【正文】 III Abstract Wheel sideslip refers to improper toe with wheel camber Angle the car driving,it creates a force between the wheel and ground, the vertical force and the direction car driving, let the wheel is in a state of edge binding purpose of this article is to discuss the influence factors of wheel sideslip and wheel sideslip detecting principle and diagnostic , in this paper,analyzing the basic concept of wheel sideslip and influencing factors,accounting for car sideslip testbed measuring principle,analyzing the mechanism of wheel analyzing the influence factors of sideslip quantity and its cause sideslip discussing the problems of wheel sideslip and the possibility of introducing wheel sideslip detecting vehicle annual main factors of wheel sideslip are the wheel alignment parameters are abnormal,especially the steering wheel camber Angle and toein don39。 Wheel alignment parameters。 Sideslip testbed。汽車在為人們?cè)旄５耐瑫r(shí)，也帶來(lái)了大氣污染、噪聲和交通安全等一系列問(wèn)題。而行駛系的 技術(shù)狀況直接影響汽車的運(yùn)行安全。從上述定義來(lái)看，車輪定位參數(shù)值的大小體現(xiàn)了轉(zhuǎn)向輪的定位角大小，特別是車輪前束與車輪外傾角之間的匹配情況，直接影響了汽車行駛的穩(wěn)定性與安全性。為保證汽車直線行駛，應(yīng)使轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正作用，這種自動(dòng)回正作用是由轉(zhuǎn)向輪定位 角來(lái)保證的，因此設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向橋時(shí)應(yīng)使主銷和車輪在汽車的縱向和橫向平面內(nèi)都有一定的傾角即轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)，它包括主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角和車輪前束。其主要危害有：汽車行駛時(shí)發(fā)生側(cè)滑，會(huì)使汽車行駛阻力增加，對(duì)于汽車的動(dòng)力學(xué)、燃油經(jīng)濟(jì)性及制動(dòng)性能都有不利影響；汽車側(cè)滑量增大，對(duì)于汽車輪胎來(lái)說(shuō)磨損加劇，同時(shí)還會(huì)引起偏磨，導(dǎo)致汽車輪胎使用壽命下降；汽車側(cè)滑量過(guò)大，對(duì)于 汽車行駛的影響很大、對(duì)于汽車操控穩(wěn)定性有直接影響，如高速行駛時(shí)方向發(fā)抖、發(fā)飄。加重轉(zhuǎn)向輪外胎小軸承及緊固螺母的負(fù)荷，降低 其 的使用性命。資料統(tǒng)計(jì)表明，轉(zhuǎn)向輪定位故障占整車的 30％ 左右，如此高的故障率應(yīng)引起同行業(yè)的高度重視 [1]。隨著車輛結(jié)構(gòu)的變化和行駛速度的提高，新的問(wèn)題也隨之而來(lái)，特別是車輛在高速公路上行駛時(shí)，若存在轉(zhuǎn)向輪定位故障則可能引發(fā)交通事故。目前汽車轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)檢測(cè)己成為汽車綜合性能技術(shù)狀況檢測(cè)的重點(diǎn)檢測(cè)項(xiàng)目之一。由于在側(cè)滑檢測(cè)時(shí)受 2 很很多因素的影響，因此經(jīng)常出現(xiàn)車輪定位角在標(biāo)注范圍內(nèi)，但是側(cè)滑量超 標(biāo)或者車輪側(cè)滑量符合標(biāo)準(zhǔn)，但是出現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向發(fā)飄、發(fā)抖，輪胎異常磨損的現(xiàn)象。 