汽车两前轮有外倾角γ时,具有绕各自旋转轴线与地面的交点O′滚动的趋势(图6-5)。若不受约束,则犹如发生侧偏一样,将偏离正前方而各自向左、右侧滚动。实际上,由于前轴的约束,两个车轮只能一起向前行驶。因此,车轮中心必作用有一侧向力Fyγ′,把车轮“拉”回至同一方向向前滚动。
与此同时,轮胎接地面中产生一与Fyγ′方向相反的侧向反作用力,这就是外倾侧向力Fyγ。
图6-4 轮胎的侧偏特性
图6-5 车轮外倾角与外倾侧向力
图6-6 有外倾角时轮胎的侧偏特性
a)外倾角与外倾侧向力的关系 b)有外倾角时轮胎侧偏特性 c)图的局部放大图
外倾侧向力Fyγ与外倾角γ的关系曲线如图6-6a所示。Fyγ与γ成线性关系,其关系式为
Fyγ=kγγ(www.daowen.com)
按轮胎坐标系规定,kγ为负值,称作外倾刚度,单位为N/rad或N/(°)。
不同外倾角下轮胎的侧偏特性如图6-6b所示,侧偏特性具有平移的特点。图6-6c是图6-6b中的局部放大图,图上的A、B与C线条是外倾角γ为正、为零和为负时,小侧偏角范围内的侧偏特性,该图还表明:
①侧偏角为零时的地面侧向力即是外倾侧向力Fyγ。当外倾角为正值时(见A线),Fyγ为负值。
②外倾角为正值且侧偏角为α时,其地面侧向反作用力为Fy=cd+de(见A线),即Fy为外倾角等于零时的侧偏力与外倾侧向力之和。
因此,有外倾角时的地面侧向反作用力与外倾角、侧偏角的关系为
Fy=Fya+Fyγ=kα+kγγ
式中 Fya——只有侧偏角而外倾角为零时的侧偏力(N);
Fyγ——只有外倾角而侧偏角为零时的外倾侧向力(N);
α——侧偏角[rad或(°)];
γ——外倾角[rad或(°)]。
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