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為什么車輛兩輪行駛時前后輪不在一條直線上? 看完又漲知識了
時間:2019-01-15 18:35   來源:果殼網(wǎng)   責(zé)任編輯:沫朵
  原標(biāo)題:為什么車輛兩輪行駛時前后輪不在一條直線上? 看完又漲知識了

  如果從垂直俯視的角度來講這句話是對的,但準(zhǔn)確地說應(yīng)該是讓質(zhì)心保持在輪胎接地中心與地面垂直的那條線上,這樣才能使質(zhì)心的受力平衡。

  至于非穩(wěn)態(tài)輸入,這倒不是車輛前進(jìn)方向的影響因素,若沒有輪胎側(cè)偏的加入,即使方向再怎么不穩(wěn),平均橫擺量最終還是0

  兩張圖說明一切)

  那側(cè)偏又是什么?

  要談?wù)撨@個話題,首先得明白輪胎并不是一個剛體,當(dāng)有一定載荷施加到輪胎上時,橡膠產(chǎn)生變形,輪胎與地面便會形成一種“面接觸”而不是剛體中的“點接觸”,這個面稱作“接地印跡”。如果在車軸上施加一個側(cè)向力,輪胎的接地印跡便會隨之移動,但印跡的中心線仍然與輪胎保持平行(如下圖,輪胎下半部分朝一邊突出,紅色箭頭為地面對輪胎造成形變的施力方向)。

  當(dāng)輪胎開始勻速滾動時,我們可以清楚地發(fā)現(xiàn),由于輪胎橡膠被不斷地壓縮、彎折,地面對輪胎施加的摩擦力便造成了輪胎接地面的前移,并且可以看到,接地面中橡膠微元越靠前,受到的支持力也越大,這也意味著越靠前的橡膠,可受到的摩擦力越大,地面對輪胎的平均施力點便會隨之向前移動。如果此時不撤去上文中的側(cè)向力并讓輪胎保持滾動,我們會發(fā)現(xiàn)輪胎的前進(jìn)方向與輪胎指向出現(xiàn)了一個夾角,

  這個角稱作“側(cè)偏角”。

  側(cè)向力+滾動,兩輪行駛不是正好滿足了條件?于是乎,車輛便斜著走了。

  PS.雖說兩輪行駛時輪胎是胎冠和胎側(cè)觸地的,但主要原理大同小異,無非是多了一個微元進(jìn)入地面時的側(cè)向夾角造成了側(cè)偏角的放大。

  另一個問題:車輛質(zhì)心多高才能不借助跳板起立?(若為剛體懸掛)

  這個問題可以通過達(dá)朗貝爾原理列平衡方程求解

  設(shè)逆時針方向為正,所有力對左邊輪胎力矩和為0,

  

  當(dāng)右邊輪胎抬起,

  

  由此可以看出,當(dāng)質(zhì)心越高,所需的向心加速度便越小。
 
  鑒于一般汽車在正常情況下側(cè)偏飽和時都能達(dá)到1g,因此可得質(zhì)心高度至少要大于等于一半的輪距才能不借助跳板起立。
 
  PS.由于現(xiàn)實中車輛轉(zhuǎn)向往往伴隨著懸掛的變形,這便無意中增加了在最大側(cè)偏下的側(cè)偏力做功時間,使得車輛更容易橫向翻滾。另外前后懸掛剛度差、前后ARB數(shù)值差都能間接地導(dǎo)致向心加速度和質(zhì)心高度的動態(tài)增加。

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