《轮胎瞬态复合滑移特性基础试验方法》

团体标准

T/CSAEXX－20XX

轮胎瞬态复合滑移特性基础试验方法

Basictiretestingmethodfortransientstatecombinedslipproperty

（报批稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国汽车工程学会发布

T/CSAEXX－20XX

轮胎瞬态复合滑移特性基础试验方法

1范围

本文件规定了轮胎瞬态复合滑移特性基础试验的方法。

本文件适用于轿车轮胎、轻型载重汽车轮胎。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB/T2977载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷

GB/T2978轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷

GB/T3730.3-1992汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸

GB/T6326-2014轮胎术语及其定义

GB/T12549-2013汽车操纵稳定性术语及其定义

3术语和定义

GB/T3730.3-1992、GB/T6326-2014、GB/T12549-2013界定的及下列术语和定义适用于本标准。

3.1车轮几何和轮胎坐标系

3.1.1

车轮中心平面wheelplane

与车轮轮辋的两侧内边缘等距的平面（见图1）。

[来源：GB/T3730.3-1992，2.2]

3.1.2

车轮中心wheelcenter

车轮中心平面与车轮回转中心线的交点（见图1）。

[来源：GB/T3730.3-1992，2.3]

3.1.3

轮胎接地中心centeroftirecontact

车轮中心平面与路面的交线和车轮回转中心线在路面上的投影的交点（见图1）。

[来源：GB/T12549-2013，5.1.1]

3.1.4

1

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轮胎坐标系（X,Y,Z）tireaxissystem（X,Y,Z）

以轮胎接地中心为原点的右手直角坐标系。X轴为车轮中心平面和道路平面的交线，以车轮中心平

面的行进方向为正；Z轴为道路平面的法线，向上为正；Y轴在道路平面内，方向按照右手法则确定（见

图1）。

[来源：GB/T12549-2013，5.1.2]

图1轮胎坐标系

3.1.5

侧偏角slipangle

轮胎接地中心的行进方向与轮胎坐标系X轴之间的夹角（见图1）。

�

注：在轮胎坐标系中，从X轴转到轮胎接地中心的行进方向，按右手法则来判断其正负符号，图1中

所示侧偏角为负值。

[来源：GB/T12549-2013，5.1.3]

