《轮胎特性》word版

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1、BISTUFSAE33RACECARVEHICLEDYNAMICS—赛车汽车动力学Chapter2第二章TireBehavior轮胎特性“没有比什么生物能像蜗牛一样有着和赛车一样棒的靴子”“通过引入前部独立悬架…这个国家在1931年尝试了固特异引入的光头胎之后，才真正开始了对车辆转向与操控性的研究”MauriceOlley,1961(http://wiki.gmnext.com/wiki/index.php/Olley,_MauriceGM高级工程师)介绍Introduction在平直路面上加速车辆的推力来源于轮胎，了解轮胎的特性是让你的赛车在“g-g”表格上达到较大加速度的关键。进一步

2、来讲，轮胎提供保证操控和稳定性的推力与扭矩“操控”一般是指车辆在其方向控制上的稳定性与控制力。从技术角度上讲，主要就是车辆与驾驶员结合的系统在进行机动动作时的特性。这些将在第五章更为仔细的介绍。。这一章主要目的在于了解轮胎的机械特性，尤其是其提供推力和扭矩时的特性。由充气式轮胎提供的推力或者扭矩会从各个方面影响车辆。明显的，轮胎支撑赛车的重量，承受比如下压力或路面颠簸等产生的垂直作用力。轮胎与路面之间的作用提供牵引力、制动力以及转向侧向力，以供车辆进行机动动作（如“g-g”图表）。轮胎提供操控和稳定车辆行驶的力，同样抵抗路面和风等外部干扰。为了达到这些，轮胎需要一定的滚动阻力以及在直线驾

3、驶时产生推力。轮胎同样产生转向力矩，提高使转向系统自动回正的效果，并且增加车手感受到的转向力。这些效用都会消除一部分路面的小幅震动。对于路面的“抓地力”是使着一切效果变为可能的基础。轮胎是如此复杂以至于无法从整体上下手了解，必须对各个因素分离开分析，并且将其影响在扩展开来。我们会从侧向力开始，这是车辆过弯时主要关心的因素。之后是自回正力矩，牵引力以及制动力。再往下会讨论外倾角的作用。车轮对压力、温度、车速都很敏感，这也会加以讨论。之后这一切会被放在一起，引入轮胎摩擦特性圆的概念，这对于“g-g”表格有着很重要的意义。轮胎设计（轮胎直径、橡胶组成、帘线角度，帘线种类等的选择）并不会在这本书

4、里介绍，这是轮胎设计者的专业范畴。轮胎会经受测试，以决定其在不同条件下产生推力或扭矩的能力。这些实验可以在实验室或者赛道上进行，取决于设备的区别。对于任意一个给定的轮胎工作环境，有一个可以表示车轮与地面作用力的合成矢量。这一矢量在轮胎工作环境改变时会发生大小、原点以及角度的变化。为了研究方便，这一矢量可以分为六个分量。这一章的最后几个部分会描述轮胎的轴线系统，并且引入一些实际测试结果以及一些实际的赛车轮胎数据。轮胎接地面和轮胎的抓地力TheprintandTire“grip”任意给定时刻中，轮胎与地面接触的部分被叫做轮胎的轮胎接地面。接地面部分的橡胶分子或者“粘”在路面上，或者沿着路面发

5、生滑移。l橡胶与路面“粘连”的现象有着很多机理，包括轮胎花纹与路面机械上的“咬合”和分子上的粘合。这些机理并没有被完全理解。l当达到路面摩擦常数时，部分（不是全部）在接地面上的橡胶会发生沿路面的滑移。这一力取决于侧滑速度、正压力、轮胎橡胶和路面特点等有关。滑移过程也没有被完全理解。对于赛车设计者和车手而言，了解轮迹上产生的侧向力和轮胎会粘连和滑移非常必要。《赛车车辆动力学》翻译：赵琛技术支持：高岩北京信息科技大学铸梦车队版权所有®BISTUFSAE33RACECARVEHICLEDYNAMICS—赛车汽车动力学幸运的是，理解粘连和滑移的机理却不是那么重要。任意时刻车辆的加速能力都会被轮胎

6、接地面产生的力而限制。即使没有接地面的滑移，轮胎整体也会与地面发生相对运动。这可能是因为胎纹的变形，新的橡胶材料会在轮胎转动时不断地进入结合面。弹性力会在轮胎结构中产生，这是对轮胎结合面上产生力的反应（大小相等方向相反）。如果你想根据牛顿第三定律，也可说成作用于结合面上的轮胎结构上产生的反力。另外一个力/力矩的来源是空气动力。在空气动力因素中，下压力（或者说反抬升力，根据SAEJ1594,汽车空气动力学术语）对于赛车成绩的影响最大。这一力通过轮胎产生作用，改变其有效的载荷。“g-g”图表中轮胎能提供的横向或纵向力是有关轮胎总载荷的函数。2.1侧向力LateralForce在SAEJ670

7、车辆动力学术语中，侧向力来源于接地面“中点”更直接的讲，在SAE轮胎坐标系下，车轮中心平面与地面交线上，垂直轮胎下平面的一点为起点。，平行于地平面，在轮胎没有外倾和任何倾斜的情况下，垂直于轮胎滚动方向（倾斜和外倾的区分会在本章稍后阐述）。侧向力这一术语经常和横向力混用，但是这更适用于对于整车的情况描述。车辆因为轮胎受到横向力而转向。在接下来的几个小节里，所有的车轮都会被假设为垂直的。就如早些提到的，横向力会受结合面情况的限制。我们从