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·设计．计算．研究．

基于减少轮胎磨损的客车前轮定位参数优化

钱立军向世伟祝安定马骏

(合肥工业大学)

【摘要】根据前轮定位参数动态变化和轮胎磨损的关系．建立了计算客车前轮动态外倾角和实际转角值的数值
模型。提了以各定位参数为设计变量．以转角范围内的动态外倾值与理论倾角相差最小为目标的多约束优化设计
方法，并得到设计值范围内使轮胎磨损最小的最优解，为客车前轮定位参数的选取与优化提供理论依据。试验证明，
此优化匹配方法对减少轮胎磨损有效
主题词：客车前轮定位参数轮胎磨损参数优化
中图分类号：U469．1文献标识码：A文章编号：1000—3703(2011)02—0014—04
OptimizationofWheelAlignmentParametersofBusbasedon
ReductionofTireWear
QianLijun，XiangShiwei，ZhuAnding，MaJun
(HefeiUniversityofTechnology)
【Abstract]Anumericalmodelofcomputingbusfrontwheeldynamiccamberandtheactualsteeringangleis
establishedbasedontherelationshipbetweenfrontwheelalignmentparameterdynamicvariationandtirewear．Amulti—

constraintoptimizationdesignmethodispresentedwithalignmentparametersasdesignvariablesandtheminimum
differencebetweendynamiccamberandtheoreticalcamberwithinthesteeringangleasobjective，theoptimalsolutionto
reducetireweartotheminimumwithinthedesignlimitisobtained，thusprovidingtheoreticalfoundationforselectionand

optimizationofbusfrontwheelalignmentparameters．Testprovesthatthisoptimizationandmatchmethodiseffectivein

reducingtirewear．

Keywords：Bus，Frontwheelalignmentparameters，Tirewear，Parameteroptimization

面上的回正力矩和剪切滑移力矩未必最小．过大的
1前言
胎面力矩也会造成磨损．这一情况出现在许多有早
对于客车前轮定位参数的选取和匹配，目前在期异常磨损的车辆上。因此，应采用较小的外倾和前
我国还处于先类比和经验设计、再试验验证的阶段，束搭配．使侧向力和胎面力矩均较小。转向时，比直
没有足够的理论指导因此许多车型的前轮定位参行时大得多的侧向力使得前轮胎面与地面间的相对
数匹配不合理，出现了大量前轮胎早期异常磨损问滑移严重．前轮胎的磨损较直行时要严重得多。以往
题针对此问题，本文结合理论分析，找出前轮定位研究轮胎磨损问题时．大多仅注重直行工况时侧滑
参数变化及其在转向时与轮胎磨损的关系，建立计量最小。实际上，在客车行驶工况中，转向工况并不
算模型．并提出了合理可行的匹配优化设计方法。少．急转向时前轮胎磨损量很大，相当于直行工况十
几小时的磨损量lll。
2客车前轮定位参数与轮胎磨损的关系
对前轮外倾角与侧向力的关系加以分析。图1
2．1定位参数影响轮胎磨损的机理所示为右前轮的前视图，在前桥垂直载荷作用
影响轮胎磨损的主要因素是作用于轮胎的侧向下．外倾角使得轮胎即使在直行时也有侧向力
力、胎面力矩。车辆直线行驶时，通过外倾和前束的存在．它与外倾角的关系可表示为：
合理搭配．可以使侧滑量减小、侧向力减轻。而侧向
力最小时．由于存在侧偏角以及纵向和侧向滑移，胎手．。tanT(1)

——14——汽车技术
．设计．计算．研究·
ANOB所在平面垂直，是主销内倾角，OL为主销后
倾角，为主销轴线与铅垂线空间夹角。

图1右前轮外倾角与侧向力的关系
右转时。右前轮的转向侧向力，与方向相

反．左、右轮的转向侧向力一致而外倾侧向力相反。O
即在转向中．适当的动态倾角对减少轮胎所受侧向图3左前转向轮各定位角度之间的关系
力有利，若出现外侧车轮内倾能使，与动态倾角若ANAB为球面三角形．且球的半径取单位长
所产生的侧向力相平衡，是最理想的。由于转向度，则：
侧向力主要取决于转向速度和半径．故很难使
与完