Tire开发的基本的事项(中文版)课件

轮胎开发的基本事项2013年10月28日島影茂对外保密轮胎开发的基本事项2013年10月28日对外保密２、轮胎相关的性能⇒

有权衡，一切都完美是很难的事。因此有必要：-

克服技术···在车辆方面加油-决定性能的优先度后再开发２、轮胎相关的性能⇒有权衡，一切都完美是很难的事。因此有1（1）载荷支持功能

支撑重量。支撑车身和乘员・装货载荷的功能。（2）制动·驱动功能

传递动力将从发动机的驱动力传递给路面进行发动、加速、减速，将制动器的动力传递给路面使车身制动的功能。（3）缓冲功能吸收冲击。

因路面的凹凸使行驶过程中产生的冲击进行吸收，缓和的功能。（4）行进道路保持功能转换·保持方向。按想去的方向拐弯或直行的保持功能。3、轮胎的４大功能轮胎的四大功能上另加的四个基本性能经济性：耐磨耗性、滚动阻力的降低安全、耐久性：耐外伤、耐冲击性、耐疲劳性、耐热性舒适性：轮胎噪音和振动（N.V.H）的降低环境性能：滚动阻力的降低→油耗性的提高→CO2排出量的减少（1）载荷支持功能3、轮胎的４大功能轮胎的四大功能上2轮胎花纹设计轮胎尺寸轮胎轮廓轮胎结构轮胎复合

4、轮胎开发流程图轮胎设计要素通过3D图的外观检查通过模拟的性能检查手工切割轮胎的试验（代表尺寸）原型铸模的试验（代表尺寸）原型轮胎外径轮胎总宽胎面宽度胎面半径正规模具制作

配合调整

结构调整以耐久测试为主的全性能试验生产开始实车实验室轮胎花纹设计4、轮胎开发流程图轮胎设计要素通过3D图的外3车辆开发的目标性能Dry

HandlingWet

HandlingRide

ComfortRoad

NoisePass

By

NoiseDry

BrakingWet

Braking操安乘坐舒适性NVH制动油耗重量舒适性安全Tire

NoiseTire目标性能－现行Model实力---下期Model目标・・参考车A///参考车B－Target

Value---Controll

Tire・・现行

Tire///参考Tire车辆开发的理念车辆性能计划图・明示达成目标的手段・描述对Component、零件的目标性能·目标值Case1:

在现行Model下设定性能Case2:

現行車で性能設定で開発車で修正（１）主观评价（2）定量设定对轮胎供应商的设计指示重量：规定RRC：规定Tire的目标性能设定⇒设定Road

Wheel与Assy

→Wheel的振动特性对路噪有很大的影响，需设定性能

当变更样件时，应好好确认。计算出激振力

×

传递系

×

响应系

的贡献率互相验证妥当性竞品分析例：参考下页ControllTire或ReferenceTirewo的设定＜成果＞①提高了技术能力（性能设计、评价技术）②工作方法（通过设定目标性能并达到目标等这一系列的过程最终养成好的工作方式。）５、轮胎开发的过程６车辆开发的目标性能DryHandlingWet

Han4【相关资料:轮胎的开发】5-由于轮胎是采购的零件，一般情况下，无论性能的好坏，采购的价格不会改变，因此，还是安装对NVH好的轮胎为宜。-因此，通常采用与TireMaker合作，对其设立目标性能，一同进行车辆开发的方式。⇒【与Tire相关的性能项目】・Handling（Dry,wet）・RideComfort・Braking（Dry,Wet：特别是停止距离)・NVH（RoadNoise／Drumming/PatternNoise/PassBy/ChippingNoise)

