第1講-汽車(chē)輪胎動(dòng)力學(xué)與建模方法

1、重慶汽車(chē)學(xué)院重慶汽車(chē)學(xué)院CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 輪胎動(dòng)力學(xué)及建模方法輪胎動(dòng)力學(xué)及建模方法第一講第一講CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院o1.1輪胎的功能、結(jié)構(gòu)及發(fā)展輪胎的功能、結(jié)構(gòu)及發(fā)展o1.2輪胎模型輪胎模型o1.3輪胎縱向力學(xué)特性輪胎縱向力學(xué)特性o1.4輪胎垂向力學(xué)特性輪胎垂向力學(xué)特性o1.5輪胎側(cè)向力學(xué)特性輪胎側(cè)向力學(xué)特性CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院1.1輪胎的功能及結(jié)構(gòu)輪胎的功能及結(jié)構(gòu)o三種輪胎必備的基本功能：三種輪胎必備的基本功能：11） 支撐

2、垂直負(fù)載，同時(shí)緩沖路面沖擊支撐垂直負(fù)載，同時(shí)緩沖路面沖擊22） 產(chǎn)生縱向的加速和制動(dòng)力產(chǎn)生縱向的加速和制動(dòng)力33） 產(chǎn)生供轉(zhuǎn)向的側(cè)向力產(chǎn)生供轉(zhuǎn)向的側(cè)向力CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院o輪胎基本結(jié)構(gòu)輪胎基本結(jié)構(gòu)11）胎體）胎體輪胎最重要的部分，其結(jié)構(gòu)決定了輪胎輪胎最重要的部分，其結(jié)構(gòu)決定了輪胎的基本性能的基本性能22）胎圈）胎圈便于胎體從輪輞上裝卸，需有一定剛度，便于胎體從輪輞上裝卸，需有一定剛度，以保證與輪輞緊密貼合以保證與輪輞緊密貼合33）胎面）胎面包括胎冠、胎肩和胎側(cè)包括胎冠、胎肩和胎側(cè)CHONGQING INSTITUTE OF TECH

3、NOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎結(jié)構(gòu)實(shí)例輪胎結(jié)構(gòu)實(shí)例 圖圖1-1 斜交胎和子午胎的結(jié)構(gòu)實(shí)例斜交胎和子午胎的結(jié)構(gòu)實(shí)例CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院1.2 輪胎模型輪胎模型o輪胎運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系輪胎運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系o冪指數(shù)統(tǒng)一輪胎模型冪指數(shù)統(tǒng)一輪胎模型o“魔術(shù)公式魔術(shù)公式”輪胎模型（輪胎模型（Magic Formula Tire Model）oSWIFT輪胎模型輪胎模型CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系輪胎運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系圖圖1-2 1-2 輪胎的坐標(biāo)系與地面作用于輪胎的力和力矩輪胎的坐標(biāo)系與地面作用于輪胎的

4、力和力矩CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院冪指數(shù)統(tǒng)一輪胎模型冪指數(shù)統(tǒng)一輪胎模型o穩(wěn)態(tài)縱滑側(cè)偏聯(lián)合工況時(shí)，輪胎的縱向力穩(wěn)態(tài)縱滑側(cè)偏聯(lián)合工況時(shí)，輪胎的縱向力 、側(cè)向力、側(cè)向力 與回正力矩與回正力矩 的表達(dá)式：的表達(dá)式： 無(wú)量綱總切向力，無(wú)量綱總切向力， 相對(duì)總滑移率，相對(duì)總滑移率， 輪胎的側(cè)向偏矩，輪胎的側(cè)向偏矩， 側(cè)向剛度，側(cè)向剛度，式中式中 均由試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到均由試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到 xFyFzMxzxxFFFyzyyFFFyxxyzDFDFMF32121121exp1EEF22yxcyYyKFD yDcyK221zzcyFdFdK21212121,

5、.,.,.,ddccbbaaCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院o冪指數(shù)統(tǒng)一輪胎模型的特點(diǎn)：冪指數(shù)統(tǒng)一輪胎模型的特點(diǎn)：11）采用了無(wú)量綱表達(dá)式，其優(yōu)點(diǎn)在于由純工況下）采用了無(wú)量綱表達(dá)式，其優(yōu)點(diǎn)在于由純工況下的一次臺(tái)架試驗(yàn)得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于各種不同的一次臺(tái)架試驗(yàn)得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于各種不同的路面的路面22）無(wú)論是純工況還是聯(lián)合工況，其表達(dá)式是統(tǒng)一）無(wú)論是純工況還是聯(lián)合工況，其表達(dá)式是統(tǒng)一的的33）可表達(dá)各種垂向載荷下的輪胎特性）可表達(dá)各種垂向載荷下的輪胎特性44）保證了可用較少的模型參數(shù)實(shí)現(xiàn)全域范圍內(nèi)的）保證了可用較少的模型參數(shù)實(shí)現(xiàn)全域范圍內(nèi)的計(jì)算精