如果讓汽車行駛過(guò)可以橫向自由滑動(dòng)的滑板，由于存在前面提到的作用力，時(shí)滑板產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)。 轉(zhuǎn)向輪正前束的作用是正好與正外傾的作用相反。轉(zhuǎn)向輪具有正外傾，輪胎相當(dāng)于圓錐的一部分，向前滾動(dòng)時(shí)有向外擴(kuò)張的趨勢(shì)。假定將兩個(gè)只有前束沒(méi)有外傾的車輪用一根可以自由伸縮的軸連接起來(lái)，車輪向前滾動(dòng)一段距離后，由于前束的作用，兩車輪將向里靠攏。如果將兩前輪放在可以橫向自由運(yùn)動(dòng)的滑板上，由于作用力和反作用力的原理，滑板將向外滑動(dòng)。 本文研究的意義 根據(jù)現(xiàn)在車輪側(cè)滑檢測(cè)的現(xiàn)狀，有必要對(duì)車輪側(cè)滑的檢測(cè)與診斷做一個(gè)詳細(xì)的探討與研究，系統(tǒng)的對(duì)車輪側(cè)滑的概念、影響因素、檢測(cè)診斷原 理方法、側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)的原理功用等做一個(gè)總結(jié)介紹，探討車輪側(cè)滑檢測(cè)診斷的發(fā)展方向?，F(xiàn)階段車輪側(cè)滑的檢測(cè)診斷主要依賴于側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)，主要是滑板式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)，由于不同側(cè)滑的試驗(yàn)臺(tái)測(cè)量精度不同經(jīng)常導(dǎo)致同一車在不同的側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的數(shù)據(jù)不同，不同的車型的側(cè)滑數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也不一致，甚至出現(xiàn)了側(cè)滑數(shù)據(jù)合格但是車輛本身仍存在異常或者汽車本身正常而側(cè)滑量不合格的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段車輛年檢并沒(méi)有引入車輪側(cè)滑檢測(cè)，致使很多車主并不重視車輪側(cè)滑的問(wèn)題 和危害，本文討論了將車路側(cè)滑檢測(cè)引入車輛年檢的可能性及其利弊，對(duì)于提高車輛操控穩(wěn)定性和道路安全隱患排除有一定的積極意義。由于車輪外傾時(shí)車輪承受的重力 xP 只與支反力 xP? 錯(cuò)開(kāi)了一定距離，從而使車輪受 到 一 力矩作用；為了保持平衡，必須有一與該力矩大小相等方向相反的力矩同時(shí)作用于車輪。； Fα為車輪外傾側(cè)向力，單位 N； R 為車輪動(dòng)力半徑，單位 m。由于車輪動(dòng)力半徑、車輪實(shí)際的接地點(diǎn)與輪胎的側(cè)偏剛度有關(guān)，所以式 ()所 表達(dá)的車輪側(cè)向力與車輪外傾角的關(guān)系和實(shí)際的側(cè)向力與外傾角的關(guān)系有所不同。 由于輪胎為彈性體，在外傾側(cè)向力作用下輪胎底部與地面接觸處將發(fā)生側(cè)向變形。當(dāng)車 輪在路面滾動(dòng)時(shí)，輪胎接地印跡中心線 aa 將不再與 AA 平行，而是偏移一定角度 β，我們稱之為外傾側(cè)偏角；如圖 （ b）所示最先落地的輪胎印跡點(diǎn)離車輪中心線 AA 近，側(cè)向變形小；以后相繼落地的輪胎印跡點(diǎn)離車輪實(shí)際行駛直線 AA 越來(lái)越遠(yuǎn)，側(cè)向變形大。 （ a） （ b） 圖 傾側(cè)向力作用下輪胎側(cè)偏示意圖 圖 中， Y 軸代表輪胎側(cè)偏變形量， X 軸代表輪胎接地印跡長(zhǎng)度， OX 為車輪無(wú)外傾時(shí)車輪印跡中心線， AC 為車輪在外傾側(cè)向力作用下的靜變形接地印跡中心線， β為側(cè)偏角。外傾角加大，外傾側(cè)向力也增大，輪胎側(cè)向變形加劇，輪胎側(cè)向應(yīng)力隨之增大，從而加大了滑移區(qū)，最終導(dǎo)致輪胎表面參與滑移的面積增加，即增加了外傾側(cè)滑量 。此帶束雖在半徑方向可以變形，但沒(méi)有側(cè)向彎曲。其次在輪胎加載的情況下，輪胎接地印跡是寬度為 w，長(zhǎng)度為 l 的矩形。取接地前端為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè) 1x 為離原點(diǎn)的距離， 1x 處的接地壓力為 ： )1(4 11m lxlxpp c ?? () 式中： pm為最大接地壓力， N； cp 為輪胎接地點(diǎn)離原點(diǎn) 1x 處的接地壓力， N。 