3.1.6

侧倾角inclinationangle

轮�胎坐标系的X-Z平面与车轮中心平面之间的夹角。

注：在轮胎坐标系下，从X-Z平面转向车轮中心平面，按照右手法则确定其正负符号，图1中所示侧

倾角为正值。

3.2轮胎的滚动和滑移特性

3.2.1

自由滚动轮胎freerollingtire

有垂向载荷（见3.3.2），但没有驱动力矩（见3.3.7）或制动力矩（见3.3.8）作用的滚动轮胎。

注：自由滚动轮胎可以有侧偏角和侧倾角，且轮胎接地中心在路面上的轨迹可以是直线也可以是曲

线。

2

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3.2.2

轮胎自由滚动速度tirefreerollingspeed

�

滚�动轮胎的转动角速度与轮胎有效滚动半径（见3.2.3）的乘积。

3.2.3

轮胎有效滚动半径tireeffectiverollingradius

�

自�由滚动轮胎滚动一周轮胎接地中心移动的距离除以2π所得的数值称为轮胎有效滚动半径。

3.2.4

轮胎行驶速度tiretrajectoryvelocity

轮胎的接地中心在路面上的运动速度。

注：它在轮胎坐标系X方向的分量称为轮胎纵向速度（tirelongitudinalvelocity），它在轮胎坐标系Y

方向的分量称为轮胎侧向速度（tirelateralvelocity）。

3.2.5

轮胎纵向滑移速度tirelongitudinalslipvelocity

𝑠

驱�动或制动条件下的轮胎自由滚动速度与此时轮胎纵向速度之差。

3.2.6

轮胎纵向滑移率tirelongitudinalslipratio

或

�

轮�胎纵向�滑移率为轮胎纵向滑移速度与轮胎自由滚动速度的比值，表示为：

𝑠·························································（1）

�𝑠

�

式中：�=��

——轮胎纵向滑移速度，单位为千米每小时（km/h）；

轮胎自由滚动速度，单位为千米每小时（）；

�𝑠——km/h

轮胎纵向滑移率。

��——

轮胎纵向滑移率为轮胎纵向滑移速度与轮胎纵向速度的比值，表示为：

𝑠

·························································（2）

�𝑠

式中：�=𝑠

——轮胎纵向滑移速度，单位为千米每小时（km/h）；

轮胎纵向速度，单位为千米每小时（）；

�𝑠——km/h

轮胎纵向滑移率。

�—�—

�3

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3.3轮胎的力和力矩

3.3.1

轮胎法向力tirenormalforce

路面作用在轮胎上的力沿轴的分量。

��Z

3.3.2

轮胎垂向载荷tireverticalload

轮胎法向力的绝对值。

3.3.3

轮胎侧向力tirelateralforce

�路�面作用在轮胎上的力沿Y轴的分量。

3.3.4

轮胎纵向力tirelongitudinalforce

�

路�面作用在轮胎上的力沿X轴的分量。

3.3.5

轮胎回正力矩tirealigningtorque

z

路�面作用于轮胎上的力矩矢量沿Z轴的分量。

3.3.6

车轮扭矩wheeltorque

作用在车轮上相对于车轮旋转轴的外力矩（见图1）。

[来源：GB/T12549-2013，5.3.4，有修改]

3.3.7

驱动力矩drivingtorque

等于正的车轮扭矩。

[来源：GB/T12549-2013，5.3.5]

3.3.8

制动力矩brakingtorque

等于负的车轮扭矩。

[来源：GB/T12549-2013，5.3.6]

