车轮轮胎以及轮胎力学课件.ppt

1、2022-8-61车轮、轮胎以及轮胎力学2022-8-62目录n概述n车轮的结构n车轮的分类n车轮规格的表示方法n轮胎的分类n轮胎的标记方法n轮胎的侧偏特性2022-8-63概述 车轮和轮胎是汽车行驶系统的重要组成部分，对汽车保持正常的行驶起着重要的作用。其作用主要有：1、在传递系传来的驱动转矩作用下，通过驱动轮与路面的附着作用产生使汽车行驶的驱动力。2、与汽车悬架共同缓和汽车行驶时所受到的冲击并衰减由此而产生的振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。3、承受并传递各种力和力矩的作用。4、支承汽车的重量。2022-8-64车轮的结构 车轮是介于轮胎与车轴之间承受负荷的旋转组件。通常由两

2、个主要部件组成：轮辋和轮辐。轮辋是车轮上安装和支撑轮胎的部件，轮辐是在车轮上介于车轴和轮辋之间的支承部件。轮辐轮辋2022-8-65车轮的分类n按轮辋结构分：一件式轮辋车轮、多件式轮辋车轮、分瓣式轮辋车轮及对开式轮辋车轮。n按轮辋轮廓分：深槽轮辋车轮、深槽宽轮辋车轮、半深槽轮辋车轮、平底宽轮辋车轮、全斜底轮辋车轮及15深槽轮辋车轮.n按轮辐结构分：辐板式车轮、辐条式车轮、组装式车轮及整体式车轮。n按材质分：钢制车轮、铝合金车轮、非金属车轮。n按成型方式分：滚型车轮、型钢车轮及铸造车轮。2022-8-66车轮规格的表示方法14 14 4.5 J 4.5 J 轮辋轮缘代号轮辋名义宽度（in）轮辋结

3、构形式代号轮辋名义直径（in）2022-8-67轮胎的分类n按用途分：乘用轮胎、商用轮胎、非公路用轮胎、特种轮胎。n按胎面花纹分：公路花纹轮胎、越野花纹轮胎、混合花纹轮胎、特殊花纹轮胎。n按胎体结构分：子午线轮胎、斜交轮胎、带束斜交轮胎。n按骨架材料分：钢丝轮胎、半钢丝轮胎、人造纤维轮胎、棉帘线轮胎。n按断面形式分：普通断面轮胎、低断面轮胎。n按气密方式分：有内胎轮胎、无内胎轮胎。2022-8-68轮胎的分类 子午线轮胎的优点：1、轮胎寿命长。子午线轮胎的接地面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面的单位压力小，因而滚动阻力小，使用寿命长。2、负荷能力大。子午线轮胎的帘布层帘线排列方向与轮胎的变

4、形方向一致，使得帘线强度能够得到充分的有效利用，因而负荷能力大。3、缓冲性能好。子午线轮胎的帘布层数少，轮胎的径向弹性大，缓冲作用好。4、经济性好。子午线轮胎的帘布层数少，轮胎的滚动阻力小，燃油消耗少，节油率一般在6%8%。5、耐穿刺性好。子午线轮胎的胎冠较厚，且有坚实的缓冲层，不容易刺穿。2022-8-69轮胎的分类 无内胎型轮胎在轿车和货车上的应用日益广泛，尤其是轿车。无内胎型轮胎没有内胎，空气直接压人外胎中。无内胎型轮胎的优点主要有：1、轮胎被穿孔后，压力不会急剧下降，汽车仍可以安全的继续行驶很长一段距离。2、无内胎型轮胎不会因内外胎之间的摩擦和卡住而引起损坏，气密性好。3、可以直接通过

