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轮胎结构与工作条件对侧偏特性的影响

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:高宽比对轮胎侧偏刚度影响很大,采用高宽比小的宽轮胎是提高侧偏刚度的主要措施。从中可以看出,高宽比为60%的60系列轮胎的侧偏刚度较高。图8.9几种不同高宽比子午胎的侧偏刚度与载荷的关系曲线图8.10垂直载荷对侧偏特性的影响轮胎的充气压力对侧偏刚度也有显著影响。图8.13所示为一轮胎在干、湿沥青路面与湿混凝土路面上的侧偏特性。图8.14所示为一轮胎在不同轮胎胎面、路面粗糙度和水层厚度等条件下,最大侧偏力的降低情况。

轮胎结构与工作条件对侧偏特性的影响

轮胎的尺寸、形式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。尺寸较大的轮胎有较高的侧偏刚度。子午线轮胎接地面宽,一般侧偏刚度较高。钢丝子午线轮胎比尼龙子午线的侧偏刚度还要高些。

以百分数表示的轮胎断面高H与轮胎断面宽B之比(H/B×100%)称为高宽比。早期轮胎的高宽比为100%,现代轮胎的高宽比逐渐减小,目前不少轿车已采用高宽比为60%或称60系列的宽轮胎。追求高性能的运动型轿车也有的采用高宽比为50%甚至40%的宽轮胎。高宽比对轮胎侧偏刚度影响很大,采用高宽比小的宽轮胎是提高侧偏刚度的主要措施。图8.9所示为四种不同高宽比子午胎的侧偏刚度与载荷的关系曲线。从中可以看出,高宽比为60%的60系列轮胎的侧偏刚度较高。

汽车行驶时,轮胎的垂直载荷常有变化。例如在转向时,内侧车轮轮胎的垂直载荷减小,外侧车轮轮胎的垂直载荷增大。垂直载荷的变化对轮胎侧偏特性有显著影响。图8.10表明,当垂直载荷增大后,侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大;但当垂直载荷过大时,轮胎与地面接触区的压力变得极不均匀,使轮胎侧偏刚度反而有所减小。

图8.9 几种不同高宽比子午胎的侧偏刚度与载荷的关系曲线

图8.10 垂直载荷对侧偏特性的影响

轮胎的充气压力对侧偏刚度也有显著影响。由图8.11可知,随着胎压的增加,侧偏刚度增大;但胎压过高后刚度不再变化。

行驶车速对侧偏刚度的影响很小。

上面讨论的是没有切向反作用力作用时轮胎的侧偏特性。实际上,在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。由试验得到的曲线(图8.12)表明,在一定侧偏角下,驱动力增加,侧偏力逐渐有所减小,这是由于轮胎侧向弹性有所改变。当驱动力相当大时,侧偏力显著下降,因为此时接近附着极限,切向力已耗去大部分附着力,而侧向能利用的附着力很少。在作用有制动力时,侧偏力也有相似的变化。从图8.12中还可以看出,这组曲线的包络线接近于一椭圆,一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。

图8.11 轮胎充气压力对侧偏刚度的影响(www.xing528.com)

轮胎:6.40-13;速度u=11 m/s;垂直载荷W=4 000 N

图8.12 地面切向反作用力对侧偏特性的影响

路面及其粗糙程度、干湿状况对侧偏特性,尤其是最大侧偏力有很大影响。图8.13所示为一轮胎在干、湿沥青路面与湿混凝土路面上的侧偏特性。图上给出的是侧向力系数FY/FZ与侧偏角α的关系曲线。

当路面有薄水层时,由于滑水现象(Hydroplaning),汽车会出现完全丧失侧偏力的情况。图8.14所示为一轮胎在不同轮胎胎面、路面粗糙度和水层厚度等条件下,最大侧偏力的降低情况。当水层厚度为1.02 mm时,在粗糙路面上开有4条沟槽的胎面能防止滑水现象。当水层厚度为7.62 mm、车速为80 km/h时,不论胎面有无沟槽、路面是否粗糙,均出现滑水现象,此时最大侧偏力为零。

图8.13 干路面和湿路面上的侧偏特性

a—干沥青路面,速度为16.5 km/h;b—湿混凝土路面,速度为32.2 km/h;c—湿沥青路面,速度为14.5 km/h

图8.14 轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系

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