【汽车理论】不量化说下车轮的外倾和前束(主要对FSAE悬架设计)
车辆工程吧
全部回复
仅看楼主
level 11
不量化的说一下(因为没有条件去量化)外倾和前束。
轮胎的侧向作用,主要侧向力和回正力矩。
侧向力不多说了,侧向力方向和外倾方向一致。
对于回正力矩,因为轮胎的侧偏而产生的轮胎拖距,在转向时正的外倾有正的回正作用,负的外倾会产生负回正力矩。只考察外倾的回正力矩,负内倾能够使转向轻便,但回正就要沉重(高速回正性会更差,修正回正差问题的方法是设计合理的主销横向偏距,内倾角和纵向拖距)。
负外倾也可以获得更大的转向侧向力 (正外倾是为了获得转向不足特性,使车辆转向行使时更稳定,用在乘用车上比较多)。
一切外倾都不会改善附着,反而会使与地面接触变差,使轮胎磨损加剧。所以外倾角不能取大。另外还有不能取大的原因,就是根据《汽车理论》(机械工业出版社,余志生主编)所说转向过多是不稳定工况,容易使车体发生旋转。转向过于灵活,也不易操控(什么都要有个度)。
为了获得转向过多特性,并且使转向灵活,设计导向机构时,都倾向于上跳负外倾变大的趋势,据说车手都喜欢这种过多转向的感觉。
而负前束是主要是为了平衡直行时的产生的侧向力而存在的,是减少磨损和减少侧倾产生的附加滚动阻力的手段。对于转向轮,上跳时候前束向正变化有利于过多转向的产生。有过文献探讨过外倾于前束的匹配,请到知网/万方搜索。
后轮作为驱动轮,在车辆行驶中,所受到的地面纵向反力要比前轮大得多,所以相同的倾角和束值的磨损会比前轮大 (多说一句,从稳定性来讲,后驱好的一个原因,转向驱动轮易打滑是因为同时有侧向地面反力和驱动力的作用,容易超出附着圆)。所以车轮束角和倾角为0最佳,而在上跳时,外倾向正向变化会有转向过多趋势,向负向变化会有不足转向趋势。
乘用车的后轮常用的是负外倾,从转向稳定方面来说是为了增大不足转向特性。
再从路面不平干扰的角度做下分析。
对于前轮,比如左前轮经过小突起,那么左侧的外倾向负向变化,右侧正向变化。载荷转移也是由左向右,而且受到冲击载荷的影响,右侧车轮的载荷还会变大。这时如果是正的外倾,则必然产生向右的侧向力。但如果是负外倾,则因为载荷的向右转移,即使右侧车轮的负外倾向正向变化(未越过0)也不会产生较大的向右的侧向力(如果突起足够小或许还会产生向左的侧向力)。
而对于后轮,比如左后轮经过小突起,同样的左侧的外倾向负向变化,右侧正向变化,载荷转移也是由左向右,这时正外倾必然会产生向右的侧向力,车辆会向左运动,而负外倾产生向右的侧向力会小于正外倾。
这样的分析同样适合经过小凹坑的情况,侧向力总是指向低的一侧。以上应该也是适合侧倾的分析。
总之不论前后车轮,外倾为负,抗干扰的能力会好。
对于前束的变化,也都差不了多少,主要是从载荷转移和侧向力入手分析(头大,就不分析了)。欢迎探讨。
2013年06月19日 03点06分 1
level 12
顶一个
2013年06月19日 03点06分 2
此贴必速沉.
2013年06月19日 04点06分
level 8
暑假要挨着把这些看完~
2013年06月19日 03点06分 3
level 8
能跟大家量化说明的是,对于前束角和外倾角,在性能体现方面除了静态性能之外,大部分需要考虑的是动态性能,所谓动态性能,指的就是前束角和外倾角随车轮上下跳动角度的变化值得范围。必须保证其变化值在一个越小的范围越好。一般在ADAMS/CAR里面的分析,民用车分析是在同向跳动+—40mm情况下,角度变化值在1度范围内(当然是尽量保证),对于FSAE赛车的话,根据比赛规则的限制,同向跳动+—25.2mm,角度的变化值应该尽量也保证在1度以内。
2013年06月19日 15点06分 4
变化趋势也是重点。贴子中已经说明上跳时外倾和前束变化对状态的一些影响,但是想不太明白下跳该有怎样的趋势才理想,还没有仔细想这个问题。是补偿另一侧车轮的影响,还是减小另一侧车轮的影响?或者是干脆什么都不影响。目前就是看上跳的趋势,和总变化量别太大就行了。
2013年06月19日 23点06分
回复 防腐剂过期了 :目前没有看到说上下跳动具体变化趋势对性能影响的资料,听楼主意思好像看到过上跳的影响的资料?可否推荐
2013年06月20日 08点06分
贴子里说的是根据赛车的要求做的一些分析。在一篇华南理工的硕士论文里看到上跳趋势为负,但是没说明原理。而且很多车队都流传这样的说法。当时我以为上跳要向0变化,汽车理论里确实是这么说的。不过和某校车队悬架组的同学做了些交流,说车手比较喜欢大增益。还得是根据车手主观感觉去设计吧
2013年06月20日 08点06分
这个贴子,本来就不是根据谁的权威资料写的,都是我自己的想法,可能有错误,拿出来和大家探讨。有精力我会做下仿真,确实是没条件玩真的。
2013年06月20日 08点06分
level 11
这样的帖子就应该多些,技术含量高!
