汽车侧滑检测的结构、原理、使用及维护

    为保证汽车转向车轮无横向滑移的直线滚动_要求车轮外倾角和车轮前束有适当配合_当车轮前束值与车轮外倾角匹配不当时_车轮就可能在直线行驶过程中不作纯滚动_产生侧向滑移现象.当这种滑移现象过于严重时_将破坏车轮的附着条件_丧失定向行驶能力_引发交通事故并导致轮胎的异常磨损.侧向滑移量的大小与方向可用汽车车轮侧滑检验台来检测.
    《机动车运行安全技术条件》规定：汽车转向轮的横向滑移量_用汽车侧滑台检测时侧滑量应不大于5m/km.　
    侧滑是指由于前束与车轮外倾角配合不当_在汽车行驶过程中_车轮与地面之间产生一种相互作用力_这种作用力垂直于汽车行驶方向_使轮胎处于边滚边滑的状态_它使汽车的操纵稳定性变差_增加油耗和加速轮胎的磨损.
    如果让汽车驶过可以在横向自由滑动的滑板_由于存在上述作用力_将使滑板产生侧向滑动.检验汽车的侧滑量_可以判断汽车前轮前束和外倾这两个参数配合是否恰当_而并不测量这两个参数的具体数值.TOP
    一、“正前束引起正侧滑_正外倾引起负侧滑”.
    转向轮正前束的作用正好与正外倾的作用相反.当转向轮具有正前束_汽车向前行进时_两前轮具有向内收缩靠拢的趋势;转向轮具有正外倾_轮胎相当于圆锥的一部分_向前滚动时将有向外张开的趋势.理想的情况是转向轮向外的张力与向内收拢的作用力互相抵消_保持车轮直线行驶.假定将两个只有前束而没有外倾的车轮用一根可以自由伸缩的轴连接起来_车轮向前滚动一段距离以后_由于前束的作用_两只车轮将向里收拢_互相靠近.但实际上汽车的前轴是不可能缩短的.如果将两前轮放在可以横向自由滑动的滑板上_由于作用与反作用的原理_滑板将会向外滑动.
    在侧滑试验台上_滑板向外滑动的数值记为“+”(进口设备记为“IN”)_向内滑动记为“-”(进口设备记为“OUT”).我们说“正前束引起正侧滑”的意思是_当前束的作用大于车轮外倾的作用时_产生的作用力使滑板向外滑动_仪表显示数值的符号为“十”当车轮外倾的作用大于前束的作用时_滑板向内滑动_显示数值的符号为“-”.记住这句话_根据仪表上显示数值的正负号_即可知道如何调整前束.
   侧滑是两个参数匹配的结果_因而两参数都合格时_侧滑合格；但反之_当侧滑合格时_并不一定能保证两参数是合格的.TOP
    二、影响侧滑量的因素.
    ①当车轮外倾角一定时_改变前束值就会导致侧向力及侧滑量成正比的变化.因此当侧滑量超标时_一般情况下调整前束就能使侧滑量合格.但也有特殊情况_当汽车前部因碰撞变形时_会导致左右轴距不相等或使前轮定位角发生较大的变化_这时会出现这样的现象:汽车侧滑不合格时_驾驶员感觉转向盘还能掌握；当采用调整前束的方法使侧滑合格以后_反而觉得汽车的转向盘掌握不了_汽车无法驾驶.遇到这种情况_应首先测量前束值_看是否在原厂规定的范围内_如超出原厂规定的范围较多_应将其调回原厂规定的范围内_再检查左右两侧轴距是否一致、前轮定位的其他三个参数是否符合要求.侧滑不合格不能一味用改变前束的办法去调整.
    ②汽车轮毂轴承间隙过大_左右松紧度不一致;转向节主销与衬套磨损_或转向节臂松动;左右轮胎气压不等_花纹不一致_轮胎磨损过甚以至严重偏磨横、直拉杆球头松旷_左右悬架性能不等_前后轴不平行_都会影响侧滑量.在检验侧滑以前_应首先消除这些因素.当检验车辆的侧滑不合格时_应注意在这些方面查找原因.
    ③汽车通过侧滑板时的速度_规定为3-4km/h_一般人快步行走的速度可达到6km/h.3-4km/h的速度只相当于一般人中速行走的速度.在检验侧滑时_有的驾驶员不自觉地将车速开快了_由于冲击的作用_滑板产生的侧滑量会显著增加.
    ④轮胎气压不符合规定_轮胎上有水、油或花纹中嵌有小石子_都会影响轮胎与滑板之间的作用力_也就影响侧滑量.TOP
    三、汽车前轮侧滑量对汽车使用性能的影响. 对汽车行驶阻力、加速性能和燃料经济性的影响.
