輪胎坐標系
車輪平面-垂直於車輪旋轉軸的輪胎中間平面;
坐標系原點o——車輪平面與地平面交線與車輪旋轉軸在地平面上投影線的交點;
x軸是輪平面和地平面的交點,指向前方;z軸垂直於地平面,指向上方;y軸在地平面上,指向左側;
復原力矩tz-繞Z軸的地面反作用力矩;
側滑角——輪胎印跡中心位移方向與X軸的夾角;
外傾角-垂直面(xoz)和車輪平面之間的角度。
輪胎側偏現象和側偏力-側偏角度曲線
1.當側向力Fy沿Y軸方向作用於車輪中心時,地面上會產生側向地面反作用力,即側向偏置力Fy;
剛性輪胎在側向力作用下的滾動如圖5-6所示。
由於車輪的側向彈性,只要出現側偏力,無論是否達到附著極限,車輪的行駛方向都會偏離車輪所在的平面,出現側偏,這就是側偏現象。
圖A顯示了輪胎在側向力Fy的作用下靜止時車輪的側向變形。在圖B中,輪胎胎面印跡中心線aa與車輪平面cc之間的夾角α稱為側滑角。橫擺角α發生時地面上的橫向反作用力稱為橫擺力FY。。
轉彎力-轉彎角(FY-α)曲線(圖5-8)
影響轉彎特性的因素
采用扁率小的寬輪胎可以提高橫向剛度;(圖5-9)
隨著豎向荷載的增大,側向剛度先增大後減小;(圖5-11)
隨著氣壓的增加,橫向剛度先增加後減小;(圖5-12)
當滑移角壹定時,縱向力增大,滑移剛度減小,但超過壹定值後顯著減小。(圖5-13附橢圓)
路面的粗糙度和幹濕條件也會影響轉彎特性。
復原力矩的產生
輪胎拐彎時會產生壹個扶正力矩,使方向盤回到直線行駛位置;
地面微元側向反力的合力FY等於側向力Fy,但作用點在接地標誌幾何中心之後。
Tz = FY e,其中e為輪胎拖曳距離;
圖5-17:翻正力矩逐漸增大,當側滑角為40 ~ 50°時達到最大,之後翻正力矩減小,當側滑角為100 ~ 160°時為零;
圖5-18:隨著驅動力的增大,翻正力矩達到最大值後減小。在制動力的作用下,回正力矩不斷減小,達到零後變為負值。