汽車側滑檢測的結構、原理、使用及維護

    為保證汽車轉向車輪無橫向滑移的直線滾動_要求車輪外傾角和車輪前束有適當配合_當車輪前束值與車輪外傾角匹配不當時_車輪就可能在直線行駛過程中不作純滾動_產生側向滑移現象.當這種滑移現象過於嚴重時_將破壞車輪的附著條件_喪失定向行駛能力_引發交通事故並導致輪胎的異常磨損.側向滑移量的大小與方向可用汽車車輪側滑檢驗台來檢測.
    《機動車運行安全技術條件》規定：汽車轉向輪的橫向滑移量_用汽車側滑台檢測時側滑量應不大於5m/km.　
    側滑是指由於前束與車輪外傾角配合不當_在汽車行駛過程中_車輪與地面之間產生一種相互作用力_這種作用力垂直於汽車行駛方向_使輪胎處於邊滾邊滑的狀態_它使汽車的操縱穩定性變差_增加油耗和加速輪胎的磨損.
    如果讓汽車駛過可以在橫向自由滑動的滑板_由於存在上述作用力_將使滑板產生側向滑動.檢驗汽車的側滑量_可以判斷汽車前輪前束和外傾這兩個參數配合是否恰當_而並不測量這兩個參數的具體數值.TOP
    一、“正前束引起正側滑_正外傾引起負側滑”.
    轉向輪正前束的作用正好與正外傾的作用相反.當轉向輪具有正前束_汽車向前行進時_兩前輪具有向內收縮靠攏的趨勢;轉向輪具有正外傾_輪胎相當於圓錐的一部分_向前滾動時將有向外張開的趨勢.理想的情況是轉向輪向外的張力與向內收攏的作用力互相抵消_保持車輪直線行駛.假定將兩個只有前束而沒有外傾的車輪用一根可以自由伸縮的軸連接起來_車輪向前滾動一段距離以後_由於前束的作用_兩只車輪將向裡收攏_互相靠近.但實際上汽車的前軸是不可能縮短的.如果將兩前輪放在可以橫向自由滑動的滑板上_由於作用與反作用的原理_滑板將會向外滑動.
    在側滑試驗台上_滑板向外滑動的數值記為“+”(進口設備記為“IN”)_向內滑動記為“-”(進口設備記為“OUT”).我們說“正前束引起正側滑”的意思是_當前束的作用大於車輪外傾的作用時_產生的作用力使滑板向外滑動_儀表顯示數值的符號為“十”當車輪外傾的作用大於前束的作用時_滑板向內滑動_顯示數值的符號為“-”.記住這句話_根據儀表上顯示數值的正負號_即可知道如何調整前束.
   側滑是兩個參數匹配的結果_因而兩參數都合格時_側滑合格；但反之_當側滑合格時_並不一定能保證兩參數是合格的.TOP
    二、影響側滑量的因素.
    ①當車輪外傾角一定時_改變前束值就會導致側向力及側滑量成正比的變化.因此當側滑量超標時_一般情況下調整前束就能使側滑量合格.但也有特殊情況_當汽車前部因碰撞變形時_會導致左右軸距不相等或使前輪定位角發生較大的變化_這時會出現這樣的現象:汽車側滑不合格時_駕駛員感覺轉向盤還能掌握；當采用調整前束的方法使側滑合格以後_反而覺得汽車的轉向盤掌握不了_汽車無法駕駛.遇到這種情況_應首先測量前束值_看是否在原廠規定的范圍內_如超出原廠規定的范圍較多_應將其調回原廠規定的范圍內_再檢查左右兩側軸距是否一致、前輪定位的其他三個參數是否符合要求.側滑不合格不能一味用改變前束的辦法去調整.
    ②汽車輪毂軸承間隙過大_左右松緊度不一致;轉向節主銷與襯套磨損_或轉向節臂松動;左右輪胎氣壓不等_花紋不一致_輪胎磨損過甚以至嚴重偏磨橫、直拉桿球頭松曠_左右懸架性能不等_前後軸不平行_都會影響側滑量.在檢驗側滑以前_應首先消除這些因素.當檢驗車輛的側滑不合格時_應注意在這些方面查找原因.