5、轮辋散热，所以工作温度低，使用寿命长。4、结构简单质量小，适应于高速行驶。无内胎型轮胎的优点：2022-8-610轮胎的分类 低断面轮胎又称扁平化轮胎。随着人们对汽车驾驶性能的的要求和对高性能轮胎的要求越来越高，轮胎的扁平率就越来越小。低断面轮胎的优点主要有：1、低断面轮胎的轮胎胎面宽平，接地面积大，侧偏刚度大。2、滚动阻力小。在断面宽相同的条件下，扁平率低的轮胎由于侧偏刚度大，因而滚动阻力小。3、附着性能好，散热好，高速行驶稳定性好。低断面轮胎的优点：2022-8-611轮胎的标记方法 目前，我国充气轮胎的规格标记一般采用英制表示。轿车轮胎规格表示方法：165/60 R 14 75 T速度级

6、别负荷指数轮辋名义直径子午线结构代号轮胎名义高宽比（100%=扁平率）轮胎名义断面宽度2022-8-612轮胎的标记方法2022-8-613轮胎的侧偏特性 汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向力或者在作曲线行驶时离心力的作用下，车轮中心沿y轴方向将作用有侧向里Fy，相应的在地面上产生地面侧向反作用力Fy，Fy称为侧偏力。由于轮胎存在侧向弹性，轮胎的行驶方向将偏离轮胎平面的方向。该现象称为侧偏现象。轮胎的侧偏现象2022-8-614轮胎的侧偏特性1)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，轮胎胎面 接地印迹的中心线aa与 轮胎平面cc分开一段距 离h，但a

7、acc。2022-8-615轮胎的侧偏特性2）车轮滚动。接地印迹中心线aa不 但与轮胎平面cc错开 一段距离，而且不再 与cc平行，而是有一 夹角，即车轮的侧 偏角。2022-8-616轮胎的侧偏特性回正力矩的产生原理轮胎发生侧偏时，还会产生作用于轮胎绕 z 轴的力矩MzMz。汽车在作曲线运动时，MzMz是使转向车轮恢复直线行驶的主要恢复力矩之一，称为回正力矩。回正力矩。2022-8-617轮胎的侧偏特性n1、轮胎的结构n2、轮胎的垂直载荷n3、轮胎的充气压力n4、路面的种类及状态n5、汽车的行驶速度n6、轮胎外倾角影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-618轮胎的侧偏特性1、轮胎的结构 子

8、午线轮胎的接地面积比斜交轮胎的接地面积宽，因此子午线轮胎的侧偏刚度一般较高。扁平率越低的轮胎，侧偏刚度也越大。影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-619轮胎的侧偏特性2、轮胎的垂直载荷 随着作用在轮胎上的载荷的增加，整个轮胎的刚度也将发生变化，轮胎的侧偏刚度将增大。但垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力变得极不均匀，轮胎的侧偏刚度反而有所减小。影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-620轮胎的侧偏特性3、轮胎的充气压力 随着轮胎充气压力的增加，侧偏力增大。过高的充气压力下，侧偏力不再有明显的变化。影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-621轮胎的侧偏特性4、路面的种类及状态 在不同的

9、路面上，轮胎的侧偏特性是不一样的。同样的路面但路面的状态不同，如干湿程度以及积水等对轮胎的侧偏特性也有影响。影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-622轮胎的侧偏特性5、汽车的行驶速度 随着行驶速度的增大，侧偏力的最大值降低。这是由于速度增高后，滑动摩擦系数降低的原因。而在侧偏角较小时，汽车的行驶速度几乎对轮胎的侧偏特性没有影响。影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-623轮胎的侧偏特性6、轮胎的外倾角 轮胎的外倾角将使轮胎在旋转时产生外倾侧向力。随着外倾角的增大，胎面与路面的接触情况越来越差，会影响最大地面侧向反作用力。因此高速轿车特别是采用超宽断面的赛车，由于前外轮要承受大部分的前侧向力，因此转弯时要使其尽量垂直于地面，即外倾角等于零。影响轮胎侧偏特性的主要因素2022-8-624轮胎的侧偏特性汽车在实际行驶过程中，路面对轮胎既有侧向力的作用，同时又有纵向力的作用，轮胎的力学特性常常表现为纵滑侧偏复合特性，因此作用在轮胎上的侧向力以及纵向力之间存在一定的关系，即附着椭圆。纵向力和侧向力的关系2022-8-625谢谢 谢！谢！