・RoolingResistence・Mass-在共同开发中，Tire的设计通常是按照以下的步骤进行的。

Profile⇒构造⇒Pattern⇒材料・组合

-运用「ControllTire」、参考的轮胎、台架上的特性、代用物理量等，汽车制造商对轮胎进行目标的分配。

【相关资料:轮胎的开发】5-由于轮胎是采购的零件，一般情况下56.轮胎的构造6１．胎面

与路面接触的后橡胶层，表面刻有胎面花纹。２．侧壁

侧面的橡胶部分标示有品牌名・轮胎型号等３．胎圈

轮胎与车毂固定部分

环状的加强构造。４．胎体

覆盖代码的橡胶物质是组成轮胎的骨骼部分。

现在子午线的构造为主流。５．胎圈钢丝

胎圈内部的钢丝束６．带

将子午线构造的胎体缩紧的部分轮胎是由多种不同种类的橡胶材料及金属构成的。6.轮胎的构造6１．胎面

与路面接触的后橡胶层，表面刻有胎67、轮胎花纹设计1SEA/LAND比（槽面积）2间距数（轮胎1周的块的数）3主要槽数/位置（宽直线组数）轮胎花纹设计要素（３大要素）设计化图案的图像花纹示意图SEA/LAND比・间距数主槽数/位置间距配列（块配列）市场推广工业设计公司和协作干/湿/雪/噪声/磨耗、偏磨损雨路跑偏模拟（USA：19mm,巴黎：25mm）5间距数字轮胎混合配列合体要素决定的初期3个槽高频噪声领域低频噪声领域肩比65%7、轮胎花纹设计1SEA/LAND比（槽面积）轮胎花纹设计要7按圆周方向连续配备了槽效果···排水性的确保※也V字形的。为了在湿路面和较差路面･雪路安全行驶，通过在路面的起伏缓解人力主槽直径方向配置的槽效果···排水性·排土性、排雪性能的确保突起槽块内配置的细槽效果・・・雪・湿路行驶性，刹车※也对块刚性的合理化做了贡献排水槽突起槽的开口部与圆周方向偏位配置分散直径方向的槽的音量效果···使各槽中产生的声音分散模式转移间距的大小分2~5种类效果···分散因槽和块而发生的频率特性，并通过使次数成分均匀测量白噪声化。另外，也影响到均匀性。间距变化接地面内，花纹的槽和陆地的比SEA/LAND比模式设定理由２９【参考】花纹设计的思考方法按圆周方向连续配备了槽效果为了在湿路面和较差路面･雪路安全行864687276809080706050LAND比(%)LAND比小

高平滑性能良好LAND比和高平滑性能直槽宽4水平準 5mm 8mm 11mm 14mm横溝幅

4水準 2.5mm 3.5mm 5.0mm 5.5mm1/2MAX-G速度(km/h)LAND比和车外噪声69.57070.57171.57272.57373.5757065605550LAND比大→车外噪声良好车外噪音(＠53km/h)SEA大LAND大GOODBADBADGOOD底盘音间距音

转舵音寿命偏摩耗DRYBADGOODWETGOODBADGOODBADGOODBAD雪地性能泥桨性能SEA/LAND比パターンノイズ摩耗操安水膜效应

车外噪音★ 虽然SEA比大排水性会变好，但从槽发生的声音变大，车外的声音会恶化。BADGOODBADGOOD轮胎尺寸：215/55R16同一平面轮胎评价：国产车辆FR车评价：200/200kPa内压轮胎尺寸：265/70R16同一平面轮胎评价：国产4WD车评价内压：200/200kPaLAND比(%)SEA/LAND比和实车性能GOODGOOD【参考】SEA/LAND比～与实车性能的关系～64687276809080706050LAND比(%)LA9少多BADGOOD底盘音间距音BADGOOD转舵音寿命偏摩耗GOODBADDRYGOODBADWETBADGOODBADGOODGOODBAD雪地性能泥桨性能间距数パターンノイズ摩耗操安水膜效应车外噪音图形噪音间距1次间距1次30间距70间距前席噪声

