【汽車技術(shù)】輪胎的側(cè)偏特性.ppt

1、輪胎側(cè)偏特性的側(cè)偏力、定位力矩和側(cè)偏角之間的關(guān)系；本部分的基本內(nèi)容：1 .輪胎坐標(biāo)系；2.輪胎側(cè)偏現(xiàn)象及側(cè)偏力與側(cè)偏角的關(guān)系；3.橫向撓度特性的影響因素(結(jié)構(gòu)、工作條件)；4.輪胎定位扭矩的產(chǎn)生以及定位扭矩和轉(zhuǎn)彎角度之間的關(guān)系；5.帶外傾角輪胎的轉(zhuǎn)彎特性：1.輪胎坐標(biāo)系統(tǒng)-國際標(biāo)準(zhǔn)化組織輪胎坐標(biāo)系統(tǒng)、正TZ-校準(zhǔn)扭矩、正TX、正TY、x、z、y、車輪旋轉(zhuǎn)軸、車輪平面、正地面切向反作用力FX、正地面法向反作用力FZ和正地面橫向反作用力FY是指向側(cè)的偏航角嗎？橫向力FY沿軸線作用在車輪中心，地面對輪胎的橫向反作用力Fy稱為橫向偏轉(zhuǎn)力。偏轉(zhuǎn)力FY由轉(zhuǎn)向、道路傾斜和側(cè)風(fēng)引起。轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的轉(zhuǎn)彎力總是指向轉(zhuǎn)

2、彎的內(nèi)側(cè)。只有當(dāng)橫向力大于(或等于)車輪和路面之間的橫向附著力極限時(shí)，車輪的運(yùn)動(dòng)方向才會改變。U，C，C，U，C，C，A，剛性輪胎：1)當(dāng)車輪靜止且不滾動(dòng)時(shí)，輪胎橫向變形，車輪印跡中心線a-a平行于車輪平面c-c，偏移h，2)當(dāng)車輪滾動(dòng)時(shí)，車輪印跡中心線a-a不再平行于車輪平面c-c，而是呈現(xiàn)一定的夾角，即偏航角。彈性輪胎。問題2:側(cè)滑角是如何產(chǎn)生的？2.側(cè)鉆現(xiàn)象，即由于輪胎的橫向彈性(即使沒有達(dá)到附著極限)，車輪運(yùn)行方向偏離車輪平面的現(xiàn)象，稱為輪胎側(cè)偏現(xiàn)象。問題3:轉(zhuǎn)彎力和轉(zhuǎn)彎角度之間的因果關(guān)系？因果關(guān)系：轉(zhuǎn)彎力導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎角度，但轉(zhuǎn)彎角度的存在并不導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎力。注意：偏航角和偏航力點(diǎn)。注意：偏航

3、角總是與偏航力相反。問題1:為什么車輪的行駛方向偏離X軸？偏航角在指向一側(cè)嗎？3。轉(zhuǎn)彎力與轉(zhuǎn)彎角度的關(guān)系曲線。當(dāng)轉(zhuǎn)彎角度為5時(shí)，轉(zhuǎn)彎力和轉(zhuǎn)彎角度近似為線性。此時(shí)，在公式中，它被稱為轉(zhuǎn)彎剛度(N/rad或N/)，即曲線的斜率。根據(jù)輪胎坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)彎力和轉(zhuǎn)彎角度總是相反的，因此轉(zhuǎn)彎剛度總是負(fù)的。當(dāng)，F(xiàn)Y確定時(shí)，希望偏航角越小越好，因此|k|越大越好。FY曲線，對應(yīng)于側(cè)向偏轉(zhuǎn)力FY作用下的一側(cè)偏轉(zhuǎn)角；隨著轉(zhuǎn)彎力的增加，轉(zhuǎn)彎角度也相應(yīng)增加。當(dāng)汽車加速度為0.4g且不超過4-5時(shí)，F(xiàn)Y與近似值呈線性關(guān)系。嚴(yán)格地說，輪胎彈性是非線性的，只有在小側(cè)滑角的范圍內(nèi)才可以認(rèn)為是線性的。當(dāng)轉(zhuǎn)彎力較大時(shí)，轉(zhuǎn)彎角繼續(xù)以較

