19吉林大学网络教育汽车理论.pptx

1 本节主要研究轮胎的侧偏现象和侧偏特性。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。侧偏特性是指侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系。第五章第五章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性第二节轮胎的侧偏特性返回目录返回目录2OXY车轮平面车轮平面车轮行驶方向车轮行驶方向正地面切向正地面切向反作用力反作用力FX正翻转力矩正翻转力矩 TX正地面法向正地面法向反作用力反作用力FZ正地面侧向反作用力正地面侧向反作用力FY车轮旋转轴线车轮旋转轴线正侧偏角正侧偏角正回正力矩正回正力矩TZ正正TY正外倾角正外倾角Z侧偏角侧偏角轮胎接地印迹中心的轮胎接地印迹中心的位移方向与位移方向与X轴的夹角轴的夹角外倾角外倾角过轮胎坐标系原点的过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角垂线与车轮平面的夹角第二节 轮胎的侧偏特性一、轮胎的坐标系此图显示的是所有此图显示的是所有参量的正方向参量的正方向3地面作用于车轮的侧向反作用力。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FY4uccucc 只有当侧向力只有当侧向力 大于（或等于）车轮与路面大于（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。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侧向力侧向力不是不是侧偏力侧偏力5FY俯视图俯视图第二节 轮胎的侧偏特性车轮静止车轮静止2）在弹性轮上作用侧向力6FY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车轮滚动7第二节 轮胎的侧偏特性侧偏角侧偏角 轮胎接地印轮胎接地印迹中心的位移迹中心的位移方向与方向与X轴的轴的夹角。夹角。u80XYFY侧偏力为正时，侧偏力为正时，产生负侧偏角。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，即使当车轮有侧向弹性时，即使FY没有没有达到侧向附着极限，车轮行驶方向也达到侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。将偏离车轮平面的方向。侧偏角侧偏角 轮胎接地印轮胎接地印迹中心的位移迹中心的位移方向与方向与X轴的轴的夹角。夹角。u9k侧偏刚度（即曲线侧偏刚度（即曲线在原点处的斜率）。在原点处的斜率）。FY一定时希望侧一定时希望侧偏角越小越好，偏角越小越好，所以所以|k|越大越好。越大越好。第二节 轮胎的侧偏特性3.FY曲线侧偏特性侧偏特性是轮胎极其是轮胎极其重要的特性，是研究重要的特性，是研究和分析汽车的操纵稳和分析汽车的操纵稳定性的力学基础。定性的力学基础。10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大尺寸轮胎子午线轮胎子午线轮胎斜交轮胎斜交轮胎钢丝子午线轮胎钢丝子午线轮胎纤维子午线轮胎纤维子午线轮胎1)轮胎轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。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大侧偏刚度小侧偏刚度小大尺寸轮胎大尺寸轮胎 小尺寸轮胎小尺寸轮胎11第二节 轮胎的侧偏特性扁平率小，k大HB扁平率扁平率=(H/B)100%12车型车型轮胎型号轮胎型号扁平率扁平率(%)新雅阁新雅阁 普利斯通普利斯通205/65R1565 奔驰奔驰 S320米其林米其林225/60R16 W60 奔驰奔驰 LORINSER 米其林米其林275/30 ZR19 30宽度宽度一些车型轮胎的型号及扁平率一些车型轮胎的型号及扁平率轮辋轮辋直径直径第二节 轮胎的侧偏特性13第二节 轮胎的侧偏特性14第二节 轮胎的侧偏特性（2）垂直载荷大，k大同时也可见，垂同时也可见，垂直载荷过度增加，直载荷过度增加，会使侧偏刚度降会使侧偏刚度降低。低。15 一定时，一定时，W大，大，FY大。大。FY=，即即k大大。