В динамике транспортного средства угол увода [1] или угол бокового увода [2] — это угол между направлением, в котором указывает колесо, и направлением, в котором оно фактически движется (т. е. угол между вектором скорости движения и векторной суммой скорости движения колеса и боковой скорости , как определено на изображении справа). [1] [3] Этот угол увода приводит к возникновению силы, силы поворота , которая находится в плоскости пятна контакта и перпендикулярна пересечению пятна контакта и средней плоскости колеса. [1] Эта сила поворота увеличивается приблизительно линейно в течение первых нескольких градусов угла увода, затем увеличивается нелинейно до максимума, прежде чем начать уменьшаться. [1]
Угол скольжения определяется как
Ненулевой угол скольжения возникает из-за деформации каркаса и протектора шины . При вращении шины трение между пятном контакта и дорогой приводит к тому, что отдельные «элементы» протектора (конечные участки протектора) остаются неподвижными относительно дороги. Если ввести скорость бокового скольжения u , пятно контакта будет деформировано. Когда элемент протектора входит в пятно контакта, трение между дорогой и шиной заставляет элемент протектора оставаться неподвижным, но шина продолжает двигаться вбок. Таким образом, элемент протектора будет «отклоняться» вбок. Хотя это в равной степени справедливо сформулировать как отклонение шины/колеса от неподвижного элемента протектора, принято фиксировать систему координат вокруг средней плоскости колеса.
При движении элемента протектора через пятно контакта он отклоняется дальше от средней плоскости колеса. Это отклонение приводит к возникновению угла скольжения и силы поворота . Скорость, с которой нарастает сила поворота, описывается длиной релаксации .
Соотношения между углами увода передней и задней осей (функция углов увода передних и задних шин соответственно) будут определять поведение автомобиля в заданном повороте. Если отношение передних и задних углов увода больше 1:1, автомобиль будет иметь тенденцию к недостаточной поворачиваемости , в то время как отношение меньше 1:1 приведет к избыточной поворачиваемости . [2] Фактические мгновенные углы увода зависят от многих факторов, включая состояние дорожного покрытия, но подвеска автомобиля может быть спроектирована для обеспечения определенных динамических характеристик. Основным средством регулировки развитых углов увода является изменение относительной пары крена (скорости, с которой вес переносится с внутреннего на внешнее колесо в повороте) спереди назад путем изменения относительной величины передачи боковой нагрузки спереди и сзади . Этого можно достичь путем изменения высоты центров крена или путем регулировки жесткости крена либо путем изменения подвески, либо путем добавления стабилизатора поперечной устойчивости .
Из-за асимметрии бокового скольжения по длине пятна контакта результирующая сила этого бокового скольжения возникает вдали от геометрического центра пятна контакта, на расстоянии, описываемом пневматическим следом , и, таким образом, создает крутящий момент на шине, так называемый самовыравнивающийся крутящий момент .
Существует два основных способа измерения угла увода шины: на движущемся транспортном средстве или на специальном испытательном устройстве.
Существует ряд устройств, которые можно использовать для измерения угла увода транспортного средства во время его движения; некоторые используют оптические методы, некоторые — инерциальные методы, некоторые — GPS , а некоторые — и GPS, и инерциальные методы.
Были разработаны различные испытательные машины для измерения угла скольжения в контролируемой среде. Машина для испытания шин мотоциклов находится в Университете Падуи . Она использует диск диаметром 3 метра, который вращается под шиной, удерживаемой под фиксированным углом поворота и развала, до 54 градусов. Датчики измеряют создаваемую силу и момент, и вносится поправка для учета кривизны трассы. [2] Другие устройства используют внутреннюю или внешнюю поверхность вращающихся барабанов, скользящих досок, конвейерных лент или прицепа, который прижимает испытательную шину к фактической поверхности дороги. [1]