4、大的速度增加，即曲線斜率減小，輪胎部分打滑；最后，轉(zhuǎn)彎力達(dá)到附著極限，此時(shí)整個(gè)輪胎車輪將打滑，這意味著輪胎特性進(jìn)入非線性飽和狀態(tài)。輪胎的最大轉(zhuǎn)彎力取決于附著條件(垂直載荷、輪胎結(jié)構(gòu)、路況等)。)，極限駕駛性能越大越好！側(cè)偏力與側(cè)偏角的關(guān)系曲線具有以下特征：(1)結(jié)論彈性輪胎在側(cè)向力作用下滾動(dòng)時(shí)存在側(cè)偏現(xiàn)象；作用在車輪上的側(cè)向力和側(cè)向偏轉(zhuǎn)力大小相等，方向相反，但作用點(diǎn)不同；彈性輪胎的轉(zhuǎn)彎特性可視為小轉(zhuǎn)彎角度范圍內(nèi)的線性變化；正偏航力產(chǎn)生負(fù)偏航角；明確的因果關(guān)系：偏航力導(dǎo)致偏航角，但偏航角的存在不會導(dǎo)致偏航力。4.輪胎結(jié)構(gòu)和工況對側(cè)偏特性的影響有助于在后續(xù)研究中分析汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的變化。1.輪胎

5、形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)彎特性的影響。相同尺寸的子午線輪胎比斜交輪胎具有更高的轉(zhuǎn)彎剛度；平坦度比或長寬比(截面高度/截面寬度)較小的輪胎具有較大的轉(zhuǎn)彎剛度；大型輪胎、子午線輪胎、斜交輪胎、鋼制子午線輪胎和尼龍子午線輪胎具有較大的轉(zhuǎn)彎剛度和較小的轉(zhuǎn)彎剛度，以及輪胎的橫截面寬度(mm)。展平比越小，轉(zhuǎn)彎剛度k越大，垂直載荷越大。2。輪胎垂直載荷對轉(zhuǎn)彎特性的影響，當(dāng)FY不變時(shí)，w大時(shí)小。FY=，也就是說，k很大。垂直載荷大，k大，在某一時(shí)刻，w和FY大。FY=，也就是說，k很大。當(dāng)垂直載荷太大時(shí)，輪胎與地面接觸區(qū)域的壓力分布不均勻，使K值降低。垂直載荷大，K大，胎壓大，側(cè)偏剛度大，但胎壓太大時(shí)，側(cè)偏剛度基

6、本不變；3。輪胎壓力對轉(zhuǎn)彎特性、漂移現(xiàn)象的影響一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，汽車行駛時(shí)方向不穩(wěn)定，輪胎抓地能力顯著下降。汽車漂移的內(nèi)在原因是輪胎的轉(zhuǎn)彎特性。在側(cè)向力的作用下，輪胎被壓彎了。施加在汽車上的側(cè)向力越大，或者輪胎的轉(zhuǎn)彎剛度越小，轉(zhuǎn)彎現(xiàn)象就越嚴(yán)重。提高輪胎側(cè)偏剛度有助于減少汽車漂移。為了解決浮動(dòng)現(xiàn)象，超車時(shí)，兩車之間的氣流通道變窄，流速增加。根據(jù)伯努利原理，當(dāng)這里的氣壓降低時(shí)，兩輛車之間就會產(chǎn)生吸力。兩輛車之間的橫向距離越小，吸力越大。從右圖可以看出，小車的橫擺力矩系數(shù)在超過小車前部前后變化很大。氣流的變化使吸力不穩(wěn)定，小車會左右搖擺，方向容易失去穩(wěn)定性。因此，在大風(fēng)中高速駕駛超大型汽

7、車是非常危險(xiǎn)的。超車時(shí)，當(dāng)汽車從隧道或山谷中出來時(shí)，風(fēng)速通常會達(dá)到周圍風(fēng)速的十倍以上。在山區(qū)、海岸和河流中，它也容易受到突然的強(qiáng)側(cè)風(fēng)的影響。氣流的快速變化往往會使汽車的方向不穩(wěn)定甚至失控。橫向面積大的汽車，如貨車和公共汽車，容易受到橫向風(fēng)力的影響。為了防止浮動(dòng)造成的車禍，在大風(fēng)中應(yīng)該控制車速。其他條件下的浮動(dòng)現(xiàn)象，1。寬輪胎比窄輪胎更能提高轉(zhuǎn)彎剛度。因此，輪胎較寬的汽車毛發(fā)漂移較少；2.輪胎載荷越小，轉(zhuǎn)彎剛度越小。因此，輕型車比轎車更容易漂浮；3.輪胎側(cè)偏剛度也與氣流對汽車的升力效應(yīng)有關(guān)。車速越高，升力越大，輪胎載荷越小，轉(zhuǎn)彎剛度越小。因此，汽車在高速時(shí)比低速時(shí)更容易漂移。帶尾翼的汽車可以降低