    汽车前轮侧滑量过大会使汽车的行驶阻力增加_对汽车的动力性、燃料经济性及制动性能均有不利影响.由某一车型的试验可知_前轮侧滑量为5.2m/km与前轮侧滑量为0.2m/km相比_其滚动阻力增加了约30%_加速性能降低了约7.5%_等速行驶燃料消耗量增加了5%左右.TOP 对直线行驶性的影响.
    汽车前轮侧滑量增大_对汽车的直线行驶性干扰很大.以CA10B和EQ1090E两种车型所做的试验表明_前轮侧滑量每增大1m/km_CA10B汽车直线行驶偏移量增加(34-36)cm/l00m_EQ1090E汽车增加(12-23)cm/l00m.TOP 对轮胎磨损的影响.
    汽车前轮侧滑量增大使轮胎磨损加剧_同时还会引起偏磨_导致轮胎使用寿命下降.有资料介绍_EQ1090E汽车的前轮侧滑量从1m/km增加到5 m/km/轮胎磨损增加140%.
    另外_前轮侧滑量过大_直接影响汽车的操纵稳定性_表现为高速时方向发抖、发飘.一辆新换轮胎的TJ6320汽车_行驶约400km_前轮就磨出了帘布层_驾驶员反映方向发抖、发飘_且油耗增加了许多.经检查_侧滑量大于10 m/km_将前轮侧滑调整为1m/km后_汽车性能良好_轮胎磨损正常.TOP
   目前国内在用的大多数侧滑试验台均是滑板式_检测时使汽车前轮在滑板上通过_在左右方向位移量的方法来检验侧滑量.滑板式侧滑台按其结构形式可分为单滑板式和双滑板式两种_双滑板式侧滑试验台都是双板联动的.还有一种国外进口的检测前轮外倾角和前束配合情况的试验台是滚筒式的.检测时_前轮放在滚筒上_由模拟路面的滚筒来驱动.同时有三个小滚子紧贴轮胎_小滚子可以在互相垂直的两个方向上自由摆动_由小滚子的支座来测量侧向力.这种试验台可以边检测边调整_但结构复杂、造价高.国内也研制成一种QCT-1型从动滚筒检测式前轮侧滑调整台_检测时_也是将两前轮放在四个滚筒上_由电机带动的后滚筒驱动车轮转动_模拟汽车行驶状态.两前滚筒是从动的_而且在横向可以自由滑动_因为支撑两前滚筒的轴承座固定在两块可以左右自由滑动的滑板上_由此可以检测出前轮侧滑量.这里只重点介绍一下侧滑试验台.
    双板联动式侧滑试验台的结构如图 1所示_由机械部分、侧滑量检测装置、侧滑量定量指示装置和侧滑量定性显示装置等几部分组成.

    机械部分包括：左右滑动板、双摇臂杠杆机构、回位装置、导向和限位装置等.由于侧滑试验台的规格不同_滑板的纵向长度有500mm、800mm和1000mm三种. 当仪表显示侧滑量为5 m/km时_对应于这三种滑板的位移量分别是2.5mm、4mm和5mm.双滑板联动式侧滑试验台左右两块滑板的移动量是相等的_同时向外或同时向内.在其中一块滑板上装有位移传感器_将位移量变成电信号送给侧滑量显示装置.位移传感器有电位计、差动变压器和自整角电机三种形式.TOP
   2、侧滑量检测装置.
    侧滑由左右两块滑板、杠杆联动机构和位移传感器等组成.该装置把车轮的侧滑量检测出来_并传递给侧滑量指示装置.
    侧滑板表面作成凸凹不平的花纹形状_以增大附着力_减少车轮与滑板之间可能产生的滑移.滑板下面有滚轮_滚轮在滑道中可以左右自由滑动.滚轮和滑道应定期进行润滑和保养_以减少滑板运动的阻力_提高检测精度.当车轮驶离滑板后_滑板在回位弹簧的作用下恢复到原来的位置.
    电位计式的测量装置安装在图 2所示的位置上.将滑动板的移动量变为电位计触点的位移_从而引起电压量的变化_并传递给指示装置.
    电位计式测量装置的电路原理如图 3所示_在电位计两端加上一定的电压_当电位计的滑动触点随滑动板移动时_触点的输出电压与位移量成正比_通过指示计可指示出对应于滑动板的位移量.
    差动变压器式测量装置的位移传感器安装在图 4所示的位置上_由滑动板带动位移传感器的拨杆位移_传感器输出与位移量成正比的电压量_并传递给指示装置.