702050080050030间距间距间距数多⇒间距音良磨耗0510152025303540455055间距数平均磨耗能量(J/m2)GOODＧＰＳ测量轮胎尺寸ﾞ：195/65R15★ 间距数越多度能量分散成为可能，特定的频率的高峰值就会变小。★ 磨耗，间距数少=块刚性高有利间距数少⇒摩耗有利频率（Ｈｚ）噪声水准（ｄＢ）【参考】间距数～与实车性能的关系～间距数和实车性能少多BADGOOD底盘音间距音BADGOOD转舵音寿命偏摩耗108、轮胎尺寸195/65R1591H例充气剖面基本上是以世界三大规格“「JATMA」「ETRTO」「TRA」为基准的尺寸设计

轮胎外径：636（基本是规格中心值）轮胎总宽度：198（标准轮辋大致称号）注）关于轮胎总宽度，重量目标·性能目标的明确，O/E轮胎在规格以内，面向REP的一般处于比较狭窄的方向。轮胎总宽度轮胎外径8、轮胎尺寸195/65R1591H例基本上是以世界三大11速度符号负荷指数【参考】轮胎尺寸和名称速度符号负荷指数【参考】轮胎尺寸和名称12轮胎的接地面，大概是60～65扁平的轮胎，为正方形。如果扁平率比它低就会成横向长方形，比它高就会成纵向长方形。⇒扁平率70%以上的轮胎重视乘坐舒适度55以下的轮胎重视运动性能65扁平轮胎是「平衡型」

接地面横向越长，要耐巨大的横向力（刚性高），使之发生车拐弯大的力。

相反，接地面纵向长的话，对加速、减速有利。越野车的轮胎之所以使用高扁平率的轮胎，因为是想在汽车行驶困难的较差路面，能够稍微得到驱动力也好。【参考】扁平率和接地形状的关系轮胎的接地面，大概是60～65扁平的轮胎，为正方形。如果扁平13所谓轮胎帘布层层数（PR）是表示轮胎强度的指数。帘布层越高就越能耐高气压，具有大负荷能力。所谓负荷指标(负荷指数)对应轮胎负荷能力的指数。这个指数越大轮胎负荷能力就变大。所谓速度符号表示轮胎可行驶的最高速度的符号所谓扁平率对于轮胎宽度的轮胎高度的比例，用%表示。【参考】轮胎的规格所谓轮胎帘布层层数（PR）是表示轮胎强度的指数。帘布层越高就149、轮胎剖面接地的形状、接地压力分布轮胎尺寸决定后，要进行很大程度的能左右轮胎全性能的“胎面宽度”、“轮胎轮距半径”等轮胎剖面（轮胎形状）的设计。最近的轮胎的情况胎面圆角：MRT中心部扁平：

操作安全

部圆：

乘车感觉舒适RR高速度的耐力

一般来说操作安全指向：扁平化（接地形状□化）乘车舒适·RR指向：圆形化（接地形状○化）接地的形状、接地压力分布对于目标性能用最佳的胎面半径・弯曲量设计胎面宽CL实际测量数字轮胎模拟胎面的宽度和性能（轮胎特性）195/65R15の例TR1TR2・・・・・・・・・・TRｎn=10是标准绕曲量9、轮胎剖面接地的形状、接地压力分布轮胎尺寸决定后，要进行很15轮胎总宽度和最大幅度高是决定侧壁形重要的设计因素。·操纵稳定性·乘车舒适性·R/N·RR等几乎对所有的性能都有影响【参考】轮胎剖面的设计例轮胎总宽轮缘径195/65R1491S的情况轮圈幅度MRT规格范围（总宽度最大）④最大幅高度②轮胎宽度（重量、运动性能要求）侧壁形状③挠曲量（运动性能，乘车舒适性）①3大规格设计尺寸（JATMA，ETRTO，TRA）※只要没有特殊要求轮胎最大箱体（依据车轮外壳的形状））按①→②→③→④的顺序决定宽窄锚形