8、升力，有助于減少高速時(shí)的漂浮現(xiàn)象。4.輪胎壓力越低，轉(zhuǎn)彎剛度越小，汽車越容易浮起。浮動(dòng)現(xiàn)象的影響因素。地面切向反作用力對橫向偏轉(zhuǎn)特性的影響、附著橢圓決定了在一定附著條件下切向力和橫向偏轉(zhuǎn)力合力的極限值。4。切向反作用力對轉(zhuǎn)彎特性、附件橢圓、5的影響。路況，路面越濕，輪胎的最大轉(zhuǎn)彎力越?。粋?cè)向力系數(shù)，6?；F(xiàn)象，路面上有一層薄薄的水，輪胎可能會完全失去轉(zhuǎn)彎力，這就是所謂的“滑水現(xiàn)象”。胎面、路面平整度、水層厚度與滑水現(xiàn)象的關(guān)系；5.作用在輪胎上的繞OZ軸的力矩Tz將產(chǎn)生，e，fy，輪胎阻力變大，產(chǎn)生對準(zhǔn)力矩，車輪在移動(dòng)時(shí)受到橫向力，fy，tz，u，x，y，-，-，-，-，0，F(xiàn)Y，e，輪胎阻力

9、。輪胎形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)對定位力矩-轉(zhuǎn)彎角特性的影響：(當(dāng)側(cè)滑角相同時(shí)，大尺寸和小扁平率的輪胎具有大的對準(zhǔn)扭矩。)輪胎氣壓低，地面足跡長，輪胎牽引距離大，對中扭矩大；VI .帶外傾角輪胎的滾動(dòng)、輪胎的外傾角及其原因： *負(fù)載引起的車軸變形*轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力*道路傾斜度*前輪定位參數(shù)要求。當(dāng)前輪有外傾角時(shí)，如果前軸斷開，F(xiàn)y=0，前輪向前滾動(dòng)時(shí)會繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。6.存在外傾角時(shí)，輪胎有向外滾動(dòng)、-、和滾動(dòng)的趨勢。根據(jù)輪胎坐標(biāo)系，圖中的外傾角為正，外傾角側(cè)向力為負(fù)。由于前軸的約束，左右輪在牽引力FY的作用下只能在給定的方向上一起行駛，此時(shí)地面產(chǎn)生與Fy方向相反的側(cè)向反作用力，即外側(cè)傾動(dòng)力Fy。1、車輪

10、的外傾力，外傾力不產(chǎn)生偏航角！2。側(cè)向力和外傾角之間的關(guān)系，側(cè)向力不會產(chǎn)生偏航角！試驗(yàn)表明，在小側(cè)滑角條件下，外側(cè)傾翻的側(cè)向力近似呈線性變化。根據(jù)坐標(biāo)系，它是負(fù)的。因此，負(fù)外傾角產(chǎn)生正外傾角力。外傾角力不會產(chǎn)生偏航角，但車輪外傾角會改變偏航角。為什么？3。外傾角輪胎的側(cè)偏特性，在一定時(shí)間內(nèi)，前傾角越大，后傾角越大。增加的財(cái)政年度是行動(dòng)的結(jié)果。當(dāng)偏航角較小時(shí)，不同外傾角對應(yīng)的偏航剛度不變，偏航特性具有平移特性；當(dāng)外傾角為0時(shí)，地面上的總側(cè)向反作用力僅為側(cè)向力，當(dāng)外傾角為0時(shí)，僅為側(cè)向力。，側(cè)向力不會產(chǎn)生偏航角，但車輪外傾角會改變偏航角。為什么？(1)當(dāng)側(cè)滑角較小時(shí)，不同外傾角對應(yīng)的側(cè)滑剛度不變；

11、(2)當(dāng)橫擺角為零且外傾角不為零時(shí)，作用在地面上的側(cè)向力是外傾角的側(cè)向力。(圖中y軸上的值)。(3)當(dāng)偏航角不為零且外傾角為零時(shí)，地面上的側(cè)向力是偏航力。(圖中外傾角曲線上的值為0)(4)側(cè)偏角和外傾角不為零，且側(cè)偏角較小：(3)輪胎的側(cè)偏特性與外傾角有關(guān)，注意區(qū)分因果關(guān)系：外傾角產(chǎn)生外傾角側(cè)向力；引起偏航角的變化；偏航力-產(chǎn)生偏航角；偏航力和偏航角引起扶正力矩的變化；操作5.1，第275頁：汽車(每個(gè))前輪胎的轉(zhuǎn)彎剛度為-0176牛頓/弧度，外傾角剛度為-7665牛頓/弧度。如果汽車轉(zhuǎn)向左側(cè)，兩個(gè)前輪將有4度的正外傾角。假設(shè)偏航剛度和外傾角剛度不受左右車輪之間載荷傳遞的影響，試著找出由外傾角引起的前輪偏航角。答：隨著外傾角的增大，胎面與路面的接觸越來越差，這將影響最大橫向反作用力(橫向附著力)，損害最終的行駛性能(降低最終的