2013年06月19日 16点06分 5
突然发现你怎么不干了?
2013年06月19日 23点06分
回复 防腐剂过期了 :把位置让给那些更能干的人吧,而且我当初申请吧主是因为我们吧重新开放不久,却很乱,当时我想,只要吧里正常化,我就退了。没关系的,我会经常关注吧里的情况,辛苦你们两个了。
2013年06月20日 02点06分
回复 防腐剂过期了 :你的MATAB编程和仿真用的怎么样?
2013年06月22日 00点06分
回复 走在人生边上66 :完全不会.
2013年06月24日 13点06分
level 11
好贴!!!!不过个人修行太低不是很能理解。
2013年06月20日 05点06分 6
level 1
请教楼主,《汽车理论》中说正的外倾角产生负的回正力矩的原因,一直没想明白,谢谢!
2013年10月14日 02点10分 7
正外倾会使车轮向外滚,而正的回正力矩是使车轮向内滚。
2013年10月14日 03点10分
正的外倾角产生负的外倾侧向力,再乘以轮胎拖距,不就是正的回正力矩了吗
2013年10月14日 04点10分
回复 GRUBBYSHOW :你说的是轮胎侧偏时自己产生的回正力矩,只要有侧偏,轮胎自身就会产生回正力矩。回正力矩是作用于车轮方向平行于Z轴的力矩。外倾回正力矩的产生的原因是:垂直于车轮平面方向的力矩产生了垂向的分量。
2013年10月14日 05点10分
回复 GRUBBYSHOW :解释的不对,重新解释下,垂直于车轮平面方向的应该是角动量,车轮倾斜产生的力矩为角动量提供的增量,于是车轮发生了绕Z轴的旋转
2013年10月14日 06点10分
level 1
是不是可以说正的外倾角产生负的外倾侧向力,再乘以轮胎拖距,形成正的回正力矩;而正外倾角产生的外倾回正力矩是负的回正力矩,两者不是一个概念;
2013年10月14日 06点10分 8
外倾回正力矩不是外倾侧向力产生的。外倾回正力矩是一个车轮自由滚动时产生的,当然这个回正力矩在受到约束的时候也存在,因为有这个运动趋势。
2013年10月14日 06点10分
你说到拖距,就代表力矩是由地面作用力产生的,但实际上侧倾回正力矩和地面对轮胎的侧向力没关系。你说的侧向力乘拖距,是轮胎侧偏产生的回正力矩。
2013年10月14日 06点10分
level 11
大概画了下 照歪了
2013年10月14日 07点10分 9
level 2
关于符号的正负,余志生版汽车理论好像是按照轮胎坐标系定义的
2014年12月16日 03点12分 10
正解[大拇指]
2015年07月11日 04点07分
level 12
余志生的汽车理论看看也就罢了。。。他的轮胎坐标系及对倾角的定义不能解释负外倾带来的侧向侧偏刚度的增益。另外toe in toe out和车轮上下跳动时的bump steer的设定看轮胎特性来协助实现阿克曼、平行或者反阿克曼(但bump steer 过大,在比较颠簸的赛道直线不稳定)目的都是避免产生严重的推头,尤其是小功率赛车推头的损失是难以接受的。
2015年07月11日 10点07分 11
level 12
知网的文章看起来恶心,关于车轮定位的东西都是抄来抄去没有自己的见解,还不深入。
2015年07月11日 10点07分 12
赞同
2015年07月12日 04点07分
回复 麻木了141 :[真棒]
2015年07月12日 08点07分
level 3
1
2019年05月12日 13点05分 13
1