最新5.2 轮胎的侧偏特性汇总
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汽车理论
式中，k称为侧偏刚度（N/rad）。为曲线在=0处 的斜率。按轮胎坐标系，侧偏力和侧偏角总是反 号，故侧偏刚度总是负值。
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
1、轮胎垂直载荷对侧偏特性的影响
垂直载荷增大，k增大。但垂直载荷太大k反而减小 。
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
2、轮胎形式和结构参数对侧偏特性的影响
汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的 离心力为
式中，ay是侧向加速度(g) ，Gs是悬挂 重量(N)。 从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为
式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩
从图中有
式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩
第一节 概述
二、车辆坐标系
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系
二、轮胎的侧偏现象
▪ 1、侧偏力 地面对轮胎作用的侧向反 力称为侧偏力。侧偏力因 转向、路面倾斜、风力等 引起。转向引起的侧偏力 总是指向汽车转弯的内侧 。
第二节 轮胎的侧偏特性 3、轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系 。这时，
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
3、汽车中性转向
K=0时 ，5-11)式变为：
即转向半径
，因此，汽车K=0时只要前轮转角不变
，不同速度下对应的转向半径就不变，它总是等于汽车在极
低速行驶时（无侧偏角）的转向半径。因此K=0时汽车稳态
响应为中性转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
1、轮胎垂直载荷对侧偏特性的影响
垂直载荷增大，k增大。但垂直载荷太大k反而减小 。
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
2、轮胎形式和结构参数对侧偏特性的影响
汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的 离心力为
式中，ay是侧向加速度(g) ，Gs是悬挂 重量(N)。 从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为
式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩
从图中有
式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩
第一节 概述
二、车辆坐标系
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系
二、轮胎的侧偏现象
▪ 1、侧偏力 地面对轮胎作用的侧向反 力称为侧偏力。侧偏力因 转向、路面倾斜、风力等 引起。转向引起的侧偏力 总是指向汽车转弯的内侧 。
第二节 轮胎的侧偏特性 3、轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系 。这时，
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
3、汽车中性转向
K=0时 ，5-11)式变为：
即转向半径
，因此，汽车K=0时只要前轮转角不变
，不同速度下对应的转向半径就不变，它总是等于汽车在极
低速行驶时（无侧偏角）的转向半径。因此K=0时汽车稳态
响应为中性转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系
5.2.5有外倾时轮胎的FY与外倾角r、侧偏角a的关系(精)
3）有γ ，FY=0，即a点
k k γ 0
k γ k
5
第二节 轮胎的侧偏特性 4）γ 过大对汽车产生不良 影响 影响轮胎与路面的良 好接触 5）外倾时产生的回正力矩
新能源汽车技术教学资源库
汽车轮胎
摩托车轮胎
6
第二节 轮胎的侧偏特性
新能源汽车技术教学资源库
7
第二节 轮胎的侧偏特性
新能源汽车技术教学资源库
汽车理论