垂直载荷过大垂直载荷过大时，轮胎与地面时，轮胎与地面接触区的压力分接触区的压力分布不均匀，使布不均匀，使 k反而有所减小。反而有所减小。第二节 轮胎的侧偏特性16即，对侧偏刚度影响最大的两个因素：轮胎自身的结即，对侧偏刚度影响最大的两个因素：轮胎自身的结构和垂直载荷。构和垂直载荷。汽车理论汽车理论第二十七讲第二十七讲主讲教师：杨志华学时：主讲教师：杨志华学时：4818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大尺寸轮胎子午线轮胎子午线轮胎斜交轮胎斜交轮胎钢丝子午线轮胎钢丝子午线轮胎纤维子午线轮胎纤维子午线轮胎1)轮胎轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。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大侧偏刚度小侧偏刚度小大尺寸轮胎大尺寸轮胎 小尺寸轮胎小尺寸轮胎19第二节 轮胎的侧偏特性扁平率小，k大HB扁平率扁平率=(H/B)100%20车型车型轮胎型号轮胎型号扁平率扁平率(%)新雅阁新雅阁 普利斯通普利斯通205/65R1565 奔驰奔驰 S320米其林米其林225/60R16 W60 奔驰奔驰 LORINSER 米其林米其林275/30 ZR19 30宽度宽度一些车型轮胎的型号及扁平率一些车型轮胎的型号及扁平率轮辋轮辋直径直径第二节 轮胎的侧偏特性21第二节 轮胎的侧偏特性22第二节 轮胎的侧偏特性（2）垂直载荷大，k大同时也可见，垂同时也可见，垂直载荷过度增加，直载荷过度增加，会使侧偏刚度降会使侧偏刚度降低。低。23 一定时，一定时，W大，大，FY大。大。FY=，即即k大大。垂直载荷过大垂直载荷过大时，轮胎与地面时，轮胎与地面接触区的压力分接触区的压力分布不均匀，使布不均匀，使 k反而有所减小。反而有所减小。第二节 轮胎的侧偏特性24第二节 轮胎的侧偏特性（3）轮胎气压高，k大25FX1FY1FX2FY2第二节 轮胎的侧偏特性（4）FX 越大，FY 越小26第二节 轮胎的侧偏特性（5）路面干湿状态27 路面有薄路面有薄水层时，由于水层时，由于滑水现象，会滑水现象，会出现完全丧失出现完全丧失侧偏力的情况。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轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系28四、回正力矩TZ轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩，该轴的力矩，该力矩称为回正力矩。力矩称为回正力矩。车轮静止时受到车轮静止时受到侧向力侧向力 车轮运动时受到侧向力车轮运动时受到侧向力（侧向力较小）（侧向力较小）车轮运动时受到侧向力车轮运动时受到侧向力（侧向力较大）（侧向力较大）第二节 轮胎的侧偏特性FYeFYe轮胎轮胎拖距。拖距。eFY轮胎拖距轮胎拖距变大变大29四、回正力矩TZ轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩，该轴的力矩，该力矩称为回正力矩。力矩称为回正力矩。车轮运动时受到侧向力（侧向力很大）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 轮胎拖距轮胎拖距反而变小反而变小即，回正力矩即，回正力矩与侧偏角同号。与侧偏角同号。30第二节 轮胎的侧偏特性31+OXYZ-第二节 轮胎的侧偏特性向外滚开的趋势向外滚开的趋势五、有外倾时轮胎的FY与外倾角、侧偏角的关系32k外倾刚度。外倾刚度。+-第二节 轮胎的侧偏特性1.外倾侧向力FY33 一定时，一定时，越大，越大，FY越大。越大。增加的增加的FY是由是由作用的结果。作用的结果。第二节 轮胎的侧偏特性详细推导详细推导341）=0=02 2）03）有）有，FY=0，即，即a点点2.有外倾时FY与、的关系第二节 轮胎的侧偏特性355）外倾时产生的回正力矩4）过大对汽车产生不良影响影响轮胎与路面影响轮胎与路面的良好接触的良好接触第二节 轮胎的侧偏特性汽车轮胎汽车轮胎摩托车轮胎摩托车轮胎36第二节 轮胎的侧偏特性37下一节下一节第二节第二节 轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性本节内容结束本节内容结束