6、度，參數(shù)擬合方便，計(jì)算量小計(jì)算精度，參數(shù)擬合方便，計(jì)算量小55）能擬合原點(diǎn)剛度）能擬合原點(diǎn)剛度CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院“魔術(shù)公式魔術(shù)公式”輪胎模型輪胎模型（Magic Formula Tire Model）o“魔術(shù)公式魔術(shù)公式”輪胎模型表達(dá)式：輪胎模型表達(dá)式：o式中，式中，y y可以是縱向力側(cè)向力或回正力矩，自可以是縱向力側(cè)向力或回正力矩，自變量變量x x可以在不同的情況下分別表示輪胎的側(cè)可以在不同的情況下分別表示輪胎的側(cè)偏角或縱向滑移率偏角或縱向滑移率 BxBxEBxCDyarctanarctansinCHONGQING INSTITU

7、TE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院“魔術(shù)公式魔術(shù)公式”輪胎模型的特點(diǎn)輪胎模型的特點(diǎn)11）統(tǒng)一性強(qiáng)，編程方便，需擬合參數(shù)較少，）統(tǒng)一性強(qiáng)，編程方便，需擬合參數(shù)較少，且各個(gè)參數(shù)都有明確的物理意義，容易確定且各個(gè)參數(shù)都有明確的物理意義，容易確定其初值其初值22）擬合精度比較高）擬合精度比較高33）參數(shù)的擬合較困難，計(jì)算量大）參數(shù)的擬合較困難，計(jì)算量大44）c c值的變化對(duì)擬合的誤差影響較大值的變化對(duì)擬合的誤差影響較大55）不能很好地?cái)M合小側(cè)偏情況下輪胎的側(cè)偏）不能很好地?cái)M合小側(cè)偏情況下輪胎的側(cè)偏特性特性CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院1.3

8、輪胎縱向力學(xué)特性輪胎縱向力學(xué)特性1）滾動(dòng)阻力（）滾動(dòng)阻力（ Rolling resistance ） A）滾動(dòng)阻力是如何形成的？）滾動(dòng)阻力是如何形成的？ B）構(gòu)成：）構(gòu)成： C）滾動(dòng)阻力的影響因素：）滾動(dòng)阻力的影響因素：CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院A）滾動(dòng)阻力是如何形成的？滾動(dòng)阻力是如何形成的？o彈性車(chē)輪在硬路面上的滾動(dòng)彈性車(chē)輪在硬路面上的滾動(dòng)o從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況o加載前后胎側(cè)形狀的變化加載前后胎側(cè)形狀的變化o輪胎徑向壓縮模式圖輪胎徑向壓縮模式圖o由路面變形和輪轍摩擦引起的附加滾動(dòng)阻力由路面變形和

9、輪轍摩擦引起的附加滾動(dòng)阻力o滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力( (波阻波阻) )示意圖示意圖CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院彈性車(chē)輪在硬路面上的滾動(dòng)彈性車(chē)輪在硬路面上的滾動(dòng)圖圖1-3 1-3 彈性車(chē)輪在硬路面上滾動(dòng)彈性車(chē)輪在硬路面上滾動(dòng)CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況圖圖1-4 1-4 從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力oF F

10、p1p1=T=Tf f/r=F/r=Fz z (a/r) (a/r) o令令f=(a/r) f=(a/r) 而而F Fz z=W=WoF Fp1p1=W f=W fof f 稱為滾動(dòng)阻力系數(shù)稱為滾動(dòng)阻力系數(shù)CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院加載前后胎側(cè)形狀的變化加載前后胎側(cè)形狀的變化圖圖1-5 1-5 加載前后胎側(cè)形狀的變化加載前后胎側(cè)形狀的變化（載荷（載荷:4.448KN;:4.448KN;氣壓氣壓:210KPa):210KPa)CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎徑向壓縮模式圖輪胎徑向壓縮模式圖圖