    ③汽車通過側滑板時的速度_規定為3-4km/h_一般人快步行走的速度可達到6km/h.3-4km/h的速度只相當於一般人中速行走的速度.在檢驗側滑時_有的駕駛員不自覺地將車速開快了_由於沖擊的作用_滑板產生的側滑量會顯著增加.
    ④輪胎氣壓不符合規定_輪胎上有水、油或花紋中嵌有小石子_都會影響輪胎與滑板之間的作用力_也就影響側滑量.TOP
    三、汽車前輪側滑量對汽車使用性能的影響. 對汽車行駛阻力、加速性能和燃料經濟性的影響.
    汽車前輪側滑量過大會使汽車的行駛阻力增加_對汽車的動力性、燃料經濟性及制動性能均有不利影響.由某一車型的試驗可知_前輪側滑量為5.2m/km與前輪側滑量為0.2m/km相比_其滾動阻力增加了約30%_加速性能降低了約7.5%_等速行駛燃料消耗量增加了5%左右.TOP 對直線行駛性的影響.
    汽車前輪側滑量增大_對汽車的直線行駛性干擾很大.以CA10B和EQ1090E兩種車型所做的試驗表明_前輪側滑量每增大1m/km_CA10B汽車直線行駛偏移量增加(34-36)cm/l00m_EQ1090E汽車增加(12-23)cm/l00m.TOP 對輪胎磨損的影響.
    汽車前輪側滑量增大使輪胎磨損加劇_同時還會引起偏磨_導致輪胎使用壽命下降.有資料介紹_EQ1090E汽車的前輪側滑量從1m/km增加到5 m/km/輪胎磨損增加140%.
    另外_前輪側滑量過大_直接影響汽車的操縱穩定性_表現為高速時方向發抖、發飄.一輛新換輪胎的TJ6320汽車_行駛約400km_前輪就磨出了簾布層_駕駛員反映方向發抖、發飄_且油耗增加了許多.經檢查_側滑量大於10 m/km_將前輪側滑調整為1m/km後_汽車性能良好_輪胎磨損正常.TOP
   目前國內在用的大多數側滑試驗台均是滑板式_檢測時使汽車前輪在滑板上通過_在左右方向位移量的方法來檢驗側滑量.滑板式側滑台按其結構形式可分為單滑板式和雙滑板式兩種_雙滑板式側滑試驗台都是雙板聯動的.還有一種國外進口的檢測前輪外傾角和前束配合情況的試驗台是滾筒式的.檢測時_前輪放在滾筒上_由模擬路面的滾筒來驅動.同時有三個小滾子緊貼輪胎_小滾子可以在互相垂直的兩個方向上自由擺動_由小滾子的支座來測量側向力.這種試驗台可以邊檢測邊調整_但結構復雜、造價高.國內也研制成一種QCT-1型從動滾筒檢測式前輪側滑調整台_檢測時_也是將兩前輪放在四個滾筒上_由電機帶動的後滾筒驅動車輪轉動_模擬汽車行駛狀態.兩前滾筒是從動的_而且在橫向可以自由滑動_因為支撐兩前滾筒的軸承座固定在兩塊可以左右自由滑動的滑板上_由此可以檢測出前輪側滑量.這裡只重點介紹一下側滑試驗台.
    雙板聯動式側滑試驗台的結構如圖 1所示_由機械部分、側滑量檢測裝置、側滑量定量指示裝置和側滑量定性顯示裝置等幾部分組成.