双螺栓法兰盘轮胎总宽度和最大幅度高是决定侧壁形重要的设计因素。【参考】轮16ＭＷＣＷＴＷSh.RθＴ１H1DIA：ETRTODESIGN–3：MW=TTW+0.4（CW-RW）++βCW=RW+α夹幅度和测量轮辋，实际使用轮辋的关系式CW=MW×（0.91±0.01）：TW，根据尺寸因素（主要是公称幅度）决定。例子三倍R的图纸现在MRT是主流：与胎面幅度成比例是一般的情况（1mmSTEP）：剖面高的50%左右是一般的情况：现在是以TW/2为基准表记的。在决定胎面圆角上很重要：以相似形为基准的话几乎一定。·DIA（外径）·MW（模具总宽度）·CW（夹宽度）·TW（胎面宽度）·TREADRADIUS·CONTACTPOINT·SH.R（肩ｰ半径）・H1（最）大幅度高·T1（外倾量）·θ1（buttress角度）（目標仕上がり外径）（モールド→仕上がり、外径変化代）（目標仕上がり外径）铸模→测量轮缘的轮缘0.5英寸宽5mm补偿1-（模具→完成宽度变化余量）CW

MW

一定的下部外形相似形的关系式

TW

MW

确认一定上部剖面相似形关系式（総幅）胎面半径上部R下部R【参考】轮胎剖面的尺寸例ＭＷＣＷＴＷSh.RθＴ１H1DIA：ETRTODESIG1710、轮胎结构（１）钢铁斜交径向原理根据轮胎结构，要顺利进行「载荷支撑」「发动」「拐弯」「停止」「冲击吸收」。轮胎主要结构和作用

钢铁斜交摇臂

胎面部：钢铁带加固

壳体：径向结构现在的钢铁斜交径向，基本上使用的是通过填充空气使之产生张力的钢铁皮带的［轮的形状］。这个“轮的形状”是用箱体吊起车轮。※像自行车车轮（刚带）辐条（壳体）的样子胎面部（接地、摩擦、减震）侧部（挠曲·转舵传递・冲击吸收）结构调整在轮胎构造上控制“接地面”和“侧面的挠曲”。※道路噪声，输入方面的接地面很重要接地面①钢铁带/角度②带材料/结构③轮距规侧面的挠曲：①壳体材料/结构②槽顶硬度/大小③侧面壁材料/硬度侧面壁复合（Hs55～63）钢铁断路器（2枚、角度：17～26°）帘布层（1～2枚：聚脂是主流）槽顶（高硬度橡胶：Hs78～92）带（圆周方向无接头）胎面复合（Hs58～72）10、轮胎结构（１）钢铁斜交径向原理根据轮胎结构，要顺利进行18确保轮胎与路面的摩擦系数，发挥制动力和操纵性能。路面输入的缓和。（Hs58～72）胎面橡胶轮胎侧面的保护，冲击吸收。（Hs55～63）壳体起保持内部气压作用。使用密封性好的橡胶。聚脂制，1～2张。接受气压的轮胎的骨架。断开器钢制，2张。将壳体沿半径方向紧固，补强圆周方向强度。起到稳定接地面的作用。带槽顶胎圈尼龙是主流。通过抑制断路器的动作，实现更高速的耐久性，降低道路噪声。将轮缘紧固使之嵌合的同时，阻止由气压对外壳的张力的功能。强化槽附近的刚性，起提高操纵稳定性的作用。（Hs78～92）内镶条侧面壁胎面部・接地・摩擦・吸收冲击侧面部・绕曲・转舵传递・吸收冲击10、轮胎结构（２）各结构材料和其作用确保轮胎与路面的摩擦系数，发挥制动力和操纵性能。路面输入的缓19①断开器②胎面橡胶③胎面结构④内镶条⑤壳体⑥钢垫片⑦壳体卷起⑧壳体卷起紧钳量块