11、圖1-6 1-6 輪胎徑向壓縮模式圖輪胎徑向壓縮模式圖CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院由路面變形和輪轍摩擦引起的附加滾動(dòng)阻力由路面變形和輪轍摩擦引起的附加滾動(dòng)阻力圖圖1-71-7由路面變形和輪轍摩擦引起的附加滾動(dòng)阻力由路面變形和輪轍摩擦引起的附加滾動(dòng)阻力CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力( (波阻波阻) )示意圖示意圖o不平路面造成的滾動(dòng)阻力不平路面造成的滾動(dòng)阻力： 車(chē)輪在不平路面上行駛時(shí)，它和車(chē)身也會(huì)有車(chē)輪在不平路面上行駛時(shí)，它和車(chē)身也會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)車(chē)身阻尼和路面不平度一起，造成了相對(duì)

12、運(yùn)動(dòng)車(chē)身阻尼和路面不平度一起，造成了平均值不為零的振蕩的平均值不為零的振蕩的FuFu和和FzFz減振器壓縮和伸減振器壓縮和伸長(zhǎng)時(shí)做了功，這個(gè)功與汽車(chē)行駛過(guò)的路程之比被長(zhǎng)時(shí)做了功，這個(gè)功與汽車(chē)行駛過(guò)的路程之比被看作滾動(dòng)阻力（波阻），見(jiàn)圖看作滾動(dòng)阻力（波阻），見(jiàn)圖圖圖1-8 1-8 滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力( (波阻波阻) )示意圖示意圖CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院B）構(gòu)成：）構(gòu)成：There are at least seven mechanisms responsible for rolling resistance:o1)Energy less d

13、ue to deflection of the tire side wall near the contact area.o2)Energy loss due to deflection of the treads elements（外胎面）（外胎面）.o3)Scrubbing in the contact patch.o4)Tire slip in the longitudinal and lateral directions.o5)Deflection of the road surface.o6)Air drag on the inside and outside of the tire

14、.o7)Energy loss on bumps.CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院C）滾動(dòng)阻力的影響因素：滾動(dòng)阻力的影響因素：o（1）車(chē)速）車(chē)速o（2）輪胎氣壓）輪胎氣壓o（3）輪胎結(jié)構(gòu)）輪胎結(jié)構(gòu)o（4）路面）路面o（5）溫度）溫度o（6）轉(zhuǎn)彎行駛）轉(zhuǎn)彎行駛o（7）驅(qū)動(dòng)力系數(shù)）驅(qū)動(dòng)力系數(shù)CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院Rolling resistance versus speed.圖圖1-91-9 Rolling resistance versus speedCHONGQING INSTITUTE

15、OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滾動(dòng)阻力系數(shù)滾動(dòng)阻力系數(shù)f的數(shù)值（不同路面）的數(shù)值（不同路面）圖圖1-10 1-10 滾動(dòng)阻力系數(shù)滾動(dòng)阻力系數(shù)f f的數(shù)值（不同路面）的數(shù)值（不同路面）CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院轎車(chē)輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)與車(chē)速轎車(chē)輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)與車(chē)速. .壓力的關(guān)系曲線壓力的關(guān)系曲線圖圖1-111-11轎車(chē)輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)與車(chē)速轎車(chē)輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)與車(chē)速. .壓力的關(guān)系曲線壓力的關(guān)系曲線CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滾動(dòng)阻力系數(shù)與充氣壓力、徑向載荷的關(guān)系滾動(dòng)阻力系

16、數(shù)與充氣壓力、徑向載荷的關(guān)系圖圖1-12 1-12 滾動(dòng)阻力系數(shù)與充氣壓力、徑向載荷的關(guān)系滾動(dòng)阻力系數(shù)與充氣壓力、徑向載荷的關(guān)系CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院轉(zhuǎn)彎時(shí)的滾動(dòng)阻力與車(chē)速的關(guān)系轉(zhuǎn)彎時(shí)的滾動(dòng)阻力與車(chē)速的關(guān)系圖圖1-13 1-13 轉(zhuǎn)彎時(shí)的滾動(dòng)阻力與車(chē)速的關(guān)系轉(zhuǎn)彎時(shí)的滾動(dòng)阻力與車(chē)速的關(guān)系CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院Relative tire temperature and rolling resistance during warm-up圖圖1-141-14 Relative tire

