汽车侧滑检测.docx

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汽车侧滑检测

3.1汽车车轮侧滑检验台的结构与工作原理

3.1.1汽车车轮侧滑检验台的结构

侧滑台是使汽车在滑动板上驶过时，用测量滑动板左右移动量的方法来测量车轮滑移量的大小和方向，并判断是否合格的一种检测设备。

侧滑台分单板式侧滑台和双板式侧滑台。

3.1.1.1双板联动式侧滑台的结构

双板联动式侧滑检验台的结构如图3－1所示，由机械部分、测量装置、指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。

滑动板长度有500mm、800mm和1000mm三种，滑动板越长精度越高。

滑动板通过滚轮、轨道和两板间的杠杆机构进行左右等量的相对运动。

现在大多数侧滑台的测量装置有两种，一种是电位计式，另一种是差动变压式。

图3－1双板联动式侧滑检验台结构

电位计式的测量装置安装在图3－2所示的位置。

将滑动板的移到量变为电位计触点的位移，从而引起电压量的变化，并传给指示装置。

图3－2电位计式测量装置

电位计式测量装置的电路原理如图－3所示，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到时，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如图－4所示的位置上，由滑动板带动位移传感器的拨杆产生位移，传感器输出与位移量成正比的电压量，并传递给指示装置。

图3－3 电位计式测量装置的电路原理

图3－4差动变压器式测量装置

  差动变压器式的位移传感器的结构及工作原理如图3－5所示。

差动变压器是将测量信号的变化转化成线性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3－5所示所示。

在初级线圈接入电源U后，次级线圈即感应输出电压U，滑动板移到时引起铁芯的移到，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。

图3－5差动变压器式位移传感器

    常用的指示装置有指针和数字显示两种。

指针式指示仪表如图3－6所示，该仪表把从测量装置传递的滑动板位移量，按汽车每行驶1km侧滑1m定为一格刻度指示。

因此，滑动板长度为1m时，单边滑动1mm时指示一格2刻度（侧滑量单位为m/km）；滑动板长度为0.5m时0.5mm指示一格刻度。

图3－6指针式指示装置

遵照汽车侧滑台的检测标准，常常在指针指示装置的仪表盘上将侧滑量示值分为三个区域：

侧滑量0～3m/km（IN或OUT）为合格区域或GOOD区域，标记为绿色；3m/km<侧滑量

5m/km（IN或OUT）为警示区域或FIRE区域，标记为黄色；侧滑量>5~10m/km（IN或OUT）为不合格区域或BAD区域，标记为红色，当指针到达这一区域时并伴有蜂鸣声报警。

智能型侧滑仪的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，并能够将数据进行锁存，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板时，自动清零复位，准备下次测量。

从这一点来看，它要优越于指针式和常用数字式侧滑仪表。

3.1.1.2单板式侧滑台的结构

    便携式单板侧滑试验台，其结构如图3－7所示。

在上下滑动板之间装有滚棒，从而可以使得滑动板沿横向（左右方向）自由滑动，但纵向不能移到，当被测车轮从上滑动板上通过时，车轮的侧滑通过轮胎与上滑动板间的附着作用传递给上滑动板，使上滑动板左右横向滑动（关于上滑动板滑动的原因同双板联动式侧滑试验台的侧滑板滑动原因相同），通过杠杆机构带动指示偏转，从而在刻度尺上显出侧滑量的大小和方向，为了防止滚动棒滑出上下板之外，在两板间设有滚棒和导轨。