5.2.5有外倾时轮胎的FY与外倾角r、侧偏角a的
关系
第二节 轮胎的侧偏特性
五、有外倾时轮胎的FY与外倾角γ 、侧偏角α 的关系新能源汽车技术教学资库+Z X
Y
Fy
O
向外滚开的趋势
FYγ-
2
第二节 轮胎的侧偏特性
新能源汽车技术教学资源库
1.外倾侧向力FYγ
FYγ k γ
新能源汽车技术教学资源库
本节内容结束
下一节
8
kγ －外倾刚度。
-
-
+
3
第二节 轮胎的侧偏特性
新能源汽车技术教学资源库
α 一定时，γ 越 大，FY越大。增加 的FY是由γ 作用的 结果。
4
第二节 轮胎的侧偏特性
2.有外倾时FY与γ 、α 的关系
1）α =0
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FY FYγ k γ
2）α ≠0
FY FYα FYγ k k γ
k k γ 0
k γ k
5
第二节 轮胎的侧偏特性 4）γ 过大对汽车产生不良 影响 影响轮胎与路面的良 好接触 5）外倾时产生的回正力矩
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汽车轮胎
摩托车轮胎
6
第二节 轮胎的侧偏特性
新能源汽车技术教学资源库
7
第二节 轮胎的侧偏特性
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汽车理论
5.2.5有外倾时轮胎的FY与外倾角r、侧偏角a的
关系
第二节 轮胎的侧偏特性
五、有外倾时轮胎的FY与外倾角γ 、侧偏角α 的关系新能源汽车技术教学资库+Z X
Y
Fy
O
向外滚开的趋势
FYγ-
2
第二节 轮胎的侧偏特性
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1.外倾侧向力FYγ
FYγ k γ
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本节内容结束
下一节
8
kγ －外倾刚度。
-
-
+
3
第二节 轮胎的侧偏特性
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α 一定时，γ 越 大，FY越大。增加 的FY是由γ 作用的 结果。
4
第二节 轮胎的侧偏特性
2.有外倾时FY与γ 、α 的关系
1）α =0
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FY FYγ k γ
2）α ≠0
FY FYα FYγ k k γ
轮胎侧偏特性
附着条件及垂直载荷FZ 轮胎胎面花纹、材料、结构、
充气压力 路面材料、结构、潮湿构、工作条件与侧偏特性
尺寸↑的轮胎，k ↑ ；
子午线轮胎接地面宽，k大；
钢丝比尼龙轮胎k大；
扁平率：轮胎断面高度与断面宽度之比H /B ↓， k ↑；
在一定范围内，载荷↑
附着椭圆
FY
侧偏角
FY Fb
或Fx
Fb
6/12
Fb 或Fx FY
7/12
c a
c a
ca c a
Fy
FY
FY
e
FY
Tz
FY
c a uca
ca
ca
8/12
回正力矩TZ
侧偏角
回正力矩TZ
9/12
FY k y
FY
W
FY
FY
O'
0
FY
0 FY
0
0
0
0
10/12
11/12
大时，k↓；
（FZ ↑ ） ，k ↑ 。但载荷↑太
轮胎充气压力 ↑ ，k ↑ ；
行驶车速对k影响较小；
潮湿特别在积水时，k ↓很大。
4/12
k
FY
W
FY
FY
增加
W 5/12
胎压p
一定侧偏角下，驱 动力或制动力增加时， 侧偏力逐渐有所减小，
这是由于轮胎侧线弹性 Fx
有所改变的关系。当纵 向力相当大时，侧偏力 显著下降，接近附着极 限时，切向力已耗去大 部分附着力，而侧向力 能利用的附着力很小。
概念
侧偏力FY 侧向力Fy 侧偏现象
侧偏角 FY＝k
侧偏刚度k
刚性轮
Fy
u
充气压力 路面材料、结构、潮湿构、工作条件与侧偏特性
尺寸↑的轮胎，k ↑ ；
子午线轮胎接地面宽，k大；
钢丝比尼龙轮胎k大；
扁平率：轮胎断面高度与断面宽度之比H /B ↓， k ↑；
在一定范围内，载荷↑
附着椭圆
FY
侧偏角
FY Fb
或Fx
Fb
6/12
Fb 或Fx FY
7/12
c a
c a
ca c a
Fy
FY
FY
e
FY
Tz
FY
c a uca
ca
ca
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回正力矩TZ
侧偏角
回正力矩TZ
9/12
FY k y
FY
W
FY
FY
O'
0
FY
0 FY
0
0
0
0
10/12
11/12
大时，k↓；
（FZ ↑ ） ，k ↑ 。但载荷↑太