17、temperature and rolling resistance during warm-upCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力o有人推薦用下式計(jì)算良好道路上貨車(chē)輪胎滾有人推薦用下式計(jì)算良好道路上貨車(chē)輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)動(dòng)阻力系數(shù)f f0.00760.00760.000056u0.000056ua ao有人推薦用下面的公式估算轎車(chē)輪胎在良好有人推薦用下面的公式估算轎車(chē)輪胎在良好路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù) ：4a4a10100uf100ufffCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)

18、院對(duì)轉(zhuǎn)鼓上測(cè)得的各試驗(yàn)曲線進(jìn)行擬合，求得對(duì)轉(zhuǎn)鼓上測(cè)得的各試驗(yàn)曲線進(jìn)行擬合，求得上式中的系數(shù)上式中的系數(shù)f0f0、f1f1、f4f4的數(shù)值如下：的數(shù)值如下： SRHRSRMSf00.0072 0.0120以以上上0.0081 0.00980.0085 0.0120f10.00025 0.002800.0012 0.00250.0025 0.0034f40.00065 0.002以以上上0.0002 0.00040.0005 0.0010CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滾動(dòng)阻力系數(shù)與驅(qū)動(dòng)力系數(shù)的關(guān)系滾動(dòng)阻力系數(shù)與驅(qū)動(dòng)力系數(shù)的關(guān)系( (驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力系數(shù)：

19、驅(qū)動(dòng)力與徑向載荷之比力系數(shù)：驅(qū)動(dòng)力與徑向載荷之比) )圖圖1-15 1-15 滾動(dòng)阻力系數(shù)與驅(qū)動(dòng)力系數(shù)的關(guān)系滾動(dòng)阻力系數(shù)與驅(qū)動(dòng)力系數(shù)的關(guān)系( (驅(qū)動(dòng)力系數(shù)驅(qū)動(dòng)力系數(shù): :驅(qū)動(dòng)力與徑向載荷之比驅(qū)動(dòng)力與徑向載荷之比) ) CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院硬路面上的附著系數(shù)硬路面上的附著系數(shù)n1、車(chē)輪的三態(tài)l純滾動(dòng)v=r*rvCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院硬路面上的附著系數(shù)硬路面上的附著系數(shù)n1、車(chē)輪的三態(tài) l驅(qū)動(dòng)車(chē)輪vr*TrvCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽

20、車(chē)學(xué)院滑動(dòng)率滑動(dòng)率o定義定義?1?0%100r SSvvS圖圖1-16 1-16 制動(dòng)時(shí)輪胎留在地制動(dòng)時(shí)輪胎留在地面上的印痕面上的印痕CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滑動(dòng)率滑動(dòng)率o制動(dòng)力系數(shù)制動(dòng)力系數(shù)b=Fxb/N-制動(dòng)力制動(dòng)力與垂直載荷之比與垂直載荷之比o峰值附著系數(shù)峰值附著系數(shù)p與與滑動(dòng)附著系數(shù)滑動(dòng)附著系數(shù)so側(cè)向力系數(shù)側(cè)向力系數(shù)l-側(cè)向力與垂直載荷側(cè)向力與垂直載荷之比之比CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院2、滑動(dòng)率、滑動(dòng)率圖圖1-17 1-17 有側(cè)偏時(shí)的有側(cè)偏時(shí)的 、 曲線曲線 sbslCHO

21、NGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院影響附著系數(shù)的因素影響附著系數(shù)的因素o路面路面圖圖1-18 1-18 各種路面上的各種路面上的 曲線曲線sbCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院影響附著系數(shù)的因素影響附著系數(shù)的因素o路面路面o車(chē)速車(chē)速圖圖1-19 1-19 車(chē)輪對(duì)制動(dòng)力系數(shù)車(chē)輪對(duì)制動(dòng)力系數(shù)曲線的影響曲線的影響CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院影響附著系數(shù)的因素影響附著系數(shù)的因素o路面路面o車(chē)速車(chē)速o輪胎花紋輪胎花紋o Sm-Sm-無(wú)花紋光胎無(wú)花紋光胎面面Rbd-Rb

22、d-有溝槽胎有溝槽胎面面 Spd-Spd-有溝槽且有溝槽且有小切縫胎面有小切縫胎面CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院滑水現(xiàn)象滑水現(xiàn)象CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院1.41.4輪胎垂向力學(xué)特性輪胎垂向力學(xué)特性o輪胎的垂向特性輪胎的垂向特性 充氣輪胎的一個(gè)基本功能是在不平路面充氣輪胎的一個(gè)基本功能是在不平路面行駛時(shí)起緩沖作用，該緩沖作用與充氣輪胎行駛時(shí)起緩沖作用，該緩沖作用與充氣輪胎的彈性有關(guān)，通常以輪胎所受的載荷和變形的彈性有關(guān)，通常以輪胎所受的載荷和變形的曲線來(lái)表示輪胎的剛度特性，它對(duì)車(chē)輛的的曲線來(lái)