当车轮通过上滑板后，在回位弹簧的作用下，上滑板重新回位。

图3－7 便携式单板侧滑试验台

另外一种单板式侧滑试验台是固定在面上使用，其结构主要特点是在上下滑板之间装有位移传感器，其工作原理同前面双板联动式侧滑台的一致。

由于这种试验台结构简单、磨损件少、工作可靠，单板式侧滑试验台及其显示仪表部分结构外观如图3－8所示。

图3－8单板侧滑试验台仪表

3.1.1.3       侧向力与侧滑量双功能检验台结构

侧滑台是用来检验车轮外倾角和车轮前束匹配状况是否良好的一种检测设备。

但由于侧向力与侧滑量双功能检验台结构滑动板的横向移到会释放积蓄在左右轮胎与地面间的横向作用力和能量，与实际行车状况不符，为更准确地测出轮胎与地面间的侧向力的大小和方向，可在原有侧滑台的基础上，加装上两个测力传感器（如图3－9），测量车轮与地面间的侧向力。

如图3－9所示，在左右滑动板旁边安装了两传感器，两传感器通过联接器与两滑动板相联，它们的连接与松开只要轻扳手柄就可以完成，联接器松开时滑动板可以移到，恢复其原有侧滑台的功能，此时的侧滑量由位移传感器测出，联接器连接时，两侧滑板被测力传感器连接在一起，如同地面一样稳定不动，此时所测得的力就是行驶时受到的车轮侧向力。

因而采用两个力传感器可以同时测出左右车轮所受到的侧向力的大小，为了便于分析，规定：

侧滑板受到的向外的作用力记为负的侧向力；侧滑板受到向内的作用力记为正的侧向力。

图3－9 加装上两个测力传感器的侧滑检测台

侧向力更能准确反映车轮与地面之间的作用力，诊断车轮定位故障，根据实测，侧滑量超过8m/km以上的普通轿车车轮间的侧向力高达1000N以上。

这么大的侧向力很容易破坏车轮的附着条件使汽车失控，从而证明检测侧滑量的重要性。

3.1.2侧滑台的工作原理

3.1.2.1双板联动式侧滑台的工作原理

（一）滑动板仅受到车轮外倾角的作用

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3－10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3－10可以看出，具有外倾的车轮在滑动滚动时，车轮有向外滚动的趋势，由于受到车桥的约束，车轮不能向外移动，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3－10所示。

此时滑动板向内移动的位移量记为

（由外倾角所引起的侧滑分量）。

按照约定，具有外倾的车轮，由于类似于滚锥的运动情况，因而无论其前进还是后退时所引起的侧滑均为正。

反之，内倾角车轮引起的侧滑分量为负。

图3－10具有外倾角的车轮在滑动板上的滚动情况

图3－11具有前束角的车轮在滑动板上的滚动情况

（二）滑动板仅受到车轮前束的作用

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。

滑动板仅受到车轮前束的作用，具有前束的车轮在前进时，由于车轮有向内运动的趋势，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。

此时，车轮在滑动板上做纯滚动，滑动板相对于地面有侧向移动，其运动方向如图3－11所示，此时测得的滑动板的横向位移量记为

（即有前束引起的侧滑分量）遵照约定，前进时，由车轮前束引起的侧滑分量

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

大于或等于零。

当具有前束的车轮后退时，若在无任何约束情况下，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3－11所示。

此时测得的滑动板向内的位移量记为

，按照约定具有前束角的车轮在后退时，若在无任何约束的情况下车轮必定向外侧滚动，但因其受到车桥的约束作用，侧滑分量

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

小于或等于零。

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，仅具有前张角的车轮，在前进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。

（三）滑动板受到车轮外倾角和前束角的同时作用

汽车转向轮同时具有外倾角和前束角，在前进时外倾所引起的侧滑分量

与前束所引起的侧滑分量

的方向相反，因而两者互相抵消。

在后退时两者方向相同，两分量互相叠加。

在外倾角即前束值不大的情况下，可以认为

和

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合约定的条件下）：

B大于和等于零，且B大于和等于A的绝对值。

另外，如果我们假设前进时的侧滑量就是

和

简单叠加（或抵消）关系，则还可以得出下列结论：

（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）                     前进是的侧滑量A小于一定的负数，后退时的侧滑量B大于某一正数，则侧滑量主要是由前束所引起的。

