轮胎运动的应用力学-汽车工程应用力学

为了方便对轮胎力学模型进行分析讨论，需要建立一个轮胎运动坐标系，并规范相关定义。坐标系如图1-26所示。

轮胎坐标系规定：垂直于车轮旋转轴线的轮胎中心平面称为车轮平面。车轮平面和地平面的交线与车轮旋转轴线在地平面上投影线的交点称为轮胎坐标系原点O。车轮平面和地平面的交线称为X轴，规定原点O前方（前进向）为正。过原点O的垂直线称为Z轴，规定原点上方为正。地平面上过原点O并与X轴互为垂直的直线称为Y轴，规定面向车轮前进方向时左向为正。在坐标系图上还标出了相关的作用力、力矩和运动变量，如俗称的“轮胎六分力”：地面切向反作用力F_X、地面侧向反作用力F_Y、地面法向反作用力F_Z、回正力矩T_Z、翻转力矩T_X、滚动阻力矩T_Y，以及侧偏角α、外倾角γ等，并规定了它们的正、负方向。

侧偏角α——是指轮胎接地印痕中心（即坐标系原点）位移方向与X轴的夹角；以行驶前方为正。

外倾角γ——是指通过X轴的垂直平面与车轮平面的夹角；右前轮有正外倾角，左前轮有负外倾角。

侧偏力F_Y——是指当车轮外倾角等于零的情况下，产生一定侧偏角时地面作用于轮胎上的侧向反作用力。

外倾侧向力F_γ——是指在车轮侧偏角等于零的情况下，存在一定车轮外倾角时地面作用于轮胎上的侧向反作用力。(www.xing528.com)

侧偏刚度k——它等于侧偏力F_Y与侧偏角α的比值，即k=F_Y/α。根据坐标系符号的规定，k恒为负值。

外倾侧偏刚度k_γ——它等于外倾向力F_γ与外倾角γ的比值，即k_γ=F_γ/γ。

图1-26 轮胎坐标系与地面作用于轮胎的力和力矩