轮胎充气压力 ↑ ，k ↑ ；
行驶车速对k影响较小；
潮湿特别在积水时，k ↓很大。
4/12
k
FY
W
FY
FY
增加
W 5/12
胎压p
一定侧偏角下，驱 动力或制动力增加时， 侧偏力逐渐有所减小，
这是由于轮胎侧线弹性 Fx
有所改变的关系。当纵 向力相当大时，侧偏力 显著下降，接近附着极 限时，切向力已耗去大 部分附着力，而侧向力 能利用的附着力很小。
概念
侧偏力FY 侧向力Fy 侧偏现象
侧偏角 FY＝k
侧偏刚度k
刚性轮
Fy
u
轮胎的侧偏特性
胎压p
一定侧偏角下，驱 动力或制动力增加时， 侧偏力逐渐有所减小，
这是由于轮胎侧线弹性 Fx
有所改变的关系。当纵 向力相当大时，侧偏力 显著下降，接近附着极 限时，切向力已耗去大 部分附着力，而侧向力 能利用的附着力很小。
附着椭圆
FY
侧偏角
FY Fb
或Fx
Fb
7/12
Fb 或Fx FY
侧偏特性：侧偏力、回正力与侧偏角的关系
1 轮胎坐标系 z Tz回正力矩y外倾角Ty翻转力矩Tx
FX
FZ
Fy
FY
1/12
x
侧偏角
概念
侧偏力FY 侧向力Fy 侧偏现象
侧偏角 FY＝k
侧偏刚度k
刚性轮
Fy
u
Fy
C FY
u u'
FY
Fy
v
C FY
FY l Fz
2/12
FY l Fz
弹性轮胎
Fy
Fy
8/12
c a
c a
ca c a
Fy
FY
FY
e
FY
Tz
FY
c a uca
ca
ca
9/12
回正力矩TZ
侧偏角
回正力矩TZ
10/12
FY k y
FY
W
FY
FY
O'
0
FY
0 FY
0
0
0
0
11/12
12/12
FY
FY
v
FY
FY k
FY
Fy
FY 与k符号相反
u' u
k 28 ~ 80KN / rad
《轮胎的侧偏特性》课件
Part Two
轮胎侧偏特性的定 义
侧偏现象
轮胎侧偏特性是指轮胎在受到侧向 力时，轮胎的侧向力与轮胎的侧向 位移之间的关系。
侧偏现象是指轮胎在受到侧向力时， 轮胎的侧向力与轮胎的侧向位移之 间的关系。
添加标题
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添加标题
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侧偏现象是指轮胎在受到侧向力时， 轮胎的侧向力与轮胎的侧向位移之 间的关系。
智能材料：实时监测轮胎的侧 偏特性，实现智能控制和调整
未来轮胎技术的发展趋势
智能轮胎：通 过传感器和算 法，实现轮胎 的自动调节和
优化
环保轮胎：采 用环保材料， 降低轮胎对环
境的影响
轻量化轮胎： 通过材料和结 构的优化，降 低轮胎的重量， 提高燃油经济
性
安全轮胎：通 过技术手段， 提高轮胎的安 全性能，降低 交通事故的发
轮胎的侧偏特性
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 轮 胎 侧 偏 特 性 的 影
响因素
05 轮 胎 侧 偏 特 性 的 实 际应用
02 轮 胎侧 偏 特 性 的 定 义
04 轮 胎 侧 偏 特 性 的 测 试方法
06 轮 胎 侧 偏 特 性 的 未 来发展
Part One
单击添加章节标题
侧偏试验
测试目的：评估轮胎在侧偏条件下的性能 测试设备：侧偏试验台 测试条件：设定侧偏角度、速度、载荷等参数 测试结果：记录轮胎的侧偏力、侧偏角、侧偏刚度等参数
回正力矩试验
试验设备：侧偏试验台、测 力传感器、数据采集系统等
目的：测量轮胎在侧偏状态 下的回正力矩
试验步骤：将轮胎安装在侧 偏试验台上，施加侧偏力，
智能轮胎的研 究方向：材料、 结构、控制、
轮胎的侧偏特性-PPT课件
25
第二节 轮胎的侧偏特性
2.有外倾时FY与γ、α的关系
1）α =0
F F k Y Y γ γ
2）α ≠0
F F F kγ Y Y α Y γ k
3）有γ，FY=0，即a点
k kγ 0
ห้องสมุดไป่ตู้
k γ k
26
第二节 轮胎的侧偏特性
4）γ过大对汽车产生 不良影响 影响轮胎与路面
3.FY－α曲线
F Y k
k—侧偏刚度，为 负值。是决定操纵 稳定性的重要轮胎 参数。 FY一定时希望侧偏 角越小越好，所以 |k| 越大越好。
8
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
轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。
大尺寸轮胎
大尺寸轮胎
子午线轮胎
钢丝子午线轮胎
而轮胎拖距会随着侧向
力的增大而逐渐变小； 侧偏角为4-6度时回正 力矩最大，侧偏角再增 大，回正力矩下降。 回正力矩随垂直载荷的 增大而增加。
21
第二节 轮胎的侧偏特性