差动变压器式的位移传感器的结构及工作原理如图 5所示.
    差动变压器是将被测信号的变化转换成线圈互感系数变化的传感器_它的结构如同一个变压器_由初级线圈、次级线圈、铁芯等几部分组成_如图 5所示.
    在初级线圈接入电源U1后_次级线圈即感应输出电压U2_滑动板移动时引起铁芯的移动_从而引起线圈互感系数的变化_此时的输出电压随之作相应的变化.它的特点是结构简单、灵敏度高、测量范围大及使用寿命长.TOP .
    以前生产的侧滑试验台的指示装置有指针式的.目前_国产的侧滑试验台全部用数码管显示或液晶显示_并有峰值保留功能.在仪表的线路板上安装有电位计_标定时用于调整.有些侧滑试验台还可以打印检测结果.
    数字式侧滑仪用数字显示侧滑量值_用“+”、“-”号表示侧滑方向.数字式侧滑仪测量电路原理如图 6所示_由电位计式位移传感器W1输出滑动板位移的电压量_在由运算放大器OP将传感器输出的电压量放大到模数转换器A/D能够满量程转换的电压值.电位计W2上提供相对零点参考电压UR=2.5V_当滑板无位移时_放大器OP输出2.5V_当两滑板分离时_OP输出的电压小于2.5V_在滑板到达极限位置时_OP输出为OV；反之_当两滑板合拢时_OP输出大于2.5V_待滑板位于极限位置时_OP输出为5V.这样_确保A/D转换器的模拟量输入电压始终在0-5V内变化.A/D转换器将输入的侧滑模拟电压量转换成数字量_并送入单片机8031进行运算处理_单片机根据预先固化在用户程序存贮器内的测试程序、运算测量结果、判别侧滑方向、定性判断合格与否、输出测试结果和判定结果.
    智能型侧滑检测仪的工作框图如图 7所示.数字图形显示方式的指示装置能够及时记录侧滑量数值的大小_并能将数据进行锁存_以保证车轮驶离侧滑台后_操作人员能读取侧滑量的显示值.当后轮通过或前轮后退通过滑极时_自动清零复位_准备下次侧量.从这一点来看_它要优越于指针式和常用？.？.理框图来说明自动记录数据、锁存、自动清零和自动诊断车轮定位故障的工作原理.
   现就该框图说明如下:位移传感器采用0.2级高精度FX-80型直流差动变压器式的位移传感器_该传感器把位移量转换成电压信号送入滤波放大器_在此滤掉信号在传输过程中受到的干扰杂波_并按A/D转换器输入电压量程的要求进行放大_放大后的信号电压分为两路_一路送入V/I转换器_将电压信号转换为电流信号_驱动双向摆动式指针仪表_指示侧滑量的大小及方向_以上是常见进口或部分国产侧滑仪的工作原理.另一路将电压信号送入3位半A/D转换器_A/D转换器将电压信号转换成3位半的8421码的数字量_并以逐位动态扫描方式输出.然后经过归零控制器送入译码、锁存驱动器_再由大型数码管显示侧滑量的数值.当汽车车轮前进时在离开滑动板的瞬间_红外线光电开关发出信号_汽车进退识别器接到此信号后_作出识别判断_送出指令停止A/D的转换_并锁存已转换的数据_保持该数据显示在屏幕上_以便操作人员读取数据.汽车在后退时也采集数据_以便与前进时侧滑量一起分析_车轮在台板上一进一退的过程中_仪表用图形和文字方式指示出车轮定位故障的主要原因的诊断结果_并延时后清零.
    4、侧滑量的定性显示装置.
    在检测侧滑量时_为了便于快速显示检测结果是否合格_当侧滑量超过规定值时_侧滑量定性显示装置用蜂鸣器或信号灯以声、光信号同时报警_以引起检测人员注意.TOP
    这里以右前轮为例_先讨论只存在车轮外倾角(前束为零)的情况.具有外倾角的车轮_其中心线的延长线必定与地面在一定距离处有一个交点O_此时的车轮相当于一圆锥体的一部分如图 9所示_在车轮向前或向后运动时_其运动形式均类似于滚锥.
    从图 9可以看出_具有外倾的车轮在滑动板上滚动时_车轮有向外侧滚动的趋势_由于受到车桥的约束_车轮不可能向外移动_从而通过车轮与滑动板间的附着作用带动滑动板向内运动_运动方向如图 9所示.此时滑动板向内移动的位移量记为Sa(即由外倾角所引起的侧滑分量).按照约定_具有外倾的车轮_由于其类似于滚锥的运动情况_因而无论其前还是后退时所引起的侧滑分量均为正.反之_内倾车轮引起的侧滑分量为负.TOP
    这里仅讨论车轮只存在前束角_而外倾角为零时的情况_前束是为了消除具有外倾角的车轮类似于滚锥运动所带来的不良后果而设计的.
