超寬輪胎對半掛牽引車及鉸接列車油耗的影響分析

韓 鵬

（安徽江淮汽車集團股份有限公司 技術中心，安徽 合肥 230601）

2021年，我國商用車產銷量分別為 467.4萬輛和479.3萬輛。其中牽引車全國銷量為67.7萬輛，占總銷量的14.04%，可見牽引車在商用車領域占據著舉足輕重的地位。同時隨著市場競爭日趨激烈，車輛油耗已成為客戶購車時的主要考慮因素之一，而國家標準對油耗的要求也越來越高，《重型商用車輛燃料消耗量限值》（GB 30510）已發(fā)布征求意見稿，預計2023年即將實施，屆時燃油消耗量限值將在現有標準的基礎上降低 15%左右[1]。

為了達成標準要求，近年來不同原理的節(jié)油技術推陳出新，如優(yōu)化冷卻系統(tǒng)提高發(fā)動機熱效率[2]，基于分析軟件開展動力傳動系統(tǒng)的精確匹配[3]、降低車輛行駛中空氣阻力的新造型設計[4]、改進駕駛員操作習慣的換擋提示裝置[5]等。其中，超寬輪胎也是眾多節(jié)油技術中的一項。

文中將首先解釋超寬輪胎節(jié)油的原理，再通過實車測試，分析該技術對牽引車油耗影響。

1 原理分析

超寬輪胎是指高寬比為0.65及以下的輪胎，主要特征是扁平化、無內胎化和寬輪輞?，F將單個超寬輪胎425/65R22.5替代常規(guī)12R22.5并裝雙胎，匹配至某江淮牽引車上，安裝示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 超寬輪胎安裝圖

圖2 并裝雙胎安裝圖

1.1 輪胎質量輕

單個超寬輪胎代替并裝雙胎，無需內胎和墊帶等配件，輪胎質量減少31.54%、輪輞質量減少36.96%，總體質量減少33.78%，如表1所示。一個驅動軸可降低 150 kg，6×4半掛牽引車可降低300 kg，更重要的是輪胎質量為簧下質量，帶來的節(jié)油效益要遠大于簧上質量。

表1 單個超寬輪胎與并裝雙胎質量分析

1.2 輪胎滾阻低

在相同的垂直載荷下，超寬輪胎增大輪輞直徑和寬度，可以有效提高胎側剛性，降低與地面接觸的印痕面積，如表2所示，從而減少輪胎變形，達到降低滾動阻力的目的。

表2 單個超寬輪胎與并裝雙胎印痕分析

2 試驗與結果

2.1 試驗過程

為了驗證超寬輪胎對半掛牽引車及鉸接列車油耗的影響，在某江淮半掛牽引車及對應鉸接列車上（車輛配置如表3所示）分別匹配超寬輪胎和并裝雙胎，開展滑行試驗和底盤測功機經濟性試驗。

表3 某半掛牽引車車輛參數

2.2 試驗結果

2.2.1 半掛牽引車道路滑行試驗

將半掛牽引車驅動軸上輪胎更換為超寬輪胎，并與并裝雙胎在整備質量下開展道路滑行試驗，質量參數如表4所示。

表4 質量參數 單位：kg

表5—表7為匹配并裝雙胎試驗結果，即滑行試驗的原始數據，同時通過二次擬合方式得到各車速點的滑行阻力，重點闡述對比整備質量和最大設計總質量下并裝雙胎和超寬輪胎平均道路滑行阻力。

表5 并裝雙胎道路滑行試驗

表6 并裝雙胎道路滑行試驗擬合系數

表7 并裝雙胎道路滑行試驗結果

匹配超寬輪胎的試驗結果如表8—表10所示。

表8 超寬輪胎道路滑行試驗

表9 超寬輪胎道路滑行試驗擬合系數

表10 超寬輪胎道路滑行試驗結果

通過上述數據可以得出，相比于匹配常規(guī)并裝雙胎，半掛牽引車匹配超寬輪胎時，整車整備質量可下降 300 kg，平均道路滑行阻力可下降3.67%，此時道路滑行阻力的降幅并不明顯。

2.2.2 鉸接列車道路滑行試驗

將鉸接列車除轉向軸外的其他 5根軸上輪胎均更換為超寬輪胎，并與常規(guī)并裝雙胎均在最大設計總質量下開展道路滑行試驗，質量參數如表11所示。

匹配并裝雙胎試驗結果如表12—表14所示。

表12 并裝雙胎道路滑行試驗

表13 并裝雙胎道路滑行試驗擬合系數

表14 并裝雙胎道路滑行試驗結果

匹配超寬輪胎的試驗結果如表15—表16所示。

表15 超寬輪胎道路滑行試驗

表16 超寬輪胎道路滑行試驗擬合系數

通過上述數據可以得出，相比于匹配常規(guī)并裝雙胎，鉸接列車除轉向軸外全車匹配超寬輪胎時，在最大設計總質量49 000 kg下，平均道路滑行阻力可下降12.95%，此時道路滑行阻力的降幅非常明顯。

2.3 底盤測功機試驗

在底盤測功機上分別測試兩種道路滑行阻力下的動力性和經濟性試驗，結果對比如表17所示。

表17 動力性經濟性試驗結果對比

通過上述數據可以得出，相比于并裝雙胎，使用超寬輪胎測量道路滑行阻力時，經濟性中等速油耗、交通部綜合油耗和C-WTVC綜合油耗降幅均超過 10%，同時動力性中最大車速略有提高（3.9%），加速性能略微降低（2%～3%），但總體動力性基本相當。

3 結論

若半掛牽引車僅使用超寬輪胎時，道路滑行阻力與傳統(tǒng)并裝雙胎基本相同，故可推測超寬輪胎在無掛車狀態(tài)時，對半掛牽引車油耗將無明顯優(yōu)化。但是將鉸接列車上除轉向軸外的其他所有軸上輪胎均更換為超寬輪胎時，在最大設計總質量下，超寬輪胎將顯著降低車輛道路滑行阻力及油耗，同時車輛動力性能基本相當。