路行驶阻力测量原理及测量方法汽车道路行驶阻力是指汽车在道路上行驶时所遇到的阻力，包括滚动阻力、空气阻力和坡道阻力等。

这些阻力的测量对于汽车性能的评估和优化具有重要的意义。

本文将介绍汽车道路行驶阻力的测量原理及测量方法。

一、汽车道路行驶阻力的测量原理
汽车道路行驶阻力的测量原理主要包括滚动阻力和空气阻力。

滚动阻力是指车轮在路面上滚动时所受到的阻力，它的大小与车速、路面的摩擦系数、车轮的摩擦系数等因素有关。

空气阻力是指汽车在空气中受到的阻力，它的大小与车速、车身形状、空气阻力系数等因素有关。

二、汽车道路行驶阻力的测量方法
1. 滚动阻力的测量方法
滚动阻力的测量方法通常采用牵引力计进行测量。

牵引力计是一种可以测量车辆牵引力的装置，通过在车轮上安装牵引力计，可以实时监测车轮的牵引力，从而计算出车辆的滚动阻力。

2. 空气阻力的测量方法
空气阻力的测量方法通常采用风洞实验进行测量。

风洞实验是一种模拟汽车在空气中行驶的实验方法，通过在风洞中模拟不同的气流速度和车身形状，可以计算出车辆的空气阻力。

三、结论
汽车道路行驶阻力的测量对于汽车性能的评估和优化具有重要的意义。

轿车和载重车轮胎滚动阻力的测量方法-单点测试和测量结果相关性1 范围此标准规定了用于在可控的实验室条件下测量原设计用于轿车、载重汽车新的充气轮胎滚动阻力的方法。

此国际标准不适用于仅供临时替换使用的轮胎。

本标准给出了一种可适用于实验室间比对结果的相关性计算的方法，以方便国际合作和可能的规则设定。

测量当轮胎在转鼓外表面的垂直位置，以稳态状况做直行自由滚动时的滚动阻力，采用此方法得到的测量结果可以用于新轮胎滚动阻力的比较。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件是比不可少的。

作为参考，凡标注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

ISO 4000-1:2015，轿车轮胎和轮辋-第1部分：轮胎ISO 4209-1，载重汽车轮胎和轮辋（公制系列）-第1部分：轮胎ISO 4223-1，轮胎工业用一些术语的定义-第1部分：充气轮胎ISO 8855，公路车辆-车辆动力学和方向控制稳定性-词汇ISO 17025，实验室管理体系检测和校准实验室能力的一般要求3 术语和定义ISO4223-1和下面网址给出的术语和定义适用于本标准。

ISO和IEC分别在下面的网址中给出了应用于标准中的术语的数据库：—ISO 在线浏览平台：https:///obp—IEC Electropedia：/3.1滚动阻力F r单位行驶里程的能量损失能耗。

