5000
0
100
-1000
Mz
4000
3000
-100
3000
Fy -200
0
-µ200-0step
2000
1000
0 0
2000 1000
-300 -400
-L10o0 ad
0.25
-200
tcoha2n.0g--cl4300eh00tt00osiam:n11eg.s2etosot:ofNo0r.C3ma=;maAbseinr [c2haPftna]=gSmr,ketAoia:nsvngiidnnsm[g2tiarllonftoae]ndu, ,ver:
y
V
x
Fy (t)
o
Mz (t)
y
b
X
O
假设轮胎只作小幅运动，在整个印迹区内没有纵向和侧向滑
动，考虑胎宽和胎体侧向平移变形的影响，忽略胎体的纵向，
弯曲和扭转变形，在系统输入为车轮转动角和侧向位移时的轮
胎非稳态侧向力和回正力矩响应特性可表示为
Fy (s) G fy (s) y (s) G fy (s) Y (s) M z (s) Gmy (s) y (s) Gmy (s) Y (s)
S x 滑移率：
S y
Vsx Vr Vsy Vr
Re V cos
Re
V sin
Re
基本概念、理论
slide 5
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
轮胎稳态特性
轮胎模型
slide 6
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
轮胎瞬态特性
step response to slip angle
slide 2
OUTLINE
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
6个方向的运动输入
?
轮胎模型
基本概念、理论
6个方向的力输出 （3个力,3个力矩）
slide 3
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
轮胎力 与
滑移速度
Vy
V Vx
印迹更新速度
侧偏角
re
印迹滑 移速度
slide 15
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
G fy (s) Gmy (s)
Ky a1
K y Dx0 a
E(s) 0E(s) Et (s) 1 0E(s)
G
fy
(s)
K
y
1 E(s) 1 0E(s)
Gmy
(s)
K
y
Dx0
(1
Et
(s) 0(E(s) 1 0E(s)
转鼓直径2.5 m，鼓宽0.6 m 转鼓驱动电机功率315 KW 速度范围2 — 260 Km/h 根据不同的试验目的，可安装多种 试验台架
轮胎试验
slide 10
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
MTS平带式轮胎试验台
最高速度320 Km/h；最大垂直载荷 30 KN 最大侧向输入30KN；最大驱动/制动扭矩 5000 Nm 侧偏角范围：±30度
slide 16
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
Fy M
ly z ly
dFy dX dM z
dX
Ky
(y
dY dX
a
dy dX
K
y Dx0
(y
dY dX
)
a
dy dX
)
Vsyn
Vr
(y
dY dX
a
dy
dX
)
Vsyn
Fy
Ky
Vsy Vr
ly
S y
Vsy Vr
ly
dFy dS y
K yc
y
+ - Syn
1
Sy Ky fy F(f)
-
1 ly s
m y Fz
Dx (f)
a dy
dX
as
dFy（X ) dSy Fy (X)
Dx (X )
dy
s dX
Km
Mzm
fm
F(f) Mz s Mzm
Mz(X)
slide 19
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
Vs
Vsy
Vsx
Vr Vc
Fx
F
总切力
C
Fy
接地印迹中心
回正力矩 Mz
Fz
S 假想的滑移点
垂直载荷
基本概念、理论
slide 4
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
印迹更新速度：
Vr Re
印迹滑移速度：
Vs V Vr
印迹滑移速度分量：
Vsx V cos Vr Vsy V sin
fmn
K
m
dy
dX
M zm
ΔM zm
1 2
Fz
m
2 x
b2
m
2 y
a2
M z
s
M zm
(1 exp(fmn
E1fm2n
(E12
1 12
)fm3n))sFra bibliotekdFdf
表征了轮胎上的总切力对转偏产生 的附加回正力矩的影响
slide 18
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
dY dX
最大轮胎直径 950 mm；最大轮胎宽度 500 mm
轮胎试验
slide 11
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
吉林大学多功能轮胎动态特性试验台
轮胎试验
slide 12
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
考虑轮胎平移弹性的瞬态侧偏理论模型
轮胎只作小幅侧向运动，印迹内胎面与 路面保持附着。
不考虑胎宽的影响 轮胎在纵向作纯滚动 初始时，印迹内胎面变形和轮胎绝对位
移等于零
Y
x
Y(X) Yc ( X , x) Yt ( X , x)
O
a
xy
V
o
Fy ( X ) X
yc0 ( X )
X
平移刚度比
slide 13
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
瞬态侧偏 “一阶近似”半经验模型
21
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
slide 22
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
轮胎的非稳态特性 （瞬态特性）
吴海东
slide 1
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
适用频率范围
当汽车在正常驾驶条件和良好路面上行驶时，汽车的横摆频 率一般低于2HZ，此时轮胎的状态近似表现为稳态。
当轮胎的工作频率升高，2—20HZ，轮胎与地面之间的力和 力矩相对于轮胎的运动输入表现为一定的滞后，即为轮胎的 非稳态特性，又叫瞬态特性；但这时，不考虑轮胎自身的振 动，将轮胎和轮辋看作是一个整体，只考虑轮胎整体的刚度 和阻尼。
Lateral force Fy [N] Lateral force Fy [N]
Lateral force Fy [N] Aligning moment Mz [Nm]
Longitudinal force Fx [N]
7000
5000
200
6000
100
Fy 4000
300
1000
Fy 200
0
Fx
ly
Fy
滚动距离
sine response toslip angle
相位滞后
Fy
time t
轮胎模型
slide 7
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
Delft平板式轮胎试验台
轮胎试验
slide 8
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
Delft平板式轮胎试验台
K
y Dx Vr
0
Vsyn
Fy
Ky
tan( )
Ky
Vsy Vr
Vsy
ly Vr
dVsy dt
Vsyn
Sy
Vsy Vr
Sy
ly Vr
dS y dt
Syn
Fy Kcyuy
uy
ly Vr
duy dt
ly Vr
Vsyn
slide 14
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
Y
Y (t) y (t)
1 1 ly s
Vr
ly
dFy dS y
K yc
USES Model
Fy
Mz
Vsy
Dx
f
Fy
dF y
f
dS y
dF y
Fz
m y ( Fz , Vsy )
dS y
slide 17
吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 轮胎&悬架研究室
由轮胎转偏引起的附加回正力矩
M z
Km
dy
dX
定义标准化名义附加回正力矩相对滑移率
E(s) as Et (s) as
ly
a 0
Ky Kcy
GFY
(
s)
2akty
1
as 0
as
GMY
(s)