    具有前束的车轮在前进时_由于车轮有向内滚动的趋势_但因受到车桥的约束作用_在实际前进驶过侧滑台时_车轮不可能向内侧滚动_从而会通过车轮与滑动板间的附着作用带动滑动板向外侧运动.？.？.面有侧向移动_其运动方向如图 10所示_此时测得的滑动板的横向位移量记为St（即由前束所引起的侧滑分量).遵照约定_前进时_由车轮前束引起的侧滑分量St小于或等于零.反之_汽车前进时_由车轮前张(负前束)引起的侧滑分量St大于或等于零.
    当具有前束的车轮后退时_若在无任何约束的情况下_车轮必定向外侧滚动_但因受到车桥的约束作用_虽然其存在着向外滚动的趋势_但不可能向外侧滚动_从而会通过其与滑动板间的附着作用带动滑动板向内侧移动_其运动方向如图 9所示.
    此时测得滑动板向内的位移量记为St_遵照约定_仅具有前束角的车轮在后退时_通过侧滑台所引起的侧滑分量St大于或等于零.反之_仅具有前张角的车轮在后退时_通过侧滑台所引起的侧滑分量St小子或等于零.
    综上可知_仅具有前束的车轮_在前进时驶过侧滑台时所引起的侧滑分量为负值_在后退时驶过侧滑台所引起的侧滑分量为正值.反之_仅具有前张的车轮_在前进时驶过侧滑台时所引起的侧滑分量为正值_在后退时驶过侧滑台所引起的侧滑分量为负值.TOP
    汽车转向轮同时具有外倾角和前束角_在前进时由外倾所引起的侧滑分量Sa与由前束所引起的侧滑分量St的方向相反_因而两者相互抵消.在后退时两者方向相同_两分量相互叠加.在外倾角及前束值不大的情况下_可以认为Sa和St在前进和后退的过程中_侧滑分量数值不变.设车轮在前进时通过侧滑台所产生的侧滑量为A_在后退时的侧滑量为B_则可得到下述结论(在遵循上述对侧滑量的符号约定的条件下)：
     B大于或等于零_且B大于或等于A的绝对值.
    (1)若前进时的侧滑量A大于一定的正数_后退时的侧滑量B大于另一正数_则侧滑量主要是由外倾所引起的.
    (2)前进时的侧滑量A小于一定的负数_后退时的侧滑量B大于某一正数_则侧滑量主要由前束所引起.
    前束所引起的侧滑量St=(B-A)/2.
    遵循上述分析与讨论的方法_我们可以得到其余三种配合情况下侧滑台板的运动规律_从车轮外倾、车轮内倾、车轮前束和前张四个因素中判断出是哪个因素主要引起车轮侧滑的故障.因此_可有效地指导维修人员调整车轮前束及车轮外倾角.TOP
    不同类型的侧滑试验台_其使用方法也有所不同_须按使用说明书的规定进行.一般使用方法如下：
    (1)在不通电的情况下_检查仪表指针是否指在零位上；接通电源_晃动滑动板_待滑动板停止后_查看指针是否仍在零位或数据显示仪表上的侧滑量数值是否为零.如发现失准_对于指针式仪表_可以用零点调整电位计或游丝零点调整钮将仪表校零；对于数显式仪表_可按下校准键_调节调零电阻_使侧滑量显示值为零_或按复位键清零.
    (2)检查侧滑台及周围场地有无机油、石子、泥污等杂物_并清除干净.
    (3)检查各种导线有无因损伤而造成接触不良的部位_必要时应进行修理或更换.
    (4)待检测车轮胎气压应符合各自的规定值(出厂标准).
    (5)检查并清除轮胎上的油污、水渍和嵌入的石子、杂物等.TOP
    (1)松开滑动板的锁止于柄_接通电源.
    (2)汽车以3-5km/h的低速垂直地使被测车轮通过滑动板.速度过高会因台板的惯性力和仪表的动态响应迟滞而影响测量精度.速度过低也会引起失真误差.在汽车通过侧滑板时严禁转向和制动.
    (3)当被测车轮从滑动板上完全通过时_察看指示仪表_读取最大值_注意记下滑动板的运动方向_即区别滑动板是向内还是向外滑动.(进行记录时_应注意数值的正负号_遵循如下约定:滑动板向外侧滑动_侧滑量记为负值_表示车轮向内侧滑动(即IN）；滑动板向内侧滑动_侧滑ign=justify>    (4)检测结束后_锁止滑动板_切断电源.TOP
    (1)不允许超过容许吨位的汽车驶入侧滑台_以防压坏或损伤易损机件.
