힘의 원

Circle of forces
힘의 원

힘의 원, 트랙션 원, 마찰 [1]원 또는 마찰 타원은[2][3][4] 차량의 타이어와 노면 사이의 동적 상호 작용을 생각할 수 있는 유용한 방법입니다.아래 다이어그램은 노면이 x-y 평면에 위치하도록 위에서부터의 타이어를 보여줍니다.타이어가 부착된 차량이 양의 y 방향으로 이동하고 있습니다.

이 예에서는 차량이 우측으로 코너링합니다(즉, 양수 x 방향이 코너의 중심을 가리킴).타이어의 회전면은 타이어가 움직이는 실제 방향(양수 y 방향)에 대한 각도에 있습니다.달리 말하면, 타이어는 단순히 가리키는 방향으로 "롤링"하는 것이 아니라(이 경우, 양의 y 방향에서 오른쪽으로)" 대신, 양의 y 방향으로 "전진" 운동을 유지하기 위해 가리키는 방향과 다른 방향으로 "슬립"해야 한다.타이어가 "지점"하는 방향(회전면)과 타이어의 실제 이동 방향의 차이는 슬립 각도이다.

타이어는 미끄러짐 메커니즘에 의해 노면과 만나는 수평력을 발생시킬 수 있습니다.그 힘은 벡터 F로 도표에 나타나 있다.이 예에서 F는 타이어 평면에 수직이다.차량의 브레이크나 드라이브 트레인이 타이어에 토크를 가하지 않고 자유롭게 회전하기 때문입니다.하지만 항상 그렇지는 않다.

F의 크기는 점선된 원에 의해 제한되지만 점선된 원을 넘어 [3]확장되지 않는 성분x F와y F의 조합일 수 있습니다(실제 타이어의 경우 원은 x축보다 약간 긴 타원에 가까울 수 있습니다).

이 예에서 타이어는 다른 타이어의 유사한 힘과 함께 서스펜션 시스템을 통해 차량의 섀시로 전달될 때 차량이 우측으로 회전하는 x 방향(Fx)의 힘의 구성 요소를 생성합니다.음의 y 방향(Fy)에도 작은 힘의 구성요소가 있다는 점에 유의하십시오.이는 다른 힘으로 대항하지 않을 경우 차량을 감속시키는 드래그를 나타냅니다.이러한 종류의 드래그는 타이어가 횡력을 발생시키는 슬립 메커니즘의 불가피한 결과입니다.

힘의 원의 직경, 따라서 타이어가 생성할 수 있는 최대 수평 힘은 타이어의 설계와 상태(예: 나이와 온도), 노면의 품질 및 타이어에 대한 수직 하중을 포함한 많은 요소에 따라 달라집니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Pacejka, Hans B. (2006). Tire and Vehicle Dynamics (2nd ed.). Society of Automotive Engineers, Inc. pp. 5. ISBN 0-7680-1702-5. The total horizontal frictional force F cannot exceed the maximum value (radius of the 'friction circle').
  2. ^ Cossalter, Vittore (2006). Motorcycle Dynamics (Second ed.). Lulu.com. p. 64. ISBN 978-1-4303-0861-4.
  3. ^ a b Foale, Tony (2006). Motorcycle Handling and Chassis Design (Second ed.). Tony Foale Designs. pp. 2–29. ISBN 978-84-933286-3-4. A much used graphical aid to understanding how corning and traction (braking and driving) forces combine is the so called "friction ellipse".
  4. ^ Wong, Jo Yung (2008). Theory of ground vehicles (Second ed.). Wiley. pp. 52–53. ISBN 978-0-470-17038-0.