保护布⑨保护布⑩带⑪轮胎边缘缓冲层轮胎边缘遮盖物⑫缓冲垫⑬侧面壁⑭轮缘钢圈3210、轮胎结构（３）各部的名称①断开器②胎面橡胶③胎面结构④内镶条⑤壳体⑥钢垫片⑦壳体卷起20１－０ＬＴＵ１－０ＨＴＵ２－０ＨＴＵ无带１ＥＢ１ＦＢ１ＥＢ＋１ＦＢ带结构壳体结构A量块H量块１ｓｔ．断开器宽2nd．断开器宽B.顶高钢垫胎面宽10、轮胎结构（４）肩部的结构例带结构壳体结构A量块H量块１ｓｔ．断开器宽2nd．断开器宽B21１1、配合技术橡胶配合的一般理论天然橡胶（异戊二烯）（低油耗・长寿命）合成橡胶（SBR）苯乙烯橡胶（高抓地力）长低油耗轮胎RRC贡献率宏观微观天然橡胶的滚动阻力低是因为分子结构有秘密！天然橡胶：分子结构长且轻行驶中的分子的末端的摇晃和侧链的摇晃很少徒劳的发热少。滚动阻力低１1、配合技术橡胶配合的一般理论天然橡胶（异戊二烯）合成橡胶22【参考】主要橡胶材料和特征【参考】主要橡胶材料和特征23橡胶与其他材料不同的突出的特征是其弹性。上图表示与其他材料比较的S-S曲线。⇒弹性=能量－弹性+熵弹性熵弹性是热力学的现象，温度越高，分子的显微布朗运动变得活跃，所以弹性也会变大。相反，温度下降弹性也会下降，但其程度根据橡胶材料的玻璃转变温度的不同而定。所谓玻璃转变温度（Tg），是橡胶高分子的分子运动被妨碍固化，达到玻璃状脆弱的温度，橡胶的玻璃转变温度是零下十几度。即使是同样的高分子，塑料时，在常温下处于玻璃转变温度以下的状态。另外、图中的模数（系数），在物理术语中表示系数、率的意思。这里、作为“橡胶的模数”使用。所谓橡胶的模数是给予橡胶弹性体一定应变时的应力。【参考】橡胶材料的基本性质橡胶与其他材料不同的突出的特征是其弹性。【参考】橡胶材料的基24轮胎的变形１２、轮胎的变形特性、弹簧常数轮胎的变形１２、轮胎的变形特性、弹簧常数25４、Tire振动特性与其关系2626如右图所示，我们可以清楚知道在６０Ｈｚ～４００Ｈｚ之间声压有峰值的地方与轮胎振动特性的关系。如右图所示，在６０Ｈｚ～４００Ｈｚ之间箭头所指示的有A.B.C三个声压峰值。峰值（Ａ）：主要出现在８０Ｈｚ～１００Ｈｚ附近，轮胎与轮圈相反相位时的振动模态峰值（Ｂ）：主要出现在２５０Ｈｚ附近，原因为轮胎内部1阶的空腔共鸣峰值（Ｃ）：在２８０～４００Ｈｚ之间的峰值既是轮胎截面2阶的振动模态，同时也是胎面端部的Shoulder与侧壁相反相位的振动模态

４、Tire振动特性与其关系2626如右图所示，我们可以清楚26【相关资料4-2：Tire振动特性的测量方法】27(1)不转动时(2)转动时添加额外负载对Tread面加振。测点为Spindle使用Roller，添加额外负载。转数在10km/h以下。对Tread面加振。测点为Spindle【相关资料4-2：Tire振动特性的测量方法】27(1)不转2710100-10-20-30100200300频率/Hz传递函数/dB圆周方向（上下）１次共振径向方向（断面２次）共振气柱共振冲击加振输出输入道路噪音领域１3、与道路噪音的关系（１）道路噪音良好道路噪音良好该领域降低良好该领域恶化降低上下方向１次共振因此，要降低通常的问题领域，就要降低上下共振，提高径向共振10100-10-20-30100200300频率/Hz传递28轮胎模式形状的例子１3、与道路噪音的关系（２）轮胎模式形状的例子１3、与道路噪音的关系（２）29轮胎的振动模式，模态解析的例子轮胎本身有很多的振动模式。１3、与道路噪音的关系（３）轮胎的振动模式，模态解析的例子轮胎本身有很多的振动模式。１330【参考】Tire空洞共鳴音31Tireには構造振動の他に、内部に充填された空気による空洞共鳴が存在する。ｆi＝ｉｖ/Ｌｆｉ:ｉ次共鳴周波数（Hz)、ｖ＝音速(m/s）、L=管長(m)通常の乗用車用Tireは、外径が約500~800ｍｍ、内部の円管長さは1.25~2.0ｍ程度になるため、空洞共鳴の１次共鳴周波数は170~250Hzに存在する。