（3）                     外倾角引起的侧滑量

；

前束所引起的侧滑量

。

遵循上述分析和讨论，我们可以得到其余三种组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。

3.1.2.2单板式侧滑台的工作原理

如图3－12所示，汽车左前轮从单滑动板上行驶，右前轮从地面上行驶。

若右前轮正直行驶无侧滑，即侧滑角

为零，而左前轮具有侧滑角

向内侧滑时如图3－12（a）所示。

通过车轮与滑动板间的附着作用带动滑动板向左移动距离b。

若右前轮也具有侧滑角

，同样右前轮相对左前轮也会向内侧滑，此时，滑动板向左移动距离c，并由于左前轮同时向内侧滑为b，则滑动板的移动距离为两前轮向内侧滑量之和，即b+c，如图3－12（b）所示。

图3－12单板式侧滑检测台的测试分析

上述b+c距离可反映出汽车左右车轮总的侧滑量及侧滑方向。

也就是说，采用单板式侧滑台测量汽车的侧滑量时，虽然是一侧车轮从滑动板通过，但测量的结果并非是单轮的侧滑量，而是左右轮侧滑量的综合反映。

此侧滑量与汽车驶过台板时的偏斜度无关。

根据这一侧滑量可计算出每一边车轮的侧滑量，即单轮的侧滑量为（b+c）/2。

3.2侧滑台的使用

不同型号的侧滑台，其使用方法有所区别，应根据使用说明书制订操作规程，一般都应进行如下工作：

3.2.1检测前的准备

检测前的准备工作如下：

（1）   在不通电的情况下，检查仪表指针是否在零位上；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。

如发现不准，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调零；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）   待检测车辆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。

3.2.2检测步骤

  检测步骤如下：

（1）   开滑动板的锁止手柄，接通电源。

（2）   车以3～5km/h的低速垂直地使被测车辆通过滑动板。

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。

（3）   被测车轮从滑动板上完全通过时，察看指示仪表，读出最大值，注意记下滑动板的运动方向，即区别滑动板是向外还是向内滑动。

（进行记录时，应遵循如下约定：

滑动板向外滑动，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，侧滑量记为正值，表示车轮向外侧滑动（即OUT）。

（4）   测结束后，锁止滑动板，切断电源。

3.2.3检测时的注意事项

（1）   不允许超过容许吨位的汽车驶入侧滑台，以防压坏和损坏易损机件。

（2）   不允许汽车在侧滑台上转向或转动，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。

3.3车轮侧滑台的维护与调整

3.3.1车轮侧滑台的维护

（1）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）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和堆放杂物，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等动作是否灵便。

如动作不灵活或油迟滞，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项保养工作外，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、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。

3.3.2侧滑台的检定和调整

汽车侧滑台长期使用后，由于零部件磨损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，以保证工作的可靠性。

3.3.2.1侧滑台的检定

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》（GB11798.1-89）的有关规定进行。

3.3.2.2侧滑台的调整

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止变化，或部分元件损坏所致。

出现超差后的调整方法如下：

（1）      调整仪表零点。

侧滑台显示仪表据仪表类型可分位两种调整零点形式：

a.      电零位调整：

利用仪表上的零点调整电位，改变电阻值的大小进行调整。

b.      机械零位调整：

当电零位调整仍无法将仪表指针调零是，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，对滑动板的外向（IN）和向内（OUT）可分别进行调整。

由于联动机构间隙过大或轴承松旷，造成仪表示值误差。

可适当增加调整垫片或对轴承座圈进行镀铬修复。

或改变调整螺母的松紧度以消除间隙，必要时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。

有些仪表板上有电位器调整点，通过它可以方便地进行调整。

当无此电位器调整点时，可单用机械调整方法解决。

（4）       调整动作力超差。

滑动板动作力超差时，可以通过回位弹簧预紧力解决，必要时甚至可更换回位弹簧。