[发明专利]汽车低行驶阻力的车轮系统结构及其设置方法

说明书

本发明公开了一种汽车低行驶阻力的车轮系统结构及其设置方法。所述汽车低行驶阻力的车轮系统结构包括从动轮和驱动轮；所述从动轮的轮胎为子午线轮胎，且驱动轮的轮胎为斜交轮胎；所述驱动轮的载荷系数为0.1%‑‑0.25%。本发明的车轮系统结构相对于传统车辆其机械效率提高50%以上，节能至少30%。

技术领域

本发明涉及一种汽车低行驶阻力的车轮系统结构及其设置方法，属汽车工程技术领域。

背景技术

申请人自2012年起从事汽车车轮系统结构的研究与发明，涉及的专利为：实用新型CN201220274739.8、CN201220274769.9、CN 201320337579.1；发明专利CN20121019825.7、CN 201210191870.2。

这些专利的技术方案多为以车轮半径与滚动阻力的关联及驱动力的关联为技术理念依据，追求实现从动轮滚动阻力小，驱动轮驱动力强的技术目标；其技术措施主要是采用“复合车轮”的结构，有小半径的驱动轮伴随大半径从动轮的结构特征，且车轮中心侧向垂直同轴。由于这些研究与技术开发缺乏车轮系统结构机械效率的理论研究支撑，有节能效率不高之虞；加之“复合车轮”的结构方式，在行驶方面还存一些不足之处，不能充分体现车轮系统结构研究的技术目标，目前还达不到到预期的社会价值与经济价值水平。

为了开拓汽车能够大幅节能的新途径，申请人长期进行了关于汽车车轮系统结构的行驶效率的系统研究，发现近一百二十年来，汽车技术领域从未涉及过车轮系统结构的行驶效率的研究，《汽车理论》在驱动轮运动阻力研究方面存在遗漏或误判，致使传统汽车的车轮系统结构存在行驶阻力大、能源消耗过高的重大弊端。

《汽车理论》认为驱动轮也有滚动阻力，于是将车轮系统的运动阻力认定为就是从动轮的滚动阻力，因此，《汽车理论》中的汽车行驶方程式为：

Ft＝Ff+Fi+Fw+Fj

式中：Ft为驱动力；Ff为车轮的滚动阻力；Fi为坡度阻力；Fw为空气阻力；Fj为加速阻力。

从动轮的滚动阻力仅与车辆载荷、车轮滚动阻力系数相关，而驱动轮的运动阻力不仅与车轮载荷相关，还与驱动力系数、附着系数及轮胎摩擦力相关，所以驱动轮的运动阻力与从动轮的阻力是不相等的。酒井先生的研究成果表明：当驱动力系数大于0.75，车轮使用子午线轮胎(轮胎气压大于240MPa)，其运动阻力是从动轮的2倍以上，车轮使用斜交轮胎，其运动阻力是从动轮的3倍以上。基于驱动轮的运动阻力大于从动轮滚动阻力的客观存在，《汽车理论》中的汽车行驶方程式是错误的。

本发明研究根据从动轮与驱动轮的运动阻力特性及车轮载荷存在分配差异的特征，建立“车轮载荷系数”的新概念(即车轮载荷系数为车轮载荷/车辆总质量，《汽车理论》中没有这个概念)，由此，推导了汽车车轮系统结构的行驶阻力公式：

Ff＝ɑWf+XβWf

式中，ɑ为从动轮的车轮载荷系数，β为驱动轮的车轮载荷系数，f为滚动阻力系数，驱动轮使用子午线轮胎时X≧2，使用斜交轮胎时X≧3。

根据这个正确的车轮系统行驶阻力的公式，汽车行驶方程式正确的表述方式应该勘误为：

Ft＝ɑWf+XβWf+Fi+Fw+Fj