野球场上一直流传着这样的潜规则:球技可以粗糙,但球鞋一定要骚。

有一群这样的小众群体,他们有一个专门的称呼叫做“sneakerhead”,意思是非常热爱球鞋,热爱球鞋文化的人。

他们会如同老饕一样寻找各种各样的球鞋,买了不一定穿,只是收藏起来。之前有新闻报道北京一个小伙子因买房子首付不够,只好把自己从14岁开始收藏的283双球鞋典当了100万,交了房子的首付,小伙子说鞋子先典当2个月,之后要筹到钱再赎回来,这就是一个典型的骨灰级Sneakerhead。

一双好看的鞋子吸引力是巨大的,正如大家在买鞋子的时候会根据自己的穿衣风格、用途、品牌等因素去寻找一双适合自己的鞋子一样,小鹏汽车在给自己选“鞋子”时也是经过一番思量的。对小鹏汽车而言,“鞋子”就是轮胎。

与鞋子不太相同的一点是,轮胎的外观基本上可以忽略不计,最重要的是轮胎的性能,接下来,就来简单的介绍一下小鹏汽车是怎么给自己挑出一双能够提升整车性能的好“鞋子”(轮胎)。

一、轮胎基本知识

首先我们简单来回顾一下轮胎的基本参数如图1所示。

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(1)

(图1 轮胎基本参数)

举例说明,某轮胎MICHELIN-made in china-outer side-DOT 3417-temperature A Traction A-215/55R17 96V,主要信息如下表所示:

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(2)

二、轮胎选型对整车性能方面的影响

车辆开发过程中,轮胎的选型对整车性能方面的影响主要包括:轮胎运动空间校核、NVH性能(胎噪)、操稳&乘坐舒适性能、制动性能、NEDC续航里程、驾驶性能(VCU部分标定),接下来分各个方面简单讨论。

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(3)

1、轮胎运动空间校核

整车开发数字阶段中会对选定轮胎的运动空间进行DMU校核,该校核过程需要考虑:减震器的上下跳动行程、轮胎的左右最大转舵角度、轮胎链的装着空间等。综合以上因素,绘制出相应的轮胎包络区域如图2所示,校核是否会跟轮罩室及周边部品(ABS线束、制动软管)发生干涉。数字阶段确保无干涉风险后,还需要经过试制阶段实车轮胎链干涉试验等验证如图3所示,该类试验的主要方法是:选取对应轮胎型号的轮胎链,在不同路面 车速工况 整车载荷条件下,验证轮胎链是否会干涉导致轮罩室破损,以及轮胎链的意外断裂导致A类部品(ABS线束、制动软管、转向拉杆等)失效整车发生A类故障。

经过3D数字 实车双保险验证,确保轮胎运动空间OK,但是从造型角度考虑,肯定不希望轮胎和轮罩室的间隙过大。因此,DMU校核的过程实际上也是总布置和造型博弈的过程。

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(4)

图2 轮胎包络区域

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(5)

图3 轮胎装着轮胎链

2、NVH性能

首先,NVH是一门玄学,因为导致NVH问题可能是一个问题点,也可能是非常多的问题点共同造成,总而言之,NVH问题通常是有着非常复杂的机理,以下仅仅是对胎噪的概述。

不同轮胎行驶过程中的胎噪是不同的,相同轮胎在不同路面(光滑沥青路、粗糙沥青路、光滑水泥路等)的噪音也千差万别。胎噪主要分Rolling noise, Pattern noise, Cavity noise三种,胎噪及频率关系如图4所示。车辆在光滑水泥路面上的路噪频次相对高一些、粗糙沥青路面上的路噪dB值相对大一些(更容易引起顾客抱怨)。车辆研发过程中会根据对标车设定胎噪的VTS目标。实车验证阶段是采用客观数据[测量轮胎近场噪音(dB) 驾驶舱内前后排噪音(dB)客观数据] 主观评价的方式验证。胎噪以主观评价为主,客观数据为辅(相同噪音dB值可能带来的截然不同的主观感受)。一般情况下不同轮胎驾驶舱内的胎噪可以相差0-5dB左右。

