汽车工程应用力学：轮胎侧偏特性简述

弹性车轮的侧偏是由侧向力的作用引起的。侧向力作用于轮轴上，而地面也相应作用于轮胎一个侧向反作用力，即侧偏力。侧偏角变量与侧向力的大小有关，也就是侧偏角变量与侧偏力的大小有关。因此，轮胎的侧偏特性主要是指侧偏角随侧偏力变化的关系。图1-29所示的侧偏力-侧偏角曲线（F_Y-α）就是轮胎侧偏特性的一例。

该曲线表明，侧偏角不超过5°时，α与F_Y成线性关系。汽车在正常行驶时，如果侧向加速度不超过0.4g，侧偏角不超过5°，可以认为侧偏角与侧偏力呈线性关系。

在较大的侧偏力作用时，侧偏角则以较大的速率增大，即F_Y-α曲线的斜率逐渐减小，这时车轮在接地处已发生部分侧滑；直至侧偏力达到附着极限时，整个轮胎发生侧滑。而轮胎的最大侧偏力则取决于附着条件，这些附着条件包括：垂直载荷，轮胎本身的结构、材料、胎面花纹形式、充气压力，路面的材料、结构、潮湿程度以及车轮的外倾角。一般地说，最大侧偏力越大，汽车的极限性能越好，譬如按圆周行驶的极限侧向加速度就越高（F1赛车的极限侧向加速度就很高）。

侧偏刚度

在图1-29中，F_Y-α曲线在α=0处的斜率称为侧偏刚度k，单位为N/rad或N/（°）。从轮胎坐标系有关定义可知，负的侧偏力产生正的侧偏角，因此侧偏刚度恒为负值。F_Y与α的关系式可写为(www.xing528.com)

F_Y=kα （1-9）

图1-29 弹性车轮的侧偏特性（侧偏力与侧偏角关系曲线）

侧偏刚度是决定操纵稳定性的重要轮胎参数。轮胎应具有较高的侧偏刚度（指其绝对值），以保证汽车具有良好的操纵稳定性。当侧偏力F_Y一定时，希望侧偏角α越小越好，所以k的绝对值越大越好。k的绝对值越大表明轮胎侧偏性能越好、抗侧滑能力越强。在同样的侧向力作用下，侧偏刚度较大的轮胎，其产生的侧偏角较小。小型轿车轮胎的k值约在-28000～-80000N/rad范围内。大尺寸轮胎、子午线轮胎（尤其是钢丝子午线轮胎）有较大的侧偏刚度，斜交线轮胎和纤维子午线轮胎有较小的侧偏刚度。