轮胎的形式及结构参 数对回正力矩-侧偏角 特性有重要影响。 在同样侧偏角下，尺寸
大的轮胎一般回正力矩
较大。子午线轮胎的回 正力矩比斜交轮胎大。
2）在弹性轮上作用侧向力 F
y
F
y
FY 车轮滚动
6
第二节 轮胎的侧偏特性
侧偏角α 轮胎接地印 迹中心的位移 方向与X轴的 夹角。
FY
+
0
Y
u α
X
侧偏力为正时，
产生负侧偏角。
2.侧偏现象
α
当车轮有侧向弹性时，即使FY没有
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。
【汽车技术】轮胎的侧偏特性解析共46页
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基谢谢！ຫໍສະໝຸດ 【汽车技术】轮胎的侧偏特性解析
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基谢谢！ຫໍສະໝຸດ 【汽车技术】轮胎的侧偏特性解析
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
5.2 轮胎的侧偏
三、回正力矩
四、有外倾角时轮胎的侧偏特性
１．外倾角γ 外倾角 ２．外倾侧向力FYγ ： 外倾侧向力
外倾角γ： 车轮平面与Ｚ 车轮平面与Ｚ 轴之间的夹角。 轴之间的夹角。
Fy
向外滚开的趋势
Fγ Y
根据轮胎坐标系的相关符号规定，汽车向前行驶时， 根据轮胎坐标系的相关符号规定，汽车向前行驶时， 右前轮有正外倾角，左前轮有负外倾角。 右前轮有正外倾角，左前轮有负外倾角。
1）有侧向力作用时刚性轮胎的滚动情况 c c
（1） （2）
u
Fy < F ϕl Z
Fy ≥ F ϕl Z
u
u'
∆u
c
没有侧向滑动
c
有侧向滑动
2有 ） 侧 向 力 作 用 时 弹 性 轮 胎 的 侧 偏 现 象
侧偏角α：
车轮行驶 方向与Ｘ 方向与Ｘ轴 之间的夹角。 之间的夹角。
3.轮胎的侧偏现象 3.轮胎的侧偏现象 当车轮有侧向弹性时，即使侧偏力F 当车轮有侧向弹性时，即使侧偏力FY没有达到 侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面， 侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面， 这就是轮胎的侧偏现象。 这就是轮胎的侧偏现象。 4.侧偏角 4.侧偏角 轮胎接地印迹中心位移方向与X轴之间的夹角。 轮胎接地印迹中心位移方向与X轴之间的夹角。 5.轮胎的侧偏特性 5.轮胎的侧偏特性 主要是指侧偏力与侧偏角之间的关系。 主要是指侧偏力与侧偏角之间的关系。
F Y 与α成
线性关系： 线性关系：
FY = kα
斜率k = FY /α
６．轮胎的侧偏刚度 曲线在α= 0° FY －α曲线在α= 0°时的斜率称为侧偏刚
k = F Y /α。 度，即 FY = kα 根据轮胎坐标系的相关符号规定： 根据轮胎坐标系的相关符号规定：侧偏力与 侧偏角的符号永远都是相反的， 侧偏角的符号永远都是相反的，因此侧偏刚度为 负值。 负值。 轮胎应有较高的侧偏刚度（指绝对值）， ），以 轮胎应有较高的侧偏刚度（指绝对值），以 此来保证汽车具有良好的操纵稳定性。 此来保证汽车具有良好的操纵稳定性。 ７．侧偏力的影响因素
汽车理论5-2
5-2 轮胎的侧偏特性
Z
正回正力矩TZ γ Y
X
正TY α
车轮旋转轴线 正翻转力矩 TX 正地面切向 反作用力FX 正地面法向 反作用力FZ 正地面侧向反作用力FY
5-2 轮胎的侧偏特性
一、轮胎的坐标系
TZ：回正力矩 FZ：地面法向反力 TX：翻转力矩 FX：地面切向反力 TY：滚阻力矩 FY：地面侧向反力 γ：外倾角 α：侧偏角
5-2 轮胎的侧偏特性
五、有外倾角时轮胎的滚动
轮胎有外倾角γ，从汽车前束产生侧向力Fy，地面 则产生侧向反力，即外倾侧向力FYγ，同时也产 生回正力矩TZ 。 γ
右前轮
Fy
FYγ
O'
5-2 轮胎的侧偏特性
五、有外倾角时轮胎的滚动
试验得知：外倾侧向 力与外倾角呈线性关 系 Yγ γ
F k
kγ为外倾刚度，负值 。
5-2 轮胎的侧偏特性
五、有外倾角时轮胎的滚动
试验得知：不同外倾角下 的轮胎侧偏特性具有平移 的特点。 γ过大会影响轮胎与路面 的良好接触。
5-2 轮胎的侧偏特性
五、有外倾角时轮胎的滚动
侧偏力是由侧偏角和外倾角 共同作用产生的。
FY FY FY
k k
5-2 轮胎的侧偏特性
5-2 轮胎的侧偏特性
四、回正力矩TZ
影响……因素：
3. 轮胎气压↓，则TZ↑；尺寸 ↑，则TZ↑ 4. 驱动力↑，则TZ↑，达到最 大之后下降；制动力↑，则 TZ ↓，最后可能变为负值。
5-2 轮胎的侧偏特性
四、回正力矩TZ
