转向时轮胎的主要作用

  道路清扫车驾驶的方向稳定性是利用轮胎能够支承横向力的能力而获得的,横向力由离心力、横向风力以及路面的倾斜所造成。轮胎转向的力学研究工作在不断的进展中,这个问题异常复杂。

  刚性车轮在用外力转向的低速车辆中仍能得到足够的稳定性,但在内部转向的 道路清扫车中,髙速时的方向稳定性,只能利用橡胶轮胎的远较高出的承受横向推力的能力才能保持。

 

  很明显,一个车轮的滚动只有沿着它的纵向平面内才可能发生。假如受到外来的横向力作用时,车轮的运行方向将被迫偏离它的真正的滚动方向,这时橡胶轮胎产生一个摩擦反作用力或叫做偏扭力来反抗它,这个情况的产生是由于有路面接触面积,这和刚性车轮与路面的接触情况——线接触是不同的。轮胎偏扭力的产生,起源于橡胶微粒的弹性力,当这些橡胶微粒通过触地面积时,被迫在滚动过程以外还有横向移动。从反面来看, 道路清扫车轮胎只有在它的行程偏离为正的滚动方向时才能产生偏扭力,偏扭力实际上是和偏移角或滑移角成比例的。

  这个现象所造成的结果,是 道路清扫车在弯路上行进的轨迹必然和理后上滚动轨迹偏移一个滑移角的方向,用来产生所需的转向力。滑移角与偏扭力的关系导致前轮或转向轮的前端向 道路清扫车中心倾斜一个小角度的作法,这个角度叫做前束角。在直线向前行驶时,前束角实际上就是轮胎的滑移角。这个角度使转向车轮能够吸收横向推力和路面冲击力而不改变它的直后方向。假如这些同样的横向力作用在一个没有前束的车轮上,轮胎本身必然产生滑移角,结果造成方向的改变。

  这个偏扭力假设的作用点落在油罐车轮胎投影中心后面(对行程方向而言)的这个事实是有重要意义的。这样偏扭力对 道路清扫车轮胎即产生一个水平的扭矩,它驱使现有滑移角有减小的趋势,因此重新使滚动方向和实际前进方向重叠,偏扭力的这个特殊作用被称为自动校直扭矩。

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