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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)   責任編輯:沫朵
  原標題: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,但準確地說應該是讓質心保持在輪胎接地中心與地面垂直的那條線上,這樣才能使質心的受力平衡。

  至于非穩(wěn)態(tài)輸入,這倒不是車輛前進方向的影響因素,若沒有輪胎側偏的加入,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)

  那側偏又是什么?

  要談論這個話題,首先得明白輪胎并不是一個剛體,當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向力并讓輪胎保持滾動,我們會發(fā)現(xiàn)輪胎的前進方向與輪胎指向出現(xiàn)了一個夾角,

  這個角稱作“側偏角”。

  側向力+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觸地的,但主要原理大同小異,無非是多了一個微元進入地面時的側向夾角造成了側偏角的放大。

  另一個問題:車輛質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朗貝爾原理列平衡方程求解

  設逆時針方向為正,所有力對左邊輪胎力矩和為0,

  

  當右邊輪胎抬起,

  

  由此可以看出,當質心越高,所需的向心加速度便越小。
 
  鑒于一般汽車在正常情況下側偏飽和時都能達到1g,因此可得質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)實中車輛轉向往往伴隨著懸掛的變形,這便無意中增加了在最大側偏下的側偏力做功時間,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)值差都能間接地導致向心加速度和質心高度的動態(tài)增加。

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