23、表示輪胎的剛度特性，它對(duì)車(chē)輛的行駛平順性行駛穩(wěn)定性和制動(dòng)性均有重要影行駛平順性行駛穩(wěn)定性和制動(dòng)性均有重要影響。響。CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院靜剛度靜剛度圖圖1-23 1651-23 1653 3型子午線轎車(chē)輪胎的靜載荷與變形的關(guān)系型子午線轎車(chē)輪胎的靜載荷與變形的關(guān)系CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院動(dòng)剛度動(dòng)剛度圖圖1-24 1-24 車(chē)速對(duì)轎車(chē)滾動(dòng)輪胎動(dòng)剛度的影響車(chē)速對(duì)轎車(chē)滾動(dòng)輪胎動(dòng)剛度的影響CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎垂直振動(dòng)的力學(xué)模型輪

24、胎垂直振動(dòng)的力學(xué)模型圖圖1-25 1-25 點(diǎn)接觸式線性彈簧點(diǎn)接觸式線性彈簧粘性阻尼模型粘性阻尼模型CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院試驗(yàn)時(shí)汽車(chē)懸架試驗(yàn)時(shí)汽車(chē)懸架被卡死被卡死, ,激勵(lì)由裝激勵(lì)由裝有正弦波鼓面的有正弦波鼓面的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生，轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生，每周每周6 6個(gè)波峰，正個(gè)波峰，正弦波幅值弦波幅值0.01m0.01m，波長(zhǎng)波長(zhǎng)0.696m0.696m圖圖1-26 1-26 不同工況下輪胎垂直振動(dòng)加速度響應(yīng)譜的計(jì)算值與試驗(yàn)值比較不同工況下輪胎垂直振動(dòng)加速度響應(yīng)譜的計(jì)算值與試驗(yàn)值比較 CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOL

25、OGY 重慶汽車(chē)學(xué)院1.5 輪胎的側(cè)向力學(xué)特性輪胎的側(cè)向力學(xué)特性o一、直線行駛：輪胎承受垂直力和縱向力，一、直線行駛：輪胎承受垂直力和縱向力，縱向力有制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力、滾動(dòng)阻力。用縱縱向力有制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力、滾動(dòng)阻力。用縱向附著系數(shù)模型來(lái)解決制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力與垂向附著系數(shù)模型來(lái)解決制動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力與垂直力的關(guān)系，用滾動(dòng)阻力系數(shù)模型來(lái)解決滾直力的關(guān)系，用滾動(dòng)阻力系數(shù)模型來(lái)解決滾動(dòng)阻力與垂直力的關(guān)系。難點(diǎn)：附著效率和動(dòng)阻力與垂直力的關(guān)系。難點(diǎn)：附著效率和制動(dòng)效率制動(dòng)效率o二、曲線行駛：側(cè)向力二、曲線行駛：側(cè)向力CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪

26、胎的側(cè)偏特性CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性側(cè)向力FySide force側(cè)偏力FY Cornering force車(chē)輪如何滾動(dòng)？車(chē)輪如何滾動(dòng)？ 圖圖1- 27 1- 27 輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象 a)a)靜止靜止 b)b)滾動(dòng)滾動(dòng) CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性側(cè)向力FySide force側(cè)偏力FY Cornering force圖圖1- 28 1- 28 輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象 a)a)靜止靜止 b)b)滾動(dòng)滾動(dòng) CHONG

27、QING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o三、輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象三、輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象1 1、定義：、定義：o側(cè)偏角:車(chē)輪行駛方向與車(chē)輪平面的夾角稱為側(cè)偏角。2 2、方向：、方向：CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o問(wèn)題：圖問(wèn)題：圖5 57 7中車(chē)輪的側(cè)偏角是正還是負(fù)？中車(chē)輪的側(cè)偏角是正還是負(fù)？ XyFY0 0CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性CHONGQING INSTITUTE OF TECHN