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3.4瞬态transientstate

轮胎运动状态及由此运动状态导致的轮胎的力和力矩，在轮胎坐标系中随时间而改变的状态。

4试验条件

4.1试验环境温度

在轮胎停放和试验期间，试验轮胎周围环境温度应该保持为24℃±3℃。对于特殊的试验研究，用

户可根据自己的需求来设定环境温度。

4.2试验设备

4.2.1总则

为确保试验的完整性和可靠性，用于实施轮胎瞬态复合滑移特性试验的试验设备，应满足以下要求。

4.2.2加载及定位系统要求

试验设备应具备加载及定位系统，且应满足以下要求：

a)在试验路面上实现轮胎垂向载荷的加载、设定轮胎侧偏角、设定轮胎侧倾角，并可施加制动力

矩或驱动力矩；

b)满足轮胎瞬态复合滑移特性试验对设备加载及定位系统量程、精度的要求（最低精度应满足：

加载精度为设备最大加载能力的±1.0%，角度精度不低于±0.1°，加载半径精度不低于±

0.5mm，车轮转速精度不低于±15rpm）。

4.2.3路面要求

室内试验设备应具备均一、稳定可靠的试验路面，且应满足以下条件：

a)保证在试验过程中不会出现与试验轮胎接触的路面发生弯曲、侧向偏移、剧烈磨损、裂缝、污

染以及表面过热等影响试验结果可靠性的情况；

b)试验路面应具有一定的粗糙度，以保证轮胎瞬态复合滑移特性试验实施；

c)保证试验轮胎相对于试验路面的轮胎行驶速度可以满足轮胎瞬态复合滑移特性试验的要求，最

低精度±1km/h。

室外试验设备的试验路面为真实路面，根据实际试验需求选择。

4.2.4传感测量系统要求

试验设备应具备准确可靠的传感测量系统，且应满足以下条件：

a)满足轮胎瞬态复合滑移特性试验对传感测量系统量程、精度的要求（任一传感器精度至少为满

量程的±1.0%）；

b)精确测量试验轮胎的转动角速度、行驶速度、负载半径、垂向载荷、侧偏角、侧倾角、侧向力、

纵向力、回正力矩、充气压力及温度等数据。

4.2.5数据采集系统要求

试验设备应具备精确的数据采集系统，采样频率满足轮胎滚动一周最少采集32个点。

4.2.6其他要求

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试验设备还应满足以下要求：

a)设备应定期进行监控、维护和标定检查，以保证试验数据的稳定可靠；

b)若为控压试验，则试验设备应具有控压机构（气压最低控制精度应不低于±5kPa）；

c)试验设备应定期对六分力的增益和试验路面摩擦系数进行监控，应保证所用控制胎的一致性和

性能稳定性。

5试验方法

5.1试验准备

5.1.1总则

试验前宜对试验轮胎进行必要的准备，这包括试验胎的选择、胎面油污等的清洁、试验轮胎的存放、

轮胎轮辋的装配与停放、试验信息的记录、轮胎动平衡试验、轮胎预跑以及在试验设备上正确安装试验

轮胎等。

5.1.2试验胎的挑选和存放

轮胎的复合滑移特性试验对轮胎胎面的磨损较为严重，若试验过程涉及到多条轮胎的替换，为确保

试验数据的可比性，应选择具有相近生产日期、相同批次、相同存储环境、相似使用历史及相似均匀性

的轮胎。试验前，轮胎应在试验环境温度下至少放置24h。

5.1.3轮胎与轮辋的装配

所用轮辋的规格宜符合GB/T2977或GB/T2978的要求。

将轮胎安装到轮辋上时，需要遵循标准的安装程序。同时还需要确保轮胎与轮辋的接触面上没有损

伤、缺陷和杂质；不能过度润滑，否则引起胎圈的滑移；在必要时采用合适的适配器，以确保车轮总成

能顺利安装到转轴上，且保证转向中心位置不变。

给装配好的轮胎充气，使之充分稳定，停放时间一般为3h。

注：如果轮胎在24h内曾装配和充过气，则无需停放。

5.1.4参考试验条件的确定

轮胎的参考负荷由用户根据试验胎的负荷指数和实车载荷确定。

轮胎的参考气压（指冷充气压力）由用户根据试验胎的最大气压和实车气压确定。

5.1.5试验信息记录

试验前应记录必要的试验信息，包括以下内容：

a)轮胎编号；

b)轮胎的基本信息，包括规格、花纹、品牌、负荷指数、速度级别、最大气压、产地、生产编号；

c)试验轮辋类型和规格；

d)充气压力。

5.1.6预跑

5.1.6.1把轮胎安装到试验设备上，且保证轮胎旋转中心与转轴中心同心；

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5.1.6.2检查并调整环境温度，使之达到要求的数值；

5.1.6.3在正式试验前应对轮胎进行预跑，以达到消除轮胎由于包装、存储等因素引起的内部残余应力等

目的。预跑程序可参考表1执行或由用户根据设备的试验能力和工作效率来设计，预跑后目测轮胎胎面不

应出现明显的磨损。表中负荷为轮胎负荷指数对应的负荷能力，气压为对应的充气压力。；

Fz0p0Fz0

表1轮胎预跑程序

运行时间试验速度试验载荷充气压力侧偏角侧倾角

（s）（km/h）（N）（kPa）（°）（°）

180Fz0p000

59980Fz0p000

180Fz0p000

1080Fz0p010

2080Fz0p0-10

2080Fz0p010

2080Fz0p0-10

1080Fz0p000

180Fz0p000

注：如果试验胎在30min内曾实施过相同或相近的预跑程序，则无需重复预跑。

5.1.6.4检查并调整环境温度及轮胎胎面温度，使之达到要求的数值。

5.2试验

5.2.1总则

轮胎瞬态复合滑移特性受充气压力、轮胎行驶速度、轮胎垂向载荷、侧倾角、侧偏角和轮胎纵向滑

移率、胎面磨损量、环境温度及轮胎温度等多维输入变量的影响。轮胎瞬态复合滑移特性试验方法规定

了满足胎面磨损量要求且正确安装到试验设备上的试验轮胎，在确定的其他输入变量条件下完成一次轮

胎瞬态复合滑移特性试验的步骤。

在确定纵向滑移率变化规律时要采用合适的扫描速度，以尽可能减少动态效应的影响。

5.2.2试验步骤

轮胎瞬态复合滑移特性试验步骤如下：

a)使试验轮胎处于与试验路面不接触状态；

b)检查并调整试验轮胎充气压力（可选择控压或闭气）、侧倾角，使之达到要求的数值；

c)使试验路面产生既定方向的运动，并达到要求的行驶速度；

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d)给试验轮胎施加垂向载荷及侧偏角，并使之达到要求的数值；

e)控制试验车轮的旋转角速度，或对试验轮胎施加车轮扭矩，使轮胎按照指定的纵向滑移率变化

规律产生纵向滑移运动，记录试验数据，完成一次轮胎瞬态复合滑移特性试验。

5.2.3试验程序

表为轮胎瞬态复合滑移特性试验条件示例，其中负荷、气压含义见。如需改变其中的

2Fz0p05.1.6.3

条件，可参照执行。

表2轮胎瞬态复合滑移特性试验程序示例

试验速度充气压力试验载荷侧倾角侧偏角纵向滑移率

（km/h）（kPa）（N）（°）（°）（%）

0.4Fz0

-2、2、

60p0.8F-5、0、5-30~+30

0z05、8

1.2Fz0

6试验数据及处理

6.1记录的试验数据

轮胎瞬态复合滑移特性试验应记录如下试验数据：

a)轮胎纵向力（）；

轮胎侧向力（）；

b)𝑠

轮胎法向力（）；

c)��

轮胎回正力矩（）；

d)��

轮胎行驶速度（）；

e)�V�

f)轮胎转动角速度（）；

侧偏角（）；

g)�

侧倾角（）；

h)�

充气压力（）；

i)�

环境温度（）；

j)��

其他推荐记录的试验数据包括：

��

k)轮胎翻倾力矩（）；

轮胎滚动阻力矩（