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轮胎对地面的力学
2018-05-03 14:11:14· 来源：轮胎侦探社
轮胎的力学性能可分为三个方面：设计力学、静力学和动力学、轮胎对地面的力学。
轮胎的力学性能可分为三个方面：设计力学、静力学和动力学、轮胎对地面的力学。
- 01-
子午线轮胎的基本力学主要靠带束层，带束层起引导汽车方向的作用。胎体力学比较简单，主要是保护胎侧不变形或少变形，起牵引和刹车的作用。
轮胎对地面力学的三个力（径向力Radial Force、侧向力Lateral Force、纵向力Circumferential Force）和三个力矩（滚动阻力矩Rolling Resistance Moment、回正力矩Aligning Moment、倾斜力矩OverturningMoment）。侧向力是最主要的力，它影响汽车的操纵稳定性，只有提高操纵稳定性，才能提高汽车的时速。汽车的不足转向和过度转向是侧向力引起的。侧向力是由偏离角（Slip Angle）和外倾角（Camber Angle）引起的，为了调整前、后轮受到载重的变化，可利用外倾角作适当的改变，以得到平衡。纵向力是汽车的牵引和刹车力的重要性能。牵引力和刹车力的提高，可提高汽车的加速度。径向力越小，轮胎的振动频率越少，但轮胎的振幅是侧向力和回正力矩。
- 02-
汽车的操纵稳定性主要包括稳态转向特性、转向轻便性、回正性能、驱动与制动性等。
稳态转向特性是指将方向盘转过某一角度，并保持这个角度不变，经过一段时间；汽车达到稳定的等速圆周行驶状态，不随时间而改变的特性。一般只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。当车轴受到侧向力作用时，轮胎发生侧向偏离的大小能影响汽车的稳态转向特性。
汽车的转向轻便性主要是以转向力矩大小表征。转向力矩主要包括回正力矩和摩擦力矩。子午胎的回正力矩稍大于斜交胎，因此，在静态下装子午胎的汽车，原地转动方向盘比装斜交胎时略重一些；动态下却相反，决定转向力大小的因素主要是摩擦力矩。子午胎与地面的摩擦比斜交胎小，所需的动态转向力小些。
回正性能是汽车转向后的方向盘自动复位的能力，是回正力矩作用的结果。子午胎的带束层水平弯曲刚度很大，侧偏刚性通常比斜交胎大，地面作用于轮胎上的侧向反作用力也较大，轮胎印迹在地面上较难扭曲。因此，子午胎的回正力矩比斜交胎稍大。
汽车的驱动和制动性能与轮胎对地面的附着力有关。子午胎胎冠刚性大，接地面积大，胎侧刚性低，而且，接地面内压力分布均匀，因此，接地时胎冠的周向、径向和侧向压缩变形以及由此引起的花纹块滑移都比较小，从而表明子午胎对路面的附着力较大。
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