DEC_02_车轮的力学特性_03轮胎的侧偏特性

第二章车轮的力学特性,第三节轮胎的侧偏特性,2.3轮胎的侧偏特性,1.轮胎的侧偏现象,图2-14有侧偏力作用时刚性车轮的滚动,u,c,u,c,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。,1.车轮的垂向载荷及分布,FY,俯视图,车轮静止,2.3轮胎的侧偏特性,FY,车轮滚动,2.3轮胎的侧偏特性,0,X,Y,FY,侧偏力为正时，产生负侧偏角。,u,-,+,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,2.3轮胎的侧偏特性,k侧偏刚度。,FY一定时希望侧偏角越小越好，所以|k|越大越好。,FY曲线,2.3轮胎的侧偏特性,图2-16轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、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,2.3轮胎的侧偏特性,（1）扁平率小，k大,H,B,扁平率=(H/B)100%,2.3轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,10,宽度,一些车型轮胎的型号及扁平率,轮辋直径,2.3轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,2.3轮胎的侧偏特性,图2-17几种不同高宽比子午线轮胎的侧偏刚度与载荷的关系曲线,（2）垂直载荷大，k大,2.3轮胎的侧偏特性,图2-18垂直载荷对侧偏特性的影响,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,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。,图2-18垂直载荷对侧偏特性的影响,2.3轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,（3）轮胎气压高，k大,2.3轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,FX1,FY1,FX2,FY2,（4）FX越大，FY越小,2.3轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,图2-20地面切向反作用力对侧偏特性的影响,（5）路面干湿状态,2.3轮胎的侧偏特性,2.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响,图2-21干路面和湿路面上的侧偏特性,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。,图2-21轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系,2.3轮胎的侧偏特性,2.3轮胎的侧偏特性,3.回正力矩绕OZ轴的力矩,图2-21干路面和湿路面上的侧偏特性,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）,FY,e,FY,e轮胎拖距。,e,FY,轮胎拖距变大,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。,19,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）,FY,TZ,u,X,Y,+,-,+,-,-,0,FY,e,轮胎拖距反而变小,2.3轮胎的侧偏特性,3.回正力矩绕OZ轴的力矩,2.3轮胎的侧偏特性,图2-24轮胎的回正力矩-侧偏角特性,+,O,X,Y,Z,-,向外滚开的趋势,3.有外倾角时轮胎的滚动,图2-26车轮外倾角,2.3轮胎的侧偏特性,k外倾刚度。,+,-,-,外倾侧向力FY,2.3轮胎的侧偏特性,3.有外倾角时轮胎的滚动,图2-27车轮外倾角与外倾侧向力的关系,一定时，越大，FY越大。增加的FY是由作用的结果。,图2-27有外倾角时车辆的侧偏特性,3.有外倾角时轮胎的滚动,2.3轮胎的侧偏特性,1）=0,2）0,3）有，FY=0，即a点,有外倾时FY与、的关系,2.3轮胎的侧偏特性,25,外倾时产生的回正力矩,过大对汽车产生不良影响,影响轮胎与路面的良好接触