250Hz付近の音は、以下の理由により車両騒音としては難しい現象となっている。１）ShockAbsorberの曲げ共振（２５０Hz)２）DashPanel、DoorPanelの共振（２５０Hz)３）人間の耳の特性このため、TireやWheelでこの「２５０Hzの音」を低減する試みが行われている。【参考】Tire空洞共鳴音31Tireには構造振動の他に、内31【参考】轮胎的空腔共振音32Tire除了结构上的振动外，还有在内部被空气填补着的空腔共振。ｆi＝ｉｖ/Ｌｆｉ:ｉ次共振频率（Hz)、ｖ＝音速(m/s）、L=管长(m)乘用车使用的轮胎通常外径大约500~800ｍｍ、内部圆管长为1.25~2.0ｍ，因此空腔共振的1阶共振频率会在170~250Hz会出现。对于在250Hz附近的噪音，由于以下原因，作为车内噪音来讲变成了一种很难的现象。１）ShockAbsorber的弯曲共振（２５０Hz)２）DashPanel、DoorPanel的共振（２５０Hz)３）人类耳朵的特性因此，都在尝试通过Tire或者Wheel来降低「２５０Hz的噪音」。【参考】轮胎的空腔共振音32Tire除了结构上的振动外，还有3233【参考】：降低噪音对策的实际应用Toyota豪华轿车从安装开始，就依次设定了标准。EV,HEV对这种声音很关注，不断的在思考策略。放入特殊吸音棉的Tire（Dunlop)33【参考】：降低噪音对策的实际应用Toyota豪华轿车从安33１4、轮胎发生的振动强制力（１）１4、轮胎发生的振动强制力（１）34１4、轮胎发生的振动强制力（２）１4、轮胎发生的振动强制力（２）35抖动感（平面感）咯吱咯吱（柔性感）刺耳弹簧特性频率

（Hz）05201040乘车感觉现象和频率的关系50轻飘感摇晃感频率（Hz）0520104050轮胎特性、路面和频率的关系11共振特性包络特性扭曲共振波長（m）02.20.551.10.280.1411传递函数路面圆周方向一次共振动弹簧上下方向动弹簧前后方向２１１5、与乘车舒适性的关系（１）刚性和衰减成为参数。抖动感（平面感）咯吱咯吱（柔性感）刺耳弹簧特性频率（Hz）36１5、与乘车舒适性的关系（２）与不平顺性最相关的是车体特性。⇒除静弹簧常数外，也要进行符合现象频率的动弹簧常数的测量。⇒⇒线弹簧１5、与乘车舒适性的关系（２）与不平顺性最相关的是车体特性。37【相关资料】对于不平顺性的轮胎特性评价方法例38【岛影的专利】在突起上设置轮胎，测量动弹簧常量。⇒线弹簧的动态测量【相关资料】对于不平顺性的轮胎特性评价方法例38【岛影的专利38

转弯・力（C・F）战胜离心力的汽车转弯力。在轮胎胎面与路面之间起作用。通过摩擦力而发生，与车的进行方向成直角。

安全・回正・力矩（S.A.Ｔ）汽车转弯的时候，轮胎接地面变成扭曲的形式。这个时候减少轮胎侧滑的旋转力（手柄恢复原状的力）在轮胎接地面起作用。这也叫做自我