影响……因素：
5. 轮胎尺寸↑，则TZ↑ 6. 子午线胎回正力矩>斜交胎
二、轮胎的侧偏现象和 侧偏力-侧偏角曲线
5.2轮胎的侧偏特性
地面附着极限
FXb
≤ 附着极限
附着（椭）圆 FY
Car 情报局
总结与思考
轮胎的侧偏特性 侧偏角 侧偏力 侧偏刚度 侧偏特性的影响因素
思考：汽车没有发生转向时，轮胎是否可能产生侧偏现象？
Car 情报局
THANK YOU
Car 情报局
• 侧偏刚度：
FY— α曲线在α= 0°处的斜率
α—轮胎的侧偏角
侧偏角a/(°)
Car 情报局
侧偏角与侧偏力
轮胎所受的侧偏力
FY1
FY1
FY2
FY2
轮胎的侧偏测试
Car 情报局
2
侧偏特性的影响因 素
侧偏特性的影响因素
轮胎的尺寸、形式和结构参数
大尺寸轮胎 子午线轮胎 钢丝子午线轮胎
侧偏刚度大
斜交轮胎 纤维子午线轮胎
轮胎的侧偏特性
？ 思考：汽车怎样转弯？ 改变运动方向需要的力从哪来？
Car 情报局
1
侧偏角与侧偏 力
侧偏角与侧偏力
弹性轮胎的侧向变形
Fy：车体作用于车轮的力
Fy 俯视图
FY
地面作用于轮胎的力——侧偏力
轮胎的行驶方向
Car 情报局
侧偏角与侧偏力
轮胎的行驶方向 轮胎的轴向
α
侧偏角与侧偏力的关系
FY = k α
汽车理论导论
Car 情报局
Car 情报局
• 第五章 汽车的操纵稳定性 • 5.1 操纵稳定性概述 • 5.2 轮胎的侧偏特性 • 5.3 提高操纵稳定性的电子控制系统 • 5.4 汽车的侧翻
• 第五章 汽车的操纵稳定性 • 5.1 操纵稳定性概述 • 5.2 轮胎的侧偏特性 • 5.3 提高操纵稳定性的电子控制系统 • 5.4 汽车的侧翻
汽车理论---第五章 汽车操纵稳定性(5.1-5.2)
38/11
38
二、轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线 1.侧偏力FY概念
侧偏力FY 侧向力Fy
Fy
FY
汽车行驶时，由于路面的侧面倾斜，侧 向风或曲线行驶时的离心作用，车轮中心 沿Y轴方向有侧向力Fy，相应地面上将产 生地面侧向反作用力Fy，称为侧偏力FY.
39/11
39
第二节 轮胎的侧偏特性
1）在刚性轮上作用侧向力 F
发生侧滑时的 控制能力
回至原来路径 所需时间
操纵稳定性包含的内容
第一节 操纵稳定性概述
二、车辆坐标系与转向盘角阶跃 输入下的时域响应
1.车辆坐标系
汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行 驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽 车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程 后进入等速圆周行驶工况。 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和 等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应 的瞬间运动响应。 稳态转向特性：不足转向、中性转向、过多转向。 转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同 车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增 大，中性转向的汽车转向半径不变，而过多转向的 汽车转向半径逐渐减小。
相位滞后角。
稳态增益。
操纵稳定性包含的内容
第一节 操纵稳定性概述
3.转向盘中间位置操纵稳定性
转向盘小转角、低频 正弦输入下，汽车高速 行驶时的操纵稳定性。 评价参量 转向灵敏度。
转向盘力特性。
转向功灵敏度。
4.回正性
转向盘力输入 下的时域响应。
评价参量
回正后剩余横摆角
速度与剩余横摆角。
最大横摆角速度Wr1常大于稳 态值Wro，Wr1/Wro×100% 称为超调量，它表示执行指令 误差的大小；
-轮胎的侧偏特性
2)当车轮滚动时，车轮印迹 中心连线a-a线不再平行于 车轮平面c-c,而是呈一定 夹角α ,即侧偏角。
问题2：侧偏角如何产生？
u
问题3：侧偏力与侧偏角之间的因果关系？ 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。
2、侧偏现象
——因轮胎侧向弹性，车轮 受侧偏力(即使没有达到附 着极限)的作用使车轮行驶 方向偏离车轮平面的现象， 称为轮胎的侧偏现象。
FY一定时，W 大，α小。 FY
= k，即k大。
垂直载荷大，k大
垂直载荷大，k大
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k大。
