轮胎的侧偏特性

1、1,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,2,O,X,Y,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,3,地面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FY,4,u,

2、c,c,u,c,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。,第二节 轮胎的侧偏特性,1）在刚性轮上作用侧向力,5,FY,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,6,FY,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,7,0,X,Y,FY,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,8,k侧偏刚度。,FY一定时希望侧偏角越小越好，所以

3、 |k| 越大越好。,第二节 轮胎的侧偏特性,3.FY曲线,9,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,10,第二节 轮胎的侧偏特性,（1）扁平率小，k大,H,B,扁平率=(H/B)100%,11,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,12,第二节 轮胎的侧偏特性,13,第二节 轮胎的侧偏特性,（2）垂直载荷大，k大,14,一定时， W大，FY大。 FY = ，即k大。,垂直载荷

4、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,15,第二节 轮胎的侧偏特性,（3）轮胎气压高，k大,16,FX1,FY1,FX2,FY2,第二节 轮胎的侧偏特性,（4）FX 越大，FY 越小,17,第二节 轮胎的侧偏特性,（5）路面干湿状态,18,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,19,四、回正力矩TZ,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,e,FY,e轮胎拖距。,

5、e,FY,轮胎拖距变大,回正力矩：轮胎发生侧偏时所产生的作用于轮胎绕OZ轴的力矩。,20,四、回正力矩TZ,回正力矩：轮胎发生侧偏时所产生的作用于轮胎绕OZ轴的力矩。,车轮运动时受到侧向力（侧向力很大）,FY,TZ,u,X,Y,+,-,+,-,-,0,第二节 轮胎的侧偏特性,FY,e,轮胎拖距反而变小,21,第二节 轮胎的侧偏特性,22,+,O,X,Y,Z,-,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,23,k外倾刚度。,+,-,-,第二节 轮胎的侧偏特性,1.外倾侧向力FY,24,一定时， 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,25,1）=0,2）0,3）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,26,5）外倾时产生的回正力矩,4）过大对汽车产