注：国际单位制（SI）的习惯于用N·m/m表示滚动阻力，那相当于用N表示的阻力。

3.2滚动阻力系数C r滚动阻力与轮胎试验负荷的比值。

注：滚动阻力的单位为N，轮胎试验负载的单位为KN 。

滚动阻力系数无量纲。

3.3封闭式充气给轮胎充气，并允许轮胎的气压在运行过程中增加的充气方法。

3.4附加损失除轮胎自身的损失外的单位距离的能量损失（或能量消耗），是由测试设备的转动部件的空气阻力、轴承摩擦力以及其他与测试方法有关的系统损失。

功率平衡法测试汽车的滚动阻力系数*周锋尹权许爱民姚凡周小舒摘要分析了用滑行试验等方法测试汽车滚动阻力系数存在的问题；论述了功率平衡法测试汽车滚动阻力系数的原理，并提供了用功率平衡法测试汽车行驶工况滚动阻力系数f值的实例.关键词汽车；滚动阻力系数；测试；功率平衡法中图资料分类号U 461.1DETERMINATION OF ROLLING RESISTANCE COEFFICIENTOF AUTOMOBILES BY POWER BALANCE METHODZhou Feng Yin Xiquan Xu Aimin Yao Xifan Zhou Xiaoxu(College of Traffic and Communication,South China Univ. of Tech., Guangzhou510640)Abstract This paper deals with the trouble and principle to determine, by power balancing method, the rolling resistance coefficients of running automobiles in sliding test, together with an illustrative determination of rolling resistance coefficient of running automobiles.Key words automobile; rolling resistance coefficient; test; power balance method 汽车滚动阻力系数f值的大小，标志着汽车行驶中滚动阻力的大小.汽车行驶中的滚动阻力，对汽车燃油消耗和轮胎使用寿命关系极大，甚至对汽车其他使用性能也有较大影响.汽车装用充气轮胎，其滚动阻力系数f值的大小受诸多因素影响.影响较大的因素有：轮胎结构与类型、胎内充气压力、车轮工况(从动工况或驱动工况)、汽车转向系统、汽车行走系统以及路面材质、路面粗糙度和汽车行驶速度等.本文介绍一种测试汽车按要求车速(可任意设定汽车能达到的某一车速)行驶在给定路面上的滚动阻力系数f值的方法，即功率平衡法.此法可按研究要求路况和车速来测试车辆不同技术状况时的滚动阻力系数f值.其测试在行驶工况下进行，影响因素可排除，测试结果真实，测试精度高，而且操作方便，测试费用少.一般汽车行业的工程技术人员均能采用功率平衡法对各地区选择测试路段进行汽车滚动阻力系数f值的测定(该方法已向中华人民共和国专利局申报发明专利，申请号：98118255.0).1传统方法测试汽车滚动阻力系数存在的问题对汽车滚动阻力系数的研究受到测试方法的制约.至今，使用的传统汽车滚动阻力系数测试方法有牵引法和滑行法.这两种方法均是在未能测试汽车真实行驶工况的滚动阻力系数时而采用的不准确的近似方法.(1)滑行法测试滑行法测试汽车的滚动阻力系数时，被测试车辆靠惯性从某一初速度开始滑行直至停止状态，滑行时所有车轮均处于从动工况，这与车辆自行驱动行驶工况有着根本的区别.同时，车辆滑行过程中影响因素较多，且车速是从被认定的某一初速度至车速为零这一区间变化的.对于较高车速时的滚动阻力系数，用滑行法根本无法测定.显然，滑行法测试汽车的滚动阻力系数是一种极不准确的方法.(2)牵引法测试牵引法测试汽车的滚动阻力系数时，因被测车辆处于被牵引工况，此时驱动车轮也处于从动工况，这与车辆自行驱动行驶的工况也有着根本的区别.同时，空气阻力的影响无法消除，且不可能以任一要求的车速进行牵引测试.牵引法测汽车滚动阻力系数也是一种极不准确的方法.2功率平衡法测试汽车滚动阻力系数2.1功率平衡法的原理由汽车理论可知，汽车行驶时的功率平衡方程式为Pd=Pf+Pw+Pi+Pj(1)式中Pd——汽车行驶时，驱动车轮的输出功率，kW;Pf——汽车行驶时，滚动阻力的消耗功率，kW；Pw——汽车行驶时，空气阻力的消耗功率，kW；Pi——汽车行驶时，路面坡度阻力的消耗功率，kW；Pj——汽车行驶时，加速阻力的消耗功率，kW.当汽车在试验路段上稳定匀速行驶时，式(1)中的加速阻力的消耗功率为零，即Pj=0，代入式(1)得匀速稳定工况的功率平衡方程式Pd=Pf+Pw+Pi(2)式中Pf=Gacosα．fva/3600，(kW)(3)式中：Ga为汽车总重力，N；α为试验路段的路面坡度，(°)；va为汽车测试时的稳定匀速车速值，km/h.汽车行驶功率平衡法测试汽车滚动阻力系数f值，就是依据式(2)的原理进行的，即汽车匀速稳定行驶工况驱动车轮的输出功率Pd是滚动阻力的消耗功率、空气阻力的消耗功率与行驶路面坡度阻力的消耗功率之和.2.2功率平衡法测试汽车滚动阻力系数f值时的操作式(2)中Pd项可由采样工况测得，为已知数.其余3项必须在测试操作过程中利用两次工况测试得方程组后，在解方程组时将相同项从方程中消除而算得.具体做法是两次改变汽车总重力Ga值，在同一试验路面上以同一车速va同向行驶测试.改变Ga值即Ga值不同时，两次测试均在同一试验路段路面上同向行驶，是为了使每次的空气阻力值受自然风的干扰较小，风向风力不变，va值相同，即两次的Pw值相等.为简化计算还应在选取试验路段时，选取路面坡度为零即水平路面为好，此时Pi=0，有方程组(5)因为Pw1=Pw2=Pw，Pi1=Pi2=0，解方程组(Ⅰ)有Pd1-Pd2=Pf1+Pf2(6)将式(3)代入式(6)得Pd1-Pd2=Ga1cosα．fva/3600-Ga2cosα．fva/3600有f=［3600(Pd1-Pd2)］/［(Ga1-Ga2)cosα．va］(7)式中Pd1、Pd2——分别为两测试工况驱动车轮的输出功率值，kW；Ga1、Ga2——分别为两测试工况汽车的总重力，N；α——测试路段的坡度角，(°)；va——两测试工况车辆在同一路段同向行驶的稳定车速值，km/h.注：式(7)中α=0°，cosα=1.3用功率平衡法测试汽车滚动阻力系数f值的实例(1)车况.金杯牌SY6480A面包车；前轮装用185SR14子午线胎，后轮装用185R14C轮胎；前轮胎内充气压力p左1=p右1=0.26MPa，后轮胎内充气压力p左1=p右2=0.31MPa；装卸砂袋使两测试工况汽车总重力改变，分别为Ga1=23740N，Ga2=18933N.(2)试验日期.1998年9月(3)试验路段.试验路段选在广东省江门市郊027省道，里程碑034～039路段.采样路段在036～037里程碑1km路段上，该路段为平直良好水泥路面，坡度α=0(°).(4)试验时天晴，自然风，很微弱.(5) 测试两工况匀速稳定车速va=81 km/h.(6) 测得两工况驱动车轮输出功率值分别为：Pd1=13.093 kW，Pd2=11.192 kW.(7) 将采样试验数据各值代入式(7)，得该试验车况在该试验路面以81 km/h的车速行驶时的滚动阻力系数值为4结论对汽车滚动阻力系数的研究是人们一直关注的课题，传统的测试汽车滚动阻力系数的牵引法和滑行法均不能对车辆真实行驶工况进行测试. 功率平衡法可以很方便地根据研究工作的方案，对各种工况下汽车滚动阻力系数f值进行测试. 测试实例表明，功率平衡法测试汽车滚动阻力系数原理有据，操作容易，影响因素易排除，测试精度高，是一种实用、方便的汽车滚动阻力系数测试方法.*中华人民共和国专利局专利申请号：98118255.0作者简介：周锋，男，1945年生，副教授；主要研究方向：汽车设计和车辆性能测试. 作者单位：周锋(华南理工大学交通学院广州510640)尹权许爱民广东省江门市汽运集团有限公司姚凡华南理工大学机电工程系周小舒华南理工大学自动化系参考文献1余志生. 汽车理论. 北京：机械工业出版社，19812郭惠乐，邱毓强. 汽车拖拉机试验学. 北京：机械工业出版社，19813俞淇，周锋. 丁剑平. 充气轮胎性能与结构. 广州：华南理工大学出版社，1998 收稿日期：1998-11-10。