    (2)不允许汽车在侧滑台上转向或制动_因为会影响测量精度和检验台的使用寿命.
    (3)前驱动的汽车在测试时_不应该突然加油、收油或踏离合器_这样会改变前轮受力状态和定位角_造成测量误差.
    (4)不允许在试验台上停放任何车辆.
    (5)注意经常保持试验台内外的清洁.TOP
    (1)试验台不使用时_一定要锁止滑动板_以防止受到外界因素(人或汽车等)引起的经常晃动而损坏测量机件.
    (2)保持试验台表面及周围环境清洁_及时清除泥、水和垃圾_以防止它们浸入侧滑台.
    (3)侧滑台上不要停放车辆或堆放杂物_防止滑动板及测量机件变形或损坏.
    (4)每使用1个月_应重点检查测量装置、蜂鸣器或信号灯在侧滑量超过规定值时能否及时报警或给出侧滑量不合格的信息.若蜂鸣器、信号灯或限位开关工作状况不良时_应给予及时调整或更换.
    (5)使用3个月_除作上述保养作业外_还需检查测量装置的杠杆机构指针和回位装置及联动装置等动作是否灵便.如动作不灵活或有迟滞_应及时进行清洁和润滑工作_必要时需进行修理或更换有关零件.
    (6)使用6个月后_除进行第5项保养作业外_还需要拆下滑动板_检查滑动板下的滚轮及导轨_检查各部位有无脏污、变形、松动、锈蚀、磨损等情况_并进行清洁、紧固和润滑工作.对磨损严重的零部件应酌情更换.
    (7)使用一年后_除进行第6项保养作业外_还须接受有关部门的检定以确保测试精度.TOP
    汽车侧滑台长期使用后_由于零部件磨损变形等会造成测试精度下降_为此需定期（一年或半年)进行检定和调整_以保证测试工作的可靠性.TOP
    侧滑台的检定需按照国家标准《汽车安全检测设备–双滑板式侧滑试验台检定技术条件》(GB11798.1一89)的有关规定进行.
    通过对侧滑台的检定_往往会发现示值超差_造成超差的原因基本有两个方面：一是机械方面的原因_主要是滑动板及联动机构等机械构件在制造过程中存在隐蔽缺陷_以及长期使用后机件磨损_间隙增大所致.二是电气方面的原因_测试仪表内的电子器件日久老化_或使用过程中的操作不慎而造成零点漂移或阻值变化_或部分元件损坏所致.出现超差后的调整方法如下：
    (l)调整仪表零点.侧滑台显示仪表依据仪表类型可分为两种调整零点形式：
    ①电零位调整：利用仪表上的零点调整电位器_改变电阻值的大小进行调整.
    ②机械零位调整:当电零位调整仍无法将仪表指针调零时_可通过机械的方法调整.如改变传感器的安装位置、改变滑臂转动角度（对于旋转电位器)或调整回位弹簧预紧力(对机械指针式显示仪表)等.
    (2)调整示值超差.当侧滑台左右滑动板的示值偏大或偏小时_可通过仪表板上增益电位器进行调整.有些侧滑台的仪表板上设有两只调整增益用的电位器_对滑动板的向外(IN)和向内(OUT)可分别进行调整.在检定中常可发现_由于联动机构间隙过大或轴承松旷_可造成仪表示值超差.在此情况下_应注意恢复机构配合间隙.如适当增加调整垫片或对轴承座圈进行镀铬修复等_以及改变调整螺母的松紧度以消除间隙_必要时也可更换磨损严重的轴承等易损件.
    (3)调整报警判定点超差.由于报警点规定在5m/km点_因此报警判定点超差必然是5m/km点示值误差超差所致.有些？.？.调整.当无此电位器调整点时_可单用机械调整方法来解决.如调整滑动板下面的机械行程开关进行调节.对于数字式仪表勿须调整_由示值精度予以保证.
    (4)调整动作力超差.滑动板动作力超差时_可以通过调整回位弹簧预紧力解决_必要时甚至可更换回位弹簧.在测定滑动板动作力时_常可发现在滑动板移动过程中_动作力不均匀_当滑动板移到某一点时_动作力突然增加_造成动作力超差.其主要原因是滑动板卡滞所致.应注意检查滑动板有无弯曲变形、下滑板导轨不平_上下滑动板间润滑不良或有脏污物造成移动阻力等.机体变形应进行调平校正_并进行彻底清洗和润滑作业.