轮胎的侧偏特性

本节主要研究轮胎的侧偏现象和侧偏特性。侧偏特性是指侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系。第五章 汽车的操纵稳定性第二节轮胎的侧偏特性返回目录 1OXY车轮平面车轮行驶方向正地面切向反作用力 FX正翻转力矩 TX正地面法向反作用力 FZ正地面侧向反作用力 FY车轮旋转轴线正侧偏角正回正力矩 TZ正 TY正外倾角 Z 侧偏角 轮胎接地印迹中心的位移方向与 X轴的夹角外倾角 过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角第二节 轮胎的侧偏特性一、轮胎的坐标系2车轮中心沿 Y轴方向将作用有侧向力 Fy， 相应 地在地面上产生作用于车轮的侧向反作用力。第二节 轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力 侧偏角曲线1.侧偏力 FYFY3uccucc只有当侧向力 大于（或等于）车轮与路面间的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。第二节 轮胎的侧偏特性1）在刚性轮上作用侧向力4FY俯视图第二节 轮胎的侧偏特性车轮静止2）在弹性轮上作用侧向力5FY第二节 轮胎的侧偏特性2）在弹性轮上作用侧向力车轮滚动60XYFY侧偏力为正时，产生负侧偏角。u-+第二节 轮胎的侧偏特性2.侧偏现象当车轮有侧向弹性时，即使 FY没有达到侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。侧偏角 轮胎接地印迹中心的位移方向与 X轴的夹角。u 7k 侧偏刚度，为负值。是决定操纵稳定性的重要轮胎参数。FY一定时希望侧偏角越小越好， 所以 |k| 越大越好。第二节 轮胎的侧偏特性3.FY 曲线8第二节 轮胎的侧偏特性三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响大尺寸轮胎子午线轮胎斜交轮胎钢丝子午线轮胎纤维子午线轮胎轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。侧偏刚度大侧偏刚度小大尺寸轮胎 小尺寸轮胎9第二节 轮胎的侧偏特性（ 1）扁平率小， k大HB扁平率 =(H/B)100% 10车 型 轮 胎型号 扁平率 (%)新雅 阁 普利斯通205/65R1565奔 驰 S320 米其林225/60R16 W60奔 驰 LORINSER 米其林275/30 ZR19 30宽度一些车型轮胎的型号及扁平率轮辋直径第二节 轮胎的侧偏特性11第二节 轮胎的侧偏特性12第二节 轮胎的侧偏特性（ 2）垂直载荷大， k大13一定时，W大， FY大。 FY = ， 即 k大 。垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力分布不均匀，使 k反而有所减小。第二节 轮胎的侧偏特性14第二节 轮胎的侧偏特性（ 3）轮胎气压高， k大但气压过高后刚度不再变化。15FX1FY1FX2FY2第二节 轮胎的侧偏特性（ 4） FX 越大， FY 越小一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小。16第二节 轮胎的侧偏特性（ 5）路面干湿状态17路面有薄水层时，由于滑水现象，会出现完全丧失侧偏力的情况。第二节 轮胎的侧偏特性轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系18四、回正力矩 TZ轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕 OZ轴的力矩，该力矩称为回正力矩。车轮静止时受到侧向力车轮运动时受到侧向力（侧向力较小）车轮运动时受到侧向力（侧向力较大）第二节 轮胎的侧偏特性FY eFYe 轮胎拖距。eFY轮胎拖距变大19四、回正力矩 TZ轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕 OZ轴的力矩，该力矩称为回正力矩。车轮运动时受到侧向力（侧向力很大）FYTZuXY+-+ -0第二节 轮胎的侧偏特性FYe轮胎拖距反而变小20第二节 轮胎的侧偏特性随着侧偏力的进一步加大，有更多的部分达到附着极限，直到整个接地印迹发生侧滑，因而轮胎拖距会随着侧向力的增大而逐渐变小；侧偏角为 4-6度时回正力矩最大，侧偏角再增大，回正力矩下降。回正力矩随垂直载荷的增大而增加。21第二节 轮胎的侧偏特性轮胎的形式及结构参数对回正力矩 -侧偏角特性有重要影响。在同样侧偏角下，尺寸大的轮胎一般回正力矩较大。子午线轮胎的回正力矩比斜交轮胎大。轮胎气压低，接地印迹场，轮胎拖距大，回正力矩大。22+OXYZ-第二节 轮胎的侧偏特性向外滚开的趋势五、有外倾时轮胎的 FY与外倾角 、侧偏角 的关系23k外倾刚度。+- -第二节 轮胎的侧偏特性1.外倾侧向力 FY24一定时， 越大， FY越大。 增加的 FY是由 作用的结果。第二节 轮胎的侧偏特性251） =02） 03）有 ， FY=0，即 a点2.有外倾时 FY与 、 的关系第二节 轮胎的侧偏特性264） 过大对汽车产生不良影响影响轮胎与路面的良好接触第二节 轮胎的侧偏特性汽车轮胎摩托车轮胎随着外倾角的增大，胎面与路面的接触情况越来越差，会影响最大地面侧向反作用力（侧向附着力）而损坏汽车的极限性能。故，高速轿车采用超宽断面轮胎，转弯行驶时承受大部分前侧向力的前外轮应尽量垂直于路面，即外倾角等于零；摩托车转弯时，车轮外倾角很大，为了保证最大地面侧向反作用力，其轮胎