    機械部分包括：左右滑動板、雙搖臂槓桿機構、回位裝置、導向和限位裝置等.由於側滑試驗台的規格不同_滑板的縱向長度有500mm、800mm和1000mm三種. 當儀表顯示側滑量為5 m/km時_對應於這三種滑板的位移量分別是2.5mm、4mm和5mm.雙滑板聯動式側滑試驗台左右兩塊滑板的移動量是相等的_同時向外或同時向內.在其中一塊滑板上裝有位移傳感器_將位移量變成電信號送給側滑量顯示裝置.位移傳感器有電位計、差動變壓器和自整角電機三種形式.TOP
   2、側滑量檢測裝置.
    側滑由左右兩塊滑板、槓桿聯動機構和位移傳感器等組成.該裝置把車輪的側滑量檢測出來_並傳遞給側滑量指示裝置.
    側滑板表面作成凸凹不平的花紋形狀_以增大附著力_減少車輪與滑板之間可能產生的滑移.滑板下面有滾輪_滾輪在滑道中可以左右自由滑動.滾輪和滑道應定期進行潤滑和保養_以減少滑板運動的阻力_提高檢測精度.當車輪駛離滑板後_滑板在回位彈簧的作用下恢復到原來的位置.
    電位計式的測量裝置安裝在圖 2所示的位置上.將滑動板的移動量變為電位計觸點的位移_從而引起電壓量的變化_並傳遞給指示裝置.
    電位計式測量裝置的電路原理如圖 3所示_在電位計兩端加上一定的電壓_當電位計的滑動觸點隨滑動板移動時_觸點的輸出電壓與位移量成正比_通過指示計可指示出對應於滑動板的位移量.
    差動變壓器式測量裝置的位移傳感器安裝在圖 4所示的位置上_由滑動板帶動位移傳感器的撥桿位移_傳感器輸出與位移量成正比的電壓量_並傳遞給指示裝置.
差動變壓器式的位移傳感器的結構及工作原理如圖 5所示.
    差動變壓器是將被測信號的變化轉換成線圈互感系數變化的傳感器_它的結構如同一個變壓器_由初級線圈、次級線圈、鐵芯等幾部分組成_如圖 5所示.
    在初級線圈接入電源U1後_次級線圈即感應輸出電壓U2_滑動板移動時引起鐵芯的移動_從而引起線圈互感系數的變化_此時的輸出電壓隨之作相應的變化.它的特點是結構簡單、靈敏度高、測量范圍大及使用壽命長.TOP .
    以前生產的側滑試驗台的指示裝置有指針式的.目前_國產的側滑試驗台全部用數碼管顯示或液晶顯示_並有峰值保留功能.在儀表的線路板上安裝有電位計_標定時用於調整.有些側滑試驗台還可以打印檢測結果.
    數字式側滑儀用數字顯示側滑量值_用“+”、“-”號表示側滑方向.數字式側滑儀測量電路原理如圖 6所示_由電位計式位移傳感器W1輸出滑動板位移的電壓量_在由運算放大器OP將傳感器輸出的電壓量放大到模數轉換器A/D能夠滿量程轉換的電壓值.電位計W2上提供相對零點參考電壓UR=2.5V_當滑板無位移時_放大器OP輸出2.5V_當兩滑板分離時_OP輸出的電壓小於2.5V_在滑板到達極限位置時_OP輸出為OV；反之_當兩滑板合攏時_OP輸出大於2.5V_待滑板位於極限位置時_OP輸出為5V.這樣_確保A/D轉換器的模擬量輸入電壓始終在0-5V內變化.A/D轉換器將輸入的側滑模擬電壓量轉換成數字量_並送入單片機8031進行運算處理_單片機根據預先固化在用戶程序存貯器內的測試程序、運算測量結果、判別側滑方向、定性判斷合格與否、輸出測試結果和判定結果.
    智能型側滑檢測儀的工作框圖如圖 7所示.數字圖形顯示方式的指示裝置能夠及時記錄側滑量數值的大小_並能將數據進行鎖存_以保證車輪駛離側滑台後_操作人員能讀取側滑量的顯示值.當後輪通過或前輪後退通過滑極時_自動清零復位_准備下次側量.從這一點來看_它要優越於指針式和常用？.？.理框圖來說明自動記錄數據、鎖存、自動清零和自動診斷車輪定位故障的工作原理.
