1.2.2 轮胎-道路力学模型

当车辆的牵引力超过轮胎与地面之间的附着力极限时，驱动轮将打滑。实际上，轮胎与地面的附着力有时是车辆性能的主要制约因素，这在潮湿、结冰、积雪或软土路面等低附路面上表现尤其明显。在这些情况下，作用于驱动轮的牵引转矩将使车轮在地面上产生显著的滑移。

（1）滑移率 汽车从纯滚动到抱死拖滑的过程是一个渐进的过程，经历了纯滚动、边滚边滑和纯滑动三个阶段。常用滑移率s来评价汽车车轮滑移成分所占比例的大小，在牵引状态下，其表达式为

式中 s——滑移率（%）；

u_a——车辆的行驶速度（km/h）；

r——轮胎滚动半径（m）；

ω——轮胎的角速度（rad/s）。

（2）最大牵引力 在一定的滑移率下，车辆的最大牵引力取决于附着系数。对于前轮驱动车型和后轮驱动车型，其表达式分别为

式中 F_tmax——车辆的最大牵引力（N）；

m——车辆的质量（kg）；

g——重力加速度，g=9.806m/s2；

α——路面的倾斜角（°）；

Φ（s）——附着系数，为滑移率的函数；

L——车辆轴距（m）；

L_a——车辆质心与前轴中心的距离（m）；

L_b——车辆质心与后轴中心的距离（m）；

f——滚动阻力系数；

h_g——车辆的质心高度（m）；

r——轮胎滚动半径（m）。

干燥硬实路面附着系数与滑移率的关系如图1-10所示，车辆的纵向附着系数在滑移率为15%～20%时达到峰值，此时车辆能够获得最大的牵引力。

典型路面下的附着系数峰值和滑移值见表1-3。