[논문리서치] The effect of wheel alignment on rolling resistance - a literature search and analysis

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목적 : front-end wheel의 얼라인먼트의 rolling reistance를 검사하는것. 더 구체적으로는 toe-in, toe-out을 고려함

• 이 보고서는 toe-in과 toe-out의 rolling resistance를 분석함. (rolling resistance는 EPA 테스트 프로그램의 road load의 결과를 기반으로 함.)

• rolling resistance 데이터는 sip angle와 상관관계가 있음.

• 타이어 rolling resistance와 slip angle을 고려하여 분석할 때 타이어가 같은 온도가 되어야 유효한 결과를 얻을 수 있음.

rolling resistance($F_R$)

$$F_R=F_{y}SIN\alpha +F_{x}COS\alpha$$

• $F_y$ : lateral force

• $F_x$ : longitudinal force

• $\alpha$ : slip angle

 

EPA test program - Design / Result

• vehicle road load와 front-suspension alignment와의 효과를 결정하기 위해 프로그램이 수행됨
  • flat roadway에서 50mph로 3가지 다른 alignment 상황에서 driveshaft torque는 측정되었음
    • 3가지 다른 alignment 상황 :
      • manufacturer’s recommended setting (1/4’’ toe-in)
      • 1/2’’ greater than the maximum recommended setting (7/8’’ toe-in)
      • 1/2’’ less than the minimum recommended setting (3/8’’ toe-out)
    • 사용한 타이어 : 테스트 전에 타이어는 30분간 50mph속도로 운행하여 타이어를 따듯하게 만
      • steel belted radials
      • bias ply
      • bias belted
      • fiberglass belted radial tire
        • toe-out 은 안함
    • 3/8’’ toe-out condition
      • 3개의 타이어 테스트는 모두 baseline 1/4’’ toe-in (recommended) 보다 driveshaft torque가 상당히 증가함.
        • bias와 bias belted tire는 75%, 22%가 증가함
    • 7/8’’ maximum toe-in condition
      • baseline과 비교해 볼 때, fiberglass와 steel belted radial 에서 driveshaft torque가 23% 가 증가함
      • 하지만 bias ply 와 bias belted tire는 약간 감소

 

문헌 검색

• W.W Curtiss
  • steel belted radial tire
    • slip angle 1°도 변화 시 rolling resistance 25% 증가
  • large roll dynamometer 에서 수행됨 (~ 60mph)

• Walter and Conant of Firestone Tire Co.
  • bias ply tire
    • slip angle 1°도 변화 시 rolling resistance 25% 증가
  • large roll dynamometer 에서 수행됨 (~ 30mph)

• Calspan Corporation
  • bias ply, bias belted, radial ply
  • flat bed machine (at 50mph)
  • positive, nagative slip angle에서 rolling resistance 증가.
  • +-2° slip angle일 때 rolling resistance 3~9% 증가
  • radial ply tire일 때 2.5도 slip angle이 증가할때 rolloing resistance 25%감소
  • -1.5도 slip angle일때 rolling resistance 15% 감소