   現就該框圖說明如下:位移傳感器采用0.2級高精度FX-80型直流差動變壓器式的位移傳感器_該傳感器把位移量轉換成電壓信號送入濾波放大器_在此濾掉信號在傳輸過程中受到的干擾雜波_並按A/D轉換器輸入電壓量程的要求進行放大_放大後的信號電壓分為兩路_一路送入V/I轉換器_將電壓信號轉換為電流信號_驅動雙向擺動式指針儀表_指示側滑量的大小及方向_以上是常見進口或部分國產側滑儀的工作原理.另一路將電壓信號送入3位半A/D轉換器_A/D轉換器將電壓信號轉換成3位半的8421碼的數字量_並以逐位動態掃描方式輸出.然後經過歸零控制器送入譯碼、鎖存驅動器_再由大型數碼管顯示側滑量的數值.當汽車車輪前進時在離開滑動板的瞬間_紅外線光電開關發出信號_汽車進退識別器接到此信號後_作出識別判斷_送出指令停止A/D的轉換_並鎖存已轉換的數據_保持該數據顯示在屏幕上_以便操作人員讀取數據.汽車在後退時也采集數據_以便與前進時側滑量一起分析_車輪在台板上一進一退的過程中_儀表用圖形和文字方式指示出車輪定位故障的主要原因的診斷結果_並延時後清零.
    4、側滑量的定性顯示裝置.
    在檢測側滑量時_為了便於快速顯示檢測結果是否合格_當側滑量超過規定值時_側滑量定性顯示裝置用蜂鳴器或信號燈以聲、光信號同時報警_以引起檢測人員注意.TOP
    這裡以右前輪為例_先討論只存在車輪外傾角(前束為零)的情況.具有外傾角的車輪_其中心線的延長線必定與地面在一定距離處有一個交點O_此時的車輪相當於一圓錐體的一部分如圖 9所示_在車輪向前或向後運動時_其運動形式均類似於滾錐.
    從圖 9可以看出_具有外傾的車輪在滑動板上滾動時_車輪有向外側滾動的趨勢_由於受到車橋的約束_車輪不可能向外移動_從而通過車輪與滑動板間的附著作用帶動滑動板向內運動_運動方向如圖 9所示.此時滑動板向內移動的位移量記為Sa(即由外傾角所引起的側滑分量).按照約定_具有外傾的車輪_由於其類似於滾錐的運動情況_因而無論其前還是後退時所引起的側滑分量均為正.反之_內傾車輪引起的側滑分量為負.TOP
    這裡僅討論車輪只存在前束角_而外傾角為零時的情況_前束是為了消除具有外傾角的車輪類似於滾錐運動所帶來的不良後果而設計的.
    具有前束的車輪在前進時_由於車輪有向內滾動的趨勢_但因受到車橋的約束作用_在實際前進駛過側滑台時_車輪不可能向內側滾動_從而會通過車輪與滑動板間的附著作用帶動滑動板向外側運動.？.？.面有側向移動_其運動方向如圖 10所示_此時測得的滑動板的橫向位移量記為St（即由前束所引起的側滑分量).遵照約定_前進時_由車輪前束引起的側滑分量St小於或等於零.反之_汽車前進時_由車輪前張(負前束)引起的側滑分量St大於或等於零.
    當具有前束的車輪後退時_若在無任何約束的情況下_車輪必定向外側滾動_但因受到車橋的約束作用_雖然其存在著向外滾動的趨勢_但不可能向外側滾動_從而會通過其與滑動板間的附著作用帶動滑動板向內側移動_其運動方向如圖 9所示.
    此時測得滑動板向內的位移量記為St_遵照約定_僅具有前束角的車輪在後退時_通過側滑台所引起的側滑分量St大於或等於零.反之_僅具有前張角的車輪在後退時_通過側滑台所引起的側滑分量St小子或等於零.