具有前束角的車輪在地面滾動(dòng)時(shí)，車輪滾動(dòng)方向與汽車行駛方向有一夾角 β，此角度即為車輪前束角。輪胎胎面橡膠在接地前端 O 點(diǎn)開(kāi)始和地面接觸， OX 為車輛行駛方向， OBC 表示輪胎側(cè)向變形量。胎面橡膠的側(cè)向剪切變形為 βtgcx1 ，側(cè)向變形產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)力 yf 為： βtgcxfy 1? （ ） 在附著區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的側(cè)向力 Fy可以通過(guò)對(duì)正 fy在附著區(qū)內(nèi)積分求得 : yF =cw ?hl tgx0 11 dxβ （ ） 應(yīng)力 xf 隨著 1x 增大，在到達(dá)點(diǎn) A 之后輪胎側(cè)向應(yīng)力與地面附著力相 等，胎面橡膠與地面發(fā)生相對(duì)滑移，我們稱此滑移為前束側(cè)滑。 OA 的長(zhǎng)度 hl 由式 ()和式 ()求得 : βμ tgclllllp hhhsm ?? )1(4 （ ） 式中： sμ 為最大摩擦系數(shù)。 在滑動(dòng)區(qū)內(nèi)滑動(dòng)速度平均值可以近似按下式求： βVtgV ?? （ ） 式中： V為汽車直線行速度 ,km/h。 可見(jiàn)，只有前束角的車輪在地面上滾動(dòng)時(shí)，也在接地處與地面發(fā)生相對(duì)滑移，并產(chǎn)生前束側(cè)向力；不過(guò)，前束側(cè)向力與外傾側(cè)向力方向相反，使得前束側(cè)滑與外傾側(cè)滑的方向也相反。 車輪具有外傾與前束時(shí)側(cè)滑情況分析 通過(guò)上述分析我們知道，前束側(cè)向力與外傾側(cè)向力方向相反，前束側(cè)滑與外傾側(cè)滑的方向相反。 由式 ()可以推出，若 H 0，說(shuō)明前束角相對(duì)偏大； H 0，說(shuō)明外傾角相對(duì)偏大；H =0，說(shuō)明外傾角與前束角達(dá)到理想匹配狀態(tài)。 綜上所述，外傾側(cè)向力的大小與外傾角和車輪側(cè)傾剛度成正比； 外傾側(cè)向力使車輪滾動(dòng)時(shí)在接地處產(chǎn)生側(cè)偏，側(cè)偏產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)力；當(dāng)側(cè)向應(yīng)力大于地面附著力時(shí)，輪胎相對(duì)地面產(chǎn)生向內(nèi)的側(cè)滑，即外傾側(cè)滑；外傾角加大，外傾側(cè)滑隨之增加。當(dāng)前束側(cè)向力大于地面附著力時(shí)，車輪產(chǎn)生向外的側(cè)滑，即前束側(cè)滑。 9 3 汽車側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)與工作原理 汽車側(cè)滑檢測(cè)方式有靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩種。 動(dòng)態(tài)檢測(cè)是指汽車在行駛狀態(tài)下測(cè)量轉(zhuǎn)向輪向內(nèi)或向外的側(cè)滑量，用于汽車定期檢測(cè)，主要確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)是否正常。《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定：汽車轉(zhuǎn)向輪橫向滑移量，用汽車側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)時(shí)應(yīng)不大于 5m/km[4]。但由此而形成的這種內(nèi)向力勢(shì)必成為加劇輪胎磨損的隱患。其單邊轉(zhuǎn)向輪的外側(cè)滑量 tS 為： 239。但由此而形成的這種外張力勢(shì)必成為加劇輪胎磨損 等的隱患。其單邊轉(zhuǎn)向輪的內(nèi)側(cè)滑量 Sc 為： 239。 LLSc ?? （ ） 側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)就是應(yīng)用上述滑板原理來(lái)檢測(cè)出轉(zhuǎn)向輪的側(cè)滑量的 。上述兩種試驗(yàn)臺(tái)都屬于動(dòng)態(tài)側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)。前者只有一塊側(cè)滑板，檢驗(yàn)時(shí)汽車只有一側(cè)車輪從試驗(yàn)臺(tái)上通過(guò)，后者共有左右兩塊側(cè)滑板，檢驗(yàn)時(shí)汽車左、右車輪同時(shí)從側(cè)滑板上通過(guò)。 (1)測(cè)量裝置