1、轮胎坐标系
在之前的文章中，介绍了汽车中常用的坐标系，包括轮胎坐标系。
2、侧偏现象
如果轮胎是一个刚体，那么使用这样一个坐标系就能描述轮胎的状态，一切事情都会变得很简单。但是实际上轮胎是由橡胶做成的，它和弹簧一样，在受力情况下会发生形变。
举个例子。
当轮胎是刚体时，无侧偏现象，轮胎受到一个侧向力F，只要地面给轮胎的侧向摩擦力极限（附着极限）大于侧向力F，那么轮胎的速度方向就会沿着轮胎的方向，这种情况固然很完美。但是，实际情况并没有这么简单，轮胎在受到侧向力F时，在地面摩擦力的拉动下，会发生形变，即有侧偏现象，那么这时，轮胎的速度方向并不会沿着轮胎方向，而是会和轮胎方向成一个夹角，我们把这种现象叫做侧偏现象，这个夹角叫做侧偏角。
当然，如果附着极限小于侧向力F，那么轮胎除了速度v外，还有一个侧向的速度v1，轮胎的速度是v和v1的合成。
该图取自汽车理论书。
3、侧偏特性
侧偏特性是指侧偏力、回正力矩和侧偏角之间的关系。
3.1 侧偏力和侧偏角
该图取自汽车理论书。
车轮受到三个力，x方向的地面切向反作用力，y方向的地面侧向反作用力（侧偏力），z方向的地面法向反作用力。
车轮受到三个力矩，绕x轴的翻转力矩，绕y轴的驱动力矩和制动力矩，绕z轴的回正力矩。
有两个重要的角度，侧偏角和外倾角。
侧偏角是车轮的实际行驶方向和车轮平面之间的夹角，图中车轮平面在xoz平面内。
外倾角是车轮平面和xoz平面的夹角，所谓外倾就是向外倾斜，所以按照图中的画法，该车轮一定是右轮，因为车轮只存在外倾，没有内倾。
力的正负判断？力的方向与x y z轴的正方向相同，即为正的力，否则就是负的力。
力矩的正负判断？眼睛从x y z轴的正方向看向负方向，即箭头刺向眼睛方向，如果力矩是逆时针的，那么就是正的力矩，否则就是负的力矩。
角的正负判断？如图，右手法则，以侧偏角为例，拇指指向z轴正方向，角度为正。
图中所有的力、力矩、角度都是正的，实际情况并不是这样的。
下面解释一下。
首先提出一个非常重要的概念：侧偏刚度。
侧偏刚度：反应轮胎的软硬度，一定是负值。
侧偏刚度=侧偏力/侧偏角，所以侧偏力和侧偏角只能一正一负，不可能同时为正。
如图，当轮胎受到正的侧偏力FY时，车轮行驶方向与轮胎阴影部分偏离方向相反，侧偏角是负的。
在侧偏角较小时，侧偏力和侧偏角近似成正比例关系；侧偏角比较大时，就没有这种关系了。
当然，侧偏刚度不仅和侧偏角有关，还和轮胎胎压，法向载荷等相关。
3.2 回正力矩和侧偏角
车轮发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕z轴的力矩，该力矩称为回正力矩。
回正力矩是使车轮恢复到直线行驶位置的主要力矩之一， 是由接地面内分布的微侧向反力产生的。
如图a)，cc线为轮胎不变形情况下的中轴线。aa线为轮胎的接地线，由于受到侧偏力，轮胎发生了形变，aa线较cc线偏右。
图a)为车轮静止情况，这时aa//cc，轮胎接地线前后各部分受力均相等，其合力侧偏力位于正中间，回正力矩为零。
图b)为车轮滚动的情况，这时aa会旋转一定角度，这个角度为侧偏角。这时会发现，轮胎接地线后端离车轮平面远，其侧向变形大，因此受到的侧向力大；接地线前端离车轮平面近，其侧向变形小，因此受到的侧向力小。所以侧偏力会向后端偏离距离e，e称为轮胎拖距，这时就会形成回正力矩，大小为FY*e。
图c)，侧偏力增大，接地线后端的一部分会率先达到附着极限，也就是该微处的侧向力达到最大。随着侧偏力的不断增大，达到附着极限的范围会从后端不断扩展到前端，直到所有地方都达到附着极限。回正力矩会先增大会减小，直至为0。
回正力矩为0后，侧偏角再增大，回正力矩会变为负值。这种现象我不能理解，回正力矩不应该最多就减小为0吗？怎么会由正值变为负值呢？（需要注意的是，在5-16中侧偏角是正的，而在上面两张图中侧偏角是负的。）
以下是我请教老师后得到的解答。
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