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家用轿车轮胎磨损及其定位参数配置研究
| 论文题名： | 家用轿车轮胎磨损及其定位参数配置研究 |
| 关键词： | 家用轿车;轮胎磨损;定位参数;行驶平顺性;安全舒适性 |
| 摘要： | 作为整车的关键核心部件，汽车轮胎在支承整车重量的同时通过与路面间的直接接触而产生驱动力和制动力以确保汽车快速、安全行驶，与大型货车上使用的1000R20-18PR型号轮胎不同，家用轿车轮胎其技术特征在于转速快、载重轻、胎面软，对行驶平稳、舒适静音、抓地力有着更高的性能要求。轮胎磨损是家用轿车长期服役过程中最常见、最危险的失效形式之一，严重影响着司乘人员的生命安全。以上海市工程技术中心能力提升计划（17DZ2283800）和松江区重点领域示范应用项目（2018-01）为依托，针对家用轿车轮胎磨损机理复杂、故障原因耦合以及识别困难等实际工程问题，论文通过失效模式分析研究了家用轿车轮胎磨损的主要故障模式及其影响因素；以提高车辆行驶平顺性和安全舒适性为目的，结合某家用车型维修工程经验，建立了车辆的悬架系统多体动力学仿真模型并对车轮定位参数进行了优化配置。 论文为此主要开展的工作如下： （1）比较了小型家用轿车轮胎的适用性及优缺点，提出并建立了轮胎磨损的故障树结构层次模型，获取了导致轮胎系统性故障的最小割集为前轮外倾角和前轮前束角；进一步的故障模式分析（FMEA）显示，前轮前束值过小、前轮外倾角过大均会使轮胎磨损的故障风险增大，日常宜密切关注轿车行驶状况并及时排查。 （2）以多体动力学理论为基础，应用Adams/Car软件分别搭建了双横臂、转向子系统、前悬架、轮胎的动力学组件模型并形成了前悬架总成系统；以此为基础并依据底盘装配参数，构建了以悬架结构为核心的轿车驾驶系统动力学仿真模型，为整车操纵稳定性和平顺性分析提供了虚拟仿真环境。 （3）以上下跳动行程为50mm的标准路面为基准，通过轮胎悬架系统的动力学仿真，发现垂直方向的车轮跳动对车轮前束、主销后倾角、主销内倾角以及车轮外倾角四个定位参数产生的影响有所差异，其中前束与车轮外倾角对车轮跳动量敏感，从而明确了需要车轮定位参数调整的主要目标。 （4）在分析车辆侧滑原理的基础上，讨论了前束值和侧滑量的对应关系以及前束值与外倾角的匹配对轮胎磨损影响。通过汽车悬架驾驶系统动力学仿真，对A车型轮胎初始定位的参数进行了优化调整；分析数据显示，优化后前束角和外倾角波动范围比之前分别减少了约33%和25.8%，对降低轮胎系统性磨损有益。 |
| 作者： | 任贤 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 吕志军;洪永楠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2019 |
| 正文语种： | 中文 |
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