极限多变行驶工况赛车转向轮附着性能提升方式的研究

摘要

大学生方程式赛车常处于弯道行驶、蛇形行驶工况，对于操控性能要求很高，因此对转向轮的侧向附着性能要求很高；轮胎属于非线性弹性体，其附着峰值存在于特定的侧偏角下，通常驾驶员判断轮胎附着峰值都是通过方向盘力矩反馈。因此提升轮胎附着性能主要从轮胎附着极限的发挥和轮胎附着条件判断两方面进行研究。
　　轮胎附着极限的发挥：依据FSAE TTC提供的轮胎数据，从轮胎选型、轮辋参数选择、转向轮倾角设置几方面进行分析，选择最佳匹配方案和参数设置；根据数据处理得到的胎温与倾角的对应关系，通过实车试验的方式，确定车辆在常用工况下的最佳车轮倾角。引入并分析了一种可变车轮倾角的悬架形式，为该悬架建立数学模型，得到车轮转角与车轮外倾角、主销后倾角之间的关系。可变车轮倾角悬架能够使轮胎在不同工况以不同的外倾角工作，从而提升轮胎的接地效果，达到充分发挥轮胎的附着极限，同时降低轮胎磨损的目的。
　　轮胎附着极限条件判断：通过改进悬架的主销参数，优化方向盘力矩特性，从而使驾驶员获得更加易于判断的力矩反馈。利用改型悬架虚拟主销的特性，可以通过修改参数控制主销参数变化，使方向盘力矩特性改变。
　　利用ADAMS软件，验证数学模型的合理性，并对改型悬架、原型悬架分别进行悬架仿真和整车仿真，获得并对照二者的相关特性，验证改型悬架是否合理可行。

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第1章 绪 论

1.1 课题的意义和目的

1.2 研究状况

1.3 赛车轮胎的特点

1.4 论文主要内容

第2章 轮胎参数对附着的影响及选择

2.1 轮胎数据介绍

2.2 数据说明

2.3 轮胎选择

2.4 本章小结

第3章 侧倾侧向力对附着性能的影响

3.1 侧倾侧向力的应用

3.2 侧倾推力产生机理

3.3 侧偏侧向力产生机理

3.4 侧倾推力与侧偏侧向力的叠加

3.5 影响侧倾推力的因素

3.6 本章小结

第4章 轮辋参数对附着的影响及选择

4.1 轮辋对轮胎附着的影响分析

4.2 考虑车轮倾角的侧向附着力对照

4.3 纵向附着力对照

4.4 综合性能分析

4.5 本章小结

第5章 车轮最佳倾角的确定

5.1 胎温与倾角的关系

5.2 车轮最佳倾角的试验确定

5.3 本章小结

第6章 改型悬架

6.1 改型悬架结构

6.2 数学模型建立

6.3 悬架特性仿真对照

6.4 整车仿真对照

6.5 本章小结

结论

参考文献

致谢