垂直载荷过大 时，轮胎与地面 接触区的压力分 布不均匀，使 k 反而有所减小。
3. 轮胎胎压对侧偏特性的影响
胎压大，侧偏刚度大，但胎压太大侧偏刚度基本不变；
FY k
+
向外滚开的趋势
Fy
FYγ-
根据轮胎坐标系，图中外倾角为正，外倾侧向力为负。
1、车轮外倾侧向力
由于前轴的约束,必然在拉力Fy的作用下，使左右轮只能 按给定的方向一起行驶，此时地面产生与Fy方向相反的侧向反 作用力，即为外倾侧向力FYγ。
F y F Y
外倾侧向力 是侧偏角为零时，
外 倾 角 为时 的 地 面 侧 向 反 力 ；
转向引起的侧偏力总是指向汽车转 弯的内侧。
侧偏力FY
侧偏力FY
侧向力Fy
a、刚性轮胎: c
u
c
u u'
Fy FZl
Fy FZl
u
FY c
FY c
只有当侧向力 F大y 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。
b、弹性轮胎
问题2：侧偏角如何产生？
u
问题3：侧偏力与侧偏角之间的因果关系？ 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。
2、侧偏现象
——因轮胎侧向弹性，车轮 受侧偏力(即使没有达到附 着极限)的作用使车轮行驶 方向偏离车轮平面的现象， 称为轮胎的侧偏现象。
FY一定时，W 大，α小。 FY
= k，即k大。
垂直载荷大，k大
垂直载荷大，k大
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k大。
垂直载荷过大 时，轮胎与地面 接触区的压力分 布不均匀，使 k 反而有所减小。
3. 轮胎胎压对侧偏特性的影响
胎压大，侧偏刚度大，但胎压太大侧偏刚度基本不变；
FY k
+
向外滚开的趋势
Fy
FYγ-
根据轮胎坐标系，图中外倾角为正，外倾侧向力为负。
1、车轮外倾侧向力
由于前轴的约束,必然在拉力Fy的作用下，使左右轮只能 按给定的方向一起行驶，此时地面产生与Fy方向相反的侧向反 作用力，即为外倾侧向力FYγ。
F y F Y
外倾侧向力 是侧偏角为零时，
外 倾 角 为时 的 地 面 侧 向 反 力 ；
转向引起的侧偏力总是指向汽车转 弯的内侧。
侧偏力FY
侧偏力FY
侧向力Fy
a、刚性轮胎: c
u
c
u u'
Fy FZl
Fy FZl
u
FY c
FY c
只有当侧向力 F大y 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。
b、弹性轮胎
轮胎侧偏
轮胎的侧偏现象车辆1093 马骁汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风或者在作曲线行驶时的离心力的作用下，车轮中心沿y轴方向将作用有侧向力F y，相应的在地面上产生地面侧向反作用力Fy，Fy也称为侧偏力。
当车轮上有地面侧向反作用力时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况：1）当地面侧向反作用力Fy未超过车轮与地面间的附着极限时，车轮与地面间则没有滑动，车轮仍沿其本身平面的方向行驶。
2）当地面侧向反作用力Fy达到车轮与地面间的附着极限时，车轮发生侧向滑动，若滑动速度为△u，车轮便沿合成速度u'的方向行驶，偏离了车轮平面的方向。
图1图1为有侧向力作用下的刚性车轮的滚动状态。
图1a为在侧向力Fy小于车轮与地面的附着极限时，即没有侧向滑动时的滚动。
图1b为侧向力Fy大于车轮与地面的附着极限时车轮出现侧滑状态。
实际上车轮都不是刚性的，车轮存在侧向弹性，因此即使侧向力Fy没有达到车轮与地面之间的附着极限，车轮的行驶方向也将偏离车轮的平面方向，即发生侧偏现象。
具有侧向弹性的车轮在垂直载荷为W的作用下，车轮中心收到侧向力Fy，地面有相应的侧偏力Fy时具有下面的两种情况，如图2所示：图21）车轮静止不滚动。
由于有侧向弹性，轮胎在侧向力Fy的作用下发生侧向变形，轮胎面接地印记的中心线aa不再与轮胎平面cc重合，即cc与aa愤慨一个距离△h，但是aa 仍平行于cc，如图2a所示。
2）车轮滚动。
接地印迹的中心线aa不只是和车轮平面cc错开一定的距离，而且不再与车轮平面cc平行，aa与cc的夹角α，即为车轮的侧偏角，而此时车轮沿aa方向滚动。
为了更清楚的说明在侧向力作用下轮胎侧偏角α产生的原因，可以具体的分析车轮的滚动过程。
在轮胎胎面中心线上标出A0、A1、A2、A3…各点，随着车轮向前滚动，上述各点将依次落于地面上相对应的A'0、A'1、A'2、A'3…各点上。
从图2b上可以看出，靠近地面的轮胎上，A0、A1、A2、A3…各点连线是一条斜线，因此它们落在地面相应各点A'0、A'1、A'2、A'3…的连线并不垂直于车轮旋转轴线，即与车轮平面cc的延长线有夹角α。