28、OLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o輪胎的側(cè)偏角和側(cè)偏輪胎的側(cè)偏角和側(cè)偏力的關(guān)系（見(jiàn)試驗(yàn)曲力的關(guān)系（見(jiàn)試驗(yàn)曲線）線）o小于小于4 45 5度，是線性度，是線性關(guān)系，關(guān)系，0 0度時(shí)的斜率度時(shí)的斜率是側(cè)偏剛度是側(cè)偏剛度 。o側(cè)偏剛度側(cè)偏剛度 F FY Y=K=K oK0K0CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o四、四、側(cè)偏剛度側(cè)偏剛度的影響因素的影響因素o輪胎的尺寸、輪胎的尺寸、型式和結(jié)構(gòu)參型式和結(jié)構(gòu)

29、參數(shù)對(duì)側(cè)偏剛度數(shù)對(duì)側(cè)偏剛度有顯著影響，有顯著影響，扁平率對(duì)輪胎扁平率對(duì)輪胎側(cè)偏剛度影響側(cè)偏剛度影響很大。很大。圖圖1-29 1-29 幾種不同扁平率子午線胎幾種不同扁平率子午線胎的側(cè)偏剛度與載荷的關(guān)系曲線的側(cè)偏剛度與載荷的關(guān)系曲線A-82A-82系列系列 B-70B-70系列系列 C-C-高性能高性能7070系列系列 D-60D-60系列系列CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o四、四、側(cè)偏剛度側(cè)偏剛度的影響因素：的影響因素：o輪胎的充氣壓輪胎的充氣壓力對(duì)側(cè)偏剛度力對(duì)側(cè)偏剛度也有顯著影響也有顯著影響圖圖1-30 1-30

30、輪胎充氣壓力對(duì)側(cè)偏剛度的影響輪胎充氣壓力對(duì)側(cè)偏剛度的影響輪胎輪胎: 6.40-13 : 6.40-13 速度為速度為11m/s11m/s垂直載荷垂直載荷 W=4000NW=4000NCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o四、四、側(cè)側(cè)偏剛度偏剛度的影響的影響因素：因素：o垂直載荷垂直載荷的變化對(duì)的變化對(duì)輪胎側(cè)偏輪胎側(cè)偏特性有顯特性有顯著影響著影響圖圖1-31 1-31 垂直載荷對(duì)側(cè)偏特性的影響垂直載荷對(duì)側(cè)偏特性的影響CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性四

31、、四、側(cè)偏剛度的影響因素：路面?zhèn)绕珓偠鹊挠绊懸蛩兀郝访鎴D圖1-321-32干路面和濕路面上的側(cè)偏特性干路面和濕路面上的側(cè)偏特性aa干瀝青路面干瀝青路面, , 速度為速度為16.1Km/h16.1Km/hbb濕混凝土路面濕混凝土路面, , 速度為速度為32.2Km/h32.2Km/hCC濕瀝青路面，濕瀝青路面， 速度為速度為14.5Km/h14.5Km/hCHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o四、四、側(cè)偏剛度的影響因素：側(cè)偏剛度的影響因素：o行駛車(chē)速對(duì)側(cè)偏剛度的影響很小行駛車(chē)速對(duì)側(cè)偏剛度的影響很小。CHONGQING INS

32、TITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o五、回正力矩五、回正力矩繞軸的力矩：回正力繞軸的力矩：回正力矩是由接地面內(nèi)分布的微元側(cè)向反力產(chǎn)生的。矩是由接地面內(nèi)分布的微元側(cè)向反力產(chǎn)生的。圖圖1-33 1-33 接地印跡內(nèi)地面?zhèn)认蚍醋饔昧Φ慕拥赜≯E內(nèi)地面?zhèn)认蚍醋饔昧Φ姆植技盎卣氐漠a(chǎn)生分布及回正力矩的產(chǎn)生CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o回正力矩的回正力矩的影響因素影響因素：o垂直載荷垂直載荷CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏

33、特性輪胎的側(cè)偏特性o回正力矩的回正力矩的影響因素：影響因素：o輪胎的型式輪胎的型式及結(jié)構(gòu)參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)回正力矩對(duì)回正力矩一側(cè)偏角特一側(cè)偏角特性有重要影性有重要影響。響。CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o回正力矩回正力矩的影響因的影響因素：地面素：地面切向反作切向反作用力對(duì)回用力對(duì)回正力矩的正力矩的影響影響圖圖1-34 1-34 地面切向反作用力對(duì)地面切向反作用力對(duì) 回正力矩的影響回正力矩的影響CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 重慶汽車(chē)學(xué)院輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性o五、有外傾角時(shí)輪胎的滾動(dòng)五、有外傾角時(shí)輪胎的滾動(dòng)圖圖1