车辆开发过程中胎噪等问题可从以下两个方面改善对策:

①低频振动噪音、中频路噪,可以从车身结构出发改善。

②高频胎噪,可以从传递路径(隔音棉、密封胶等)出发改善。

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(6)

图4 胎噪跟频率之间关系

3、操稳&乘坐舒适性能

车辆的稳态响应指标之一稳定性系数K

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(7)

k1、k2即是前后轮胎的侧偏刚度

不同轮胎对操稳性能的影响主要包括加(减)速路面附着能力、打滑弹跳、轮胎抓地力、弯道行驶稳定性等方面。主要体现在轮胎极限性能,因此对于大部分客户来说,市区上下班驾驶,基本体会不到差异。

虽然整车的乘坐舒适性主要由底盘(减震器)调校,但是相当一部分还是由轮胎选型先天决定。假如同一款车型如果有两种轮胎型号(235/55R18、255/40R20),一般情况下235/55R18的乘坐舒适性相对来说会比255/40R20好一些(主观评价会好0.5~1分水平)。

4、制动性能

不同轮胎会影响整车的制动距离(一般情况下100km/h制动距离会有0-5m的影响)、间接影响不同减速度下(0.1g, 0.3g, 0.5g, 0.8g)的制动踏板感(微乎其微,基本可以忽略)。制动距离的长短是影响行车安全的重要因素之一,车辆研发过程中必须谨慎对待,同时如果轮胎跟ABS性能未合适匹配的话,会出现ABS作动时,轮胎在路面“咯噔咯噔”跳动打滑的现象(初步怀疑Tesla的某款车就存在该问题)。

5、NEDC续航里程

众所周知,车辆在行驶过程中的油(电)耗主要损失在为克服各种阻力而做的功上,消耗比例如图5所示。对汽车来说,全车25%的油(电)耗用在克服轮胎的滚动阻力上(100km/h匀速行驶条件下),有关机构测试表明轮胎每减少滚动阻力20%~30%,即可省油(电)6%~8%。不同轮胎的滚动系数(滑行阻力曲线)会有明显不同,如图6所示。

尤其对于电动车来说,不同轮胎会对整车NEDC续航产生较大影响。举例说明,某EV车型(NEDC续航400km)采用轮胎A和轮胎E的NEDC续航可能会有32km差异。同样作为一款纯电动车,NEDC续航对于小鹏汽车而言是十分重要的性能参数,因此小鹏汽车在实际开发过程中,通过大量的设计计算、试验、验证等,在不降低整车其他性能表现的前提下,通过选取合适的低滚阻轮胎,整体续航提升了7%左右。

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(8)

图5 100km/h匀速行驶时不同阻力比例关系

练车穿什么样的鞋最合适(如何给车挑一双完美的)(9)

图6 不同轮胎的滑行阻力曲线

6、驾驶性能(VCU部分标定)

不同轮胎会影响VCU中驾驶性的部分标定,主要体现在:

①100%油(电)门开度下的发动机(电机)扭矩输出梯度。VCU标定的思路之一是减少车辆的轮胎打滑,而不同轮胎的路面附着系数会有差异。

②不同车速匀速行驶时对应油(电)门开度下发动机(电机)稳定输出扭矩。由于匀速稳定行驶时,不同轮胎的阻力曲线有差异。

三、总结

轮胎是车辆和地面接触的唯一部件,重要性不言而喻。车辆开发过程中轮胎选型跟整车各个方面性能息息相关,牵一发而动全身,轮胎选型一旦确定,开发过程中最好不要轻易变更,否则浪费对应的研发工时和成本、以及推迟项目开发计划的风险。

私家车辆实际使用过程中都会遇到轮胎更换的问题,对于普通客户,建议选取原车原厂相同型号的轮胎,毕竟该轮胎能较好的适配各方性能。

对于改装发烧友,忠告有只有2个:

安全第一,开心就好。

作者:

小鹏汽车技术中心

高级工程师 武金龙

,