汽车技术轮胎的侧偏特性解析.pptx

1;一、 轮胎坐标系- ISO轮胎坐标系 ;　　　车轮中心沿Ｙ轴作用有侧向力Fy，地面对轮胎的侧向反力FY称为侧偏力。侧偏力FY因转向、路面倾斜、侧风等引起。 转向引起的侧偏力总是指向汽车转弯的内侧。; ?只有当侧向力 大于（或等于）车轮与路面间的侧向附着极限时，车轮的运动方向才会改变。;1) 当车轮静止不滚动，轮胎发生侧向变形，车轮印迹中心线a-a与车轮平面c-c平行，错开Δh 。;2、侧偏现象;;三、侧偏力—侧偏角关系曲线; 在侧偏力FY作用下对应一侧偏角； 随着侧偏力的增大，侧偏角也相应增大； 在汽车加速度，α不超过4-5°时， FY与α近似呈线性关系,严格地讲，轮胎弹性是非线性的，只有在小侧偏角范围内，可认为是线性的。 在较大侧偏力时，侧偏角继续以较大速率增加，即曲线的斜率减小，轮胎发生部分侧滑； 最后侧偏力达到附着极限，此时整个轮胎轮会发生侧滑，也称轮胎特性进入非线性饱和状态。 轮胎的最大侧偏力取决于附着条件（垂直载荷、轮胎结构、路面情况等），越大极限行驶性能越好！;结 论 ◆ 弹性轮胎在侧向力作用下滚动时存在侧偏 现象； ◆ 作用在车轮上的侧向力和侧偏力大小相等、方向相反，但力的作用点不同； ◆ 弹性轮胎的侧偏特性在小侧偏角范围内可 认为是线性变化的； ◆ 正的侧偏力产生负的侧偏角； ◆ 明确因果关系：侧偏力引起侧偏角，而非 侧偏角的存在产生侧偏力。;四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响;1. 轮胎形式和结构参数对侧偏特性的影响;车型;;垂直载荷越大，k越大，但垂直载荷过大，k反而有所减小。; α一定时， W大，FY大。 FY = ，即k大。;胎压大，侧偏刚度大，但胎压太大侧偏刚度基本不变；; 发飘现象—汽车行驶时方向不稳定,轮胎抓地能力显著下降的一种不稳定现象. 汽车发飘的内因是轮胎的侧偏特性。在侧向力作用下，轮胎发生侧偏现象，汽车受到的侧向力越大、或轮胎的侧偏刚度越小，侧偏现象就越严重。提高轮胎侧偏刚度有助于减小汽车发飘。; 超车时两车之间的气流通道变窄，流速增大。根据伯努利原理，这里的气压减小，两车之间就产生??力。两车横向间距越小，吸力就越大。 从右图可知，在超过大车车头的前后一段时间内，小车横摆力矩系数变化剧烈，气流的变化使这种吸力不稳定，小车会左右摇晃，方向易失稳 。所以大风时高速超大车是相当危险的。; 汽车从隧道、山谷驶出的瞬间，风速常达到周围风速的十倍以上。在山区、海边、河边也容易受到突如其来的强侧风袭击。急剧变化的气流容易使汽车方向不稳，甚至失控。侧向面积大的车，如面包车、大客车等容易受到侧向风力的影响。 为防止汽车发飘诱发车祸，在大风时应控制车速。;1.宽胎比窄胎有利于提高侧偏刚度。因此，使用宽胎的汽车发飘较小； 2.轮胎载荷越小，侧偏刚度越小。因此轻车比重车更容易发飘； 3.轮胎侧偏刚度还和空气气流对汽车的升力作用有关。车速越高，升力越大，轮胎载荷越小，侧偏刚度就越小。因此汽车高速比低速下更容易发飘。加了尾翼的车能减少升力，有助于减小高速下的发飘现象。 4.轮胎气压越低，侧偏刚度越小，汽车就越容易发飘。;4.地面切向反作用力对侧偏特性的影响;第22页/共44页;4.地面切向反作用力对侧偏特性的影响;5. 路面条件;6. 滑水现象;五、回正力矩;;;第29页/共44页;?轮胎形式与结构参数对回正力矩-侧偏角特性的影响；（相同侧偏角时，尺寸大、扁平比小的轮胎回正力矩大）?轮胎气压低，接地印迹长，轮胎拖距大，回正力矩就大；;第31页/共44页;; 当前轮有外倾角?时，如果前桥断开，Fy = 0,前轮向前滚动时会绕O′点作圆周运动。; ;2、外倾侧向力与外倾角关系; 试验表明： 　　 ◆ 在小侧偏角条件下，外倾侧向力近似呈线性变化。 ◆ 按坐标系规定，　为负值，因此，负的外倾角产生正的外倾侧向力 ◆ 外倾侧向力不产生侧偏角，但是车轮外倾会使侧偏角发生变化，为什么??; 3、有外倾角时轮胎的侧偏特性;地面总的侧向反作用力; （1）小侧偏角时，不同外倾角对应的侧偏刚度不变； （2）侧偏角为零、外倾角不为零时的地面侧向力，即为 外倾侧向力。（图中y轴上的值）。 （3）侧偏角不为零、外倾角为零时的地面侧向力，即为侧偏力。（图中0外倾角曲线上的值） （4）侧偏角和外倾角都不为零，且侧偏角较小时：;注意区分因果关系： 由外倾角-----?产生外倾侧向力；引起侧偏角变化； 而侧偏力-----? 产生侧偏角； 侧偏力和侧偏角-----?引起回正力