    綜上可知_僅具有前束的車輪_在前進時駛過側滑台時所引起的側滑分量為負值_在後退時駛過側滑台所引起的側滑分量為正值.反之_僅具有前張的車輪_在前進時駛過側滑台時所引起的側滑分量為正值_在後退時駛過側滑台所引起的側滑分量為負值.TOP
    汽車轉向輪同時具有外傾角和前束角_在前進時由外傾所引起的側滑分量Sa與由前束所引起的側滑分量St的方向相反_因而兩者相互抵消.在後退時兩者方向相同_兩分量相互疊加.在外傾角及前束值不大的情況下_可以認為Sa和St在前進和後退的過程中_側滑分量數值不變.設車輪在前進時通過側滑台所產生的側滑量為A_在後退時的側滑量為B_則可得到下述結論(在遵循上述對側滑量的符號約定的條件下)：
     B大於或等於零_且B大於或等於A的絕對值.
    (1)若前進時的側滑量A大於一定的正數_後退時的側滑量B大於另一正數_則側滑量主要是由外傾所引起的.
    (2)前進時的側滑量A小於一定的負數_後退時的側滑量B大於某一正數_則側滑量主要由前束所引起.
    前束所引起的側滑量St=(B-A)/2.
    遵循上述分析與討論的方法_我們可以得到其余三種配合情況下側滑台板的運動規律_從車輪外傾、車輪內傾、車輪前束和前張四個因素中判斷出是哪個因素主要引起車輪側滑的故障.因此_可有效地指導維修人員調整車輪前束及車輪外傾角.TOP
    不同類型的側滑試驗台_其使用方法也有所不同_須按使用說明書的規定進行.一般使用方法如下：
    (1)在不通電的情況下_檢查儀表指針是否指在零位上；接通電源_晃動滑動板_待滑動板停止後_查看指針是否仍在零位或數據顯示儀表上的側滑量數值是否為零.如發現失准_對於指針式儀表_可以用零點調整電位計或游絲零點調整鈕將儀表校零；對於數顯式儀表_可按下校准鍵_調節調零電阻_使側滑量顯示值為零_或按復位鍵清零.
    (2)檢查側滑台及周圍場地有無機油、石子、泥污等雜物_並清除干淨.
    (3)檢查各種導線有無因損傷而造成接觸不良的部位_必要時應進行修理或更換.
    (4)待檢測車輪胎氣壓應符合各自的規定值(出廠標准).
    (5)檢查並清除輪胎上的油污、水漬和嵌入的石子、雜物等.TOP
    (1)松開滑動板的鎖止於柄_接通電源.
    (2)汽車以3-5km/h的低速垂直地使被測車輪通過滑動板.速度過高會因台板的慣性力和儀表的動態響應遲滯而影響測量精度.速度過低也會引起失真誤差.在汽車通過側滑板時嚴禁轉向和制動.
    (3)當被測車輪從滑動板上完全通過時_察看指示儀表_讀取最大值_注意記下滑動板的運動方向_即區別滑動板是向內還是向外滑動.(進行記錄時_應注意數值的正負號_遵循如下約定:滑動板向外側滑動_側滑量記為負值_表示車輪向內側滑動(即IN）；滑動板向內側滑動_側滑ign=justify>    (4)檢測結束後_鎖止滑動板_切斷電源.TOP
    (1)不允許超過容許噸位的汽車駛入側滑台_以防壓壞或損傷易損機件.
    (2)不允許汽車在側滑台上轉向或制動_因為會影響測量精度和檢驗台的使用壽命.
    (3)前驅動的汽車在測試時_不應該突然加油、收油或踏離合器_這樣會改變前輪受力狀態和定位角_造成測量誤差.
    (4)不允許在試驗台上停放任何車輛.
    (5)注意經常保持試驗台內外的清潔.TOP
    (1)試驗台不使用時_一定要鎖止滑動板_以防止受到外界因素(人或汽車等)引起的經常晃動而損壞測量機件.