汽车行驶阻力测量方法方案一一、测定空气阻力1.功率平衡法来测试汽车空气阻力系数CD 值汽车在道路上行驶的功率平衡式为P d= Pf + Pw+ P i+ PjP 轮为汽车驱动车轮输出功率, kW; P f 为汽车滚动阻力消耗的功率, kW; P i 为汽车行驶时路面坡度阻力消耗的功率, kW; P j 为汽车行驶时加速阻力消耗的功率, kW。

Pf = Ga·f ·va / 3 600Ga 为汽车总重力, N ; f 为轮胎与路面间的滚阻力系数; v a 为汽车行驶速度, km/ h; Pw为汽车行驶时空气阻力消耗的功率, kW。

Pw= CDA v3a/ 76 140CD 为汽车空气阻力系数; A 为汽车迎面面积, 即汽车行驶方向的投影面积, m2, A =H ·B ; H 为汽车总高, m; B 为汽车轮距, m。

测试前的准备工作是:1)选择试验路段, 要求平直的水泥路面为好( 适度的坡路面也可以, 但必须测出道路坡度值) , 路面状况良好2)制作汽车油门踏板限定位置机构;3)检查被测试汽车的技术状况( 保养汽车, 并给各轮胎充气到规定气压值,要求轮胎花纹正常) 。

测试工作的进行:1)测量汽车各轮胎气压值;2)测量汽车总高度H 值和轮距B 值;3)称量汽车总重力Ga 值;4)试验路段现场测量风向风力;5)测试车辆当油门踏板在某固定位置行驶时此工况的最大稳定车速值va ( 用变速器变换使用档位, 同一油门踏板位置可得几个相应工况的最大稳定车速值va )6)回到实验室内在汽车底盘电涡流测功机上, 按道路试验测得的车速v a ( 相应使用档位和油门踏板位置) , 测出汽车驱动车轮的该工况最大输出功率值计算各车速点对应的汽车滚动阻力消耗的功率值和道路坡度阻力消耗的功率值, CD= 76 140P w / H ·B ·v3a.由不同档位得到的不同v a 值均可算得CD 值, 会有误差, 再由试验方法进行修正CD 值。