Slippvinkel (kjøretøydynamikk)

Innen kjøretøydynamikk er slippvinkelen vinkelen mellom retningen et hjul peker og retningen det faktisk reiser. Den resulterer i en sving-kraft som er i planet av kontaktflaten og vinkelrett på skjæringspunktet mellom kontaktflaten og midplanet til hjulet. Svingkraften øker tilnærmet lineært for de par første gradene med slipp, men øker deretter ulineært til et maksima før den begynner å avta.

Avbøyning av slitebane, med vektorer for hastighet (v_x), sideslipphastighet (v_y) og slippvinkel (α)

Graf over slippvinkel mot krefter i sving

Et koordinatsystem brukt til dekkanalyse av Pacejka og Cossalter: Origo er i skjæringspunktet mellom tre plan; hjulets midtplan, bakkeplanet og et vertikalt plan på linje med akslingen (ikke avbildet). x-aksen er i grunnplanet og midtplanet, og er orientert forover omtrent i kjøreretningen. y-aksen er også i bakkeplanet og er rotert 90º med klokken fra x-aksen sett ovenfra. z-aksen står normalt på grunnplanet og nedover fra origo. Slippvinkelen $\alpha$ og cambervinkelen $\gamma$ er også vist.

Beskrivelse

Matematisk kan det beskrives som forskjellen mellom fartsvektoren $v_{x}$ fremover og vektorsummen av hjulets hastighet fremover $v_{x}$ og sidelengs $v_{y}$, som definert i bildet til høyre.

Slippvinkelen $\alpha$ er definert som

$\alpha \triangleq -\arctan \left({\frac {v_{y}}{|v_{x}|}}\right)$

Årsaker

Slippvinkler ulikt fra null oppstår på grunn av deformasjon i dekk. Når dekket roterer vil friksjonen mellom kontaktflaten og veien resultere i at individuelle deler av slitebanen foblir stasjonære med hensyn til vinkelen mot veien. Hvis en sideslipp-hastighet u introduseres vil kontaktflaten deformeres. Når en del av slitebanen går i kontaktflaten vil friksjonen mellom veien og dekket føre til at slitebaneelement forblir stasjonært, men hjulet vil likevel fortsette å bevege seg sideveis. Dermed vil dekket vris sidelengs. Mens det er ekvalient å si at hjulet vris sidelengs i forhold til dekkets kontaktflate så er konvensjonen å bruke et koordinatsystem festet i midtplanet til hjulet.

Effekter

Forhold mellom slippvinklene på for- og bakhjulene vil bestemme kjøretøyets oppførsel i en gitt sving. Dersom forholdet mellom fremre og bakre slippvinkler er større enn 1:1 har bilen en tendens til å understyre, mens med forhold mindre enn 1:1 har bilen en tendens til å overstyre. Den momentane slippvinkelen avhenger av mange faktorer, inkludert underlaget, men opphenget til en bil kan utformes for å fremme bestemte dynamiske kjøreegenskaper.

En viktig måteå justere utviklingen av slippvinkler er å endre den relative rulleparet (engelsk: roll couple, som påvirker hastigheten til vektoverføringen fra hjulene på innsiden til utsiden i en sving) foran og bak ved å variere den relative mengden av fremre og bakre laterale vektoverføring. Dette kan oppnås ved å endre høyden på rullesenteret eller ved å justere rullestivheten ved å justere hjuloppheng eller krengningsstabilisator.

På grunn av asymmetrier i slipp langs kontaktflatens lengde vil den resulterende kraften som oppstår peke bort fra det geometriske senteret av kontaktflaten, en avstand som kalles pneumatisk slipp og slik skaper et dreiemoment på dekket, et såkalt selvopprettende dreiemoment.

Se også

• Bremsing i sving