    (2)保持試驗台表面及周圍環境清潔_及時清除泥、水和垃圾_以防止它們浸入側滑台.
    (3)側滑台上不要停放車輛或堆放雜物_防止滑動板及測量機件變形或損壞.
    (4)每使用1個月_應重點檢查測量裝置、蜂鳴器或信號燈在側滑量超過規定值時能否及時報警或給出側滑量不合格的信息.若蜂鳴器、信號燈或限位開關工作狀況不良時_應給予及時調整或更換.
    (5)使用3個月_除作上述保養作業外_還需檢查測量裝置的槓桿機構指針和回位裝置及聯動裝置等動作是否靈便.如動作不靈活或有遲滯_應及時進行清潔和潤滑工作_必要時需進行修理或更換有關零件.
    (6)使用6個月後_除進行第5項保養作業外_還需要拆下滑動板_檢查滑動板下的滾輪及導軌_檢查各部位有無髒污、變形、松動、銹蝕、磨損等情況_並進行清潔、緊固和潤滑工作.對磨損嚴重的零部件應酌情更換.
    (7)使用一年後_除進行第6項保養作業外_還須接受有關部門的檢定以確保測試精度.TOP
    汽車側滑台長期使用後_由於零部件磨損變形等會造成測試精度下降_為此需定期（一年或半年)進行檢定和調整_以保證測試工作的可靠性.TOP
    側滑台的檢定需按照國家標准《汽車安全檢測設備–雙滑板式側滑試驗台檢定技術條件》(GB11798.1一89)的有關規定進行.
    通過對側滑台的檢定_往往會發現示值超差_造成超差的原因基本有兩個方面：一是機械方面的原因_主要是滑動板及聯動機構等機械構件在制造過程中存在隱蔽缺陷_以及長期使用後機件磨損_間隙增大所致.二是電氣方面的原因_測試儀表內的電子器件日久老化_或使用過程中的操作不慎而造成零點漂移或阻值變化_或部分元件損壞所致.出現超差後的調整方法如下：
    (l)調整儀表零點.側滑台顯示儀表依據儀表類型可分為兩種調整零點形式：
    ①電零位調整：利用儀表上的零點調整電位器_改變電阻值的大小進行調整.
    ②機械零位調整:當電零位調整仍無法將儀表指針調零時_可通過機械的方法調整.如改變傳感器的安裝位置、改變滑臂轉動角度（對於旋轉電位器)或調整回位彈簧預緊力(對機械指針式顯示儀表)等.
    (2)調整示值超差.當側滑台左右滑動板的示值偏大或偏小時_可通過儀表板上增益電位器進行調整.有些側滑台的儀表板上設有兩只調整增益用的電位器_對滑動板的向外(IN)和向內(OUT)可分別進行調整.在檢定中常可發現_由於聯動機構間隙過大或軸承松曠_可造成儀表示值超差.在此情況下_應注意恢復機構配合間隙.如適當增加調整墊片或對軸承座圈進行鍍鉻修復等_以及改變調整螺母的松緊度以消除間隙_必要時也可更換磨損嚴重的軸承等易損件.
    (3)調整報警判定點超差.由於報警點規定在5m/km點_因此報警判定點超差必然是5m/km點示值誤差超差所致.有些？.？.調整.當無此電位器調整點時_可單用機械調整方法來解決.如調整滑動板下面的機械行程開關進行調節.對於數字式儀表勿須調整_由示值精度予以保證.
    (4)調整動作力超差.滑動板動作力超差時_可以通過調整回位彈簧預緊力解決_必要時甚至可更換回位彈簧.在測定滑動板動作力時_常可發現在滑動板移動過程中_動作力不均勻_當滑動板移到某一點時_動作力突然增加_造成動作力超差.其主要原因是滑動板卡滯所致.應注意檢查滑動板有無彎曲變形、下滑板導軌不平_上下滑動板間潤滑不良或有髒污物造成移動阻力等.機體變形應進行調平校正_並進行徹底清洗和潤滑作業.