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kγ－外倾刚度。
22
第二节 轮胎的侧偏特性
α一定时，γ 越大，FY越大。 增加的FY是由 γ作用的结果。
23
第二节 轮胎的侧偏特性
2.有外倾时FY与γ、α的关系
1）α=0
FY FYγ kγ
2）α≠0
FY FYαFYγ kkγ
3）有γ，FY=0，即a点
kkγ 0
kγ
k
24
第二节 轮胎的侧偏特性
5.2 轮胎的侧偏特性
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FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
2
第二节 轮胎的侧偏特性
1）在刚性轮上作用侧向力 F y
c
c
No u Image
u
u'
Fy FZl
Fy FZl
u
c
c
➢只有当侧向力 F y 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。
17
第二节 轮胎的侧偏特性
四、回正力矩TZ
回正力矩：轮胎发生侧偏时所产生的作用于轮胎绕OZ轴
的力矩。
FY
车轮静止时受到 侧向力
FeY
e—轮胎 拖距。
FY
e
轮胎拖距 变大
车轮运动时受到侧向力 （侧向力较小）
车轮运动时受到侧向力 （侧向力较大）
18
第二节 轮胎的侧偏特性
四、回正力矩TZ
回正力矩：轮胎发生侧偏时所产生的作用于轮胎绕OZ轴
3
第二节 轮胎的侧偏特性
2）在弹性轮上作用侧向力F y
Fy
俯视图
FY
车轮静止
4
第二节 轮胎的侧偏特性
2）在弹性轮上作用侧向力 F y
Fy
FY 车轮滚动
5
第二节 轮胎的侧偏特性
侧偏角α:
轮胎接地印迹 中心的位移方 向与X轴的夹 角。
α
u
+
FY 0
Y
u α-
X
侧偏力为正时， 产生负侧偏角。
2.侧偏现象
的力矩。
-
FY
FY+
TZ
0
Y
e
轮胎拖距
反而变小
u
车轮运动时受到侧向力（侧向力很大）
TZ-XFY+e-
19
第二节 轮胎的侧偏特性20源自第二节 轮胎的侧偏特性五、有外倾时轮胎的FY与外倾角γ、侧偏角α的关系
+
Z
X
Fy
Y
O
向外滚开的趋势
- F Y γ
21
第二节 轮胎的侧偏特性
1.外倾侧向力FYγ
FY-γ kγ-+
当车轮有侧向弹性时，即使FY没有 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。
6
第二节 轮胎的侧偏特性
3.FY－α曲线
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
7
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
轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。
4）γ过大对汽车产生 不良影响
影响轮胎与路面 的良好接触
汽车轮胎
5）外倾时产生的回正力矩
摩托车轮胎
25
第二节 轮胎的侧偏特性
26
第二节 轮胎的侧偏特性
本节内容结束
下一节
27
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
米其林 225/60R16 W
米其林 275/30 ZR19
扁平率(%) 65
60
30
宽度
轮辋 直径
10
第二节 轮胎的侧偏特性
11
第二节 轮胎的侧偏特性
（2）垂直载荷大，k大
12
第二节 轮胎的侧偏特性
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
垂直载荷过大 时，轮胎与地面 接触区的压力分 布不均匀，使 k 反而有所减小。
大尺寸轮胎
大尺寸轮胎
子午线轮胎
侧偏刚度大
钢丝子午线轮胎
斜交轮胎 侧偏刚度小
纤维子午线轮胎
小尺寸轮胎
8
第二节 轮胎的侧偏特性
（1）扁平率小，k大
B H
扁平率=(H/B)×100%
9
第二节 轮胎的侧偏特性
一些车型轮胎的型号及扁平率
车型 新雅阁
奔驰 S320
奔驰 LORINSER
轮胎型号 普利斯通 205/65R15
13
第二节 轮胎的侧偏特性
（3）轮胎气压高，k大
14
第二节 轮胎的侧偏特性
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
15
第二节 轮胎的侧偏特性
（5）路面干湿状态
16
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
➢路面有薄 水层时，由于 滑水现象，会 出现完全丧失 侧偏力的情况。
22
第二节 轮胎的侧偏特性
α一定时，γ 越大，FY越大。 增加的FY是由 γ作用的结果。
23
第二节 轮胎的侧偏特性
2.有外倾时FY与γ、α的关系
1）α=0
FY FYγ kγ
2）α≠0
FY FYαFYγ kkγ
3）有γ，FY=0，即a点
kkγ 0
kγ
k
24
第二节 轮胎的侧偏特性
5.2 轮胎的侧偏特性
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FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
2
第二节 轮胎的侧偏特性
1）在刚性轮上作用侧向力 F y
c
c
No u Image
u
u'
Fy FZl
Fy FZl
u
c
c
➢只有当侧向力 F y 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。
17
第二节 轮胎的侧偏特性
四、回正力矩TZ
回正力矩：轮胎发生侧偏时所产生的作用于轮胎绕OZ轴
的力矩。
FY
车轮静止时受到 侧向力
FeY
e—轮胎 拖距。
FY
e
轮胎拖距 变大
车轮运动时受到侧向力 （侧向力较小）
车轮运动时受到侧向力 （侧向力较大）
18
第二节 轮胎的侧偏特性
四、回正力矩TZ
回正力矩：轮胎发生侧偏时所产生的作用于轮胎绕OZ轴
3
第二节 轮胎的侧偏特性
2）在弹性轮上作用侧向力F y
Fy
俯视图
FY
车轮静止
4
第二节 轮胎的侧偏特性
2）在弹性轮上作用侧向力 F y
Fy
FY 车轮滚动
5
第二节 轮胎的侧偏特性
侧偏角α:
轮胎接地印迹 中心的位移方 向与X轴的夹 角。
α
u
+
FY 0
Y
u α-
X
侧偏力为正时， 产生负侧偏角。
2.侧偏现象
的力矩。
-
FY
FY+
TZ
0
Y
e
轮胎拖距
反而变小
u
车轮运动时受到侧向力（侧向力很大）
TZ-XFY+e-
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第二节 轮胎的侧偏特性20源自第二节 轮胎的侧偏特性五、有外倾时轮胎的FY与外倾角γ、侧偏角α的关系
+
Z
X
Fy
Y
O
向外滚开的趋势
- F Y γ
21
第二节 轮胎的侧偏特性
1.外倾侧向力FYγ
FY-γ kγ-+
当车轮有侧向弹性时，即使FY没有 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。
6
第二节 轮胎的侧偏特性
3.FY－α曲线
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
7
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
轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。
4）γ过大对汽车产生 不良影响
影响轮胎与路面 的良好接触
汽车轮胎
5）外倾时产生的回正力矩
摩托车轮胎
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第二节 轮胎的侧偏特性
26
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米其林 225/60R16 W
米其林 275/30 ZR19
扁平率(%) 65
60
30
宽度
轮辋 直径
10
第二节 轮胎的侧偏特性
11
第二节 轮胎的侧偏特性
（2）垂直载荷大，k大
12
第二节 轮胎的侧偏特性
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
垂直载荷过大 时，轮胎与地面 接触区的压力分 布不均匀，使 k 反而有所减小。
大尺寸轮胎
大尺寸轮胎
子午线轮胎
侧偏刚度大
钢丝子午线轮胎
斜交轮胎 侧偏刚度小
纤维子午线轮胎
小尺寸轮胎
8
第二节 轮胎的侧偏特性
（1）扁平率小，k大
B H
扁平率=(H/B)×100%
9
第二节 轮胎的侧偏特性
一些车型轮胎的型号及扁平率
车型 新雅阁
奔驰 S320
奔驰 LORINSER
轮胎型号 普利斯通 205/65R15
13
第二节 轮胎的侧偏特性
（3）轮胎气压高，k大
14
第二节 轮胎的侧偏特性
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
15
第二节 轮胎的侧偏特性
（5）路面干湿状态
16
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
➢路面有薄 水层时，由于 滑水现象，会 出现完全丧失 侧偏力的情况。