第二章 汽车安全环保性能检测
第一节 汽车侧滑检测
如果车轮定位失准，特别是车轮定位中前束和外倾配合不适当，此时汽车行驶时，车轮向前滚动的同时，将会产生横向滑移现象，即车轮侧滑。检测时可使用动态检测法检测车轮的侧滑量，使用的检测设备主要有滑动板式侧滑试验台和滚筒式车轮定位试验台两种。滑动板式侧滑试验台简称侧滑试验台，是使汽车在滑动板上驶过，用测量滑动板左、右方向移动量的方法，来检测车轮侧滑量并判断是否合格的一种检测设备。
一、前束与外倾的关系及侧滑量检测原理
为了提高车轮工作时的安全性，保证车桥在承受较大载荷后车轮不致产生内倾，在车轮定位中设置了前轮外倾角。前轮外倾后，在两车轮滚动时会出现向外张开滚动的趋势。虽然在刚性前梁的约束下，车轮并不能真正向外分开滚动，但两车轮分别给地面向内的侧向力和轮胎在地面上的滑磨是实际存在的。如果这样的汽车左、右车轮在两块可以左、右自由滑动的滑动板上向前驶过时，则可以看到两滑动板向内靠拢。滑动板向内的靠拢量，即为该前轮的侧滑量。
前轮前束是为了纠正前轮外倾后向外张开滚动这一特点而设计的。当前束恰到好处时，即给向外张开的车轮一个合适的方向修正量，车轮就会保持稳定的直线行驶。此时，即使汽车前轮再通过同样的滑动板，滑动板也不会左右移动。当然，若前轮前束值太大，则左、右车轮滚动时又有向内靠拢的趋势。汽车的左、右车轮通过上述同样的滑动板时，则两滑动板分别向外滑动。
侧滑试验台就是利用上述滑动板在侧向力作用下能够横向滑动的原理来测量车轮侧滑量的。可以看出，检测中若滑动板向外移动，表明前轮前束值太大或外倾角过小；若滑动板向内移动，表明前轮外倾角太大或前束值过小；若滑动板不移动，表明前轮没有侧滑量，前束与外倾配合恰到好处。
对于某些汽车，除前轮有前束和外倾外，后轮也有前束和外倾。
为了保证汽车具有良好的操纵稳定性，前轮所在平面及主销轴线总是设计成与汽车的纵向或横向铅垂面成一定角度。这些角度称为转向轮定位参数，包括主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角和前轮前束。其中对前轮侧滑起决定作用的是前轮外倾角和前轮前束。若这两个参数配合得好，侧滑就可以很小或者为零；反之侧滑量会比较大。所以检查侧滑的目的，不仅是为了侧滑本身，而且也用于检查前轮定位是否合理。
前轮侧滑对汽车的操纵稳定性影响较大。如果侧滑量太大，会引起汽车行驶方向不稳、转向沉重，增加轮胎磨损，加大燃油消耗，甚至操纵失准而导致交通事故。因此，侧滑检测是汽车安全检测的主要内容。
二、侧滑试验台的结构及工作原理
侧滑试验台按滑动板数不同，分为单板式和双板式两种，双板式侧滑试验台在国内应用广泛，这里重点介绍它的结构原理及使用方法。以铭华MCH-30A型汽车侧滑试验台为例，其最大允许轴载质量3000kg，测量范围为-10.0～+10.0m/km，侧滑试验台主要包括机械和电气两大部分。各种类型试验台的机械部分大同小异，主要差别在于电气部分。
1.机械部分
双滑板式侧滑试验台机械部分如图2-1所示，由机架、左右滑板及滚轮、连杆机构、放松板、复位弹簧、位移传感器组成。滑板支承在滚轮和导向滚轮组成的滚动导轨机构上，可灵活地左右移动。滑板滑轮上汽车前轮行驶时，机架中部的高精度位移传感器将滑板的位移量转换成电信号，送入仪表处理。在显示屏上显示出位移量数值。复位弹簧可以起到自动复位的作用，以使滑板在不受力时能够保持在中间位置（零位）。
图2-1 双滑板式侧滑试验台机械部分
2.电气部分
电气部分依传感器种类的不同而有不同形式，目前常用的主要有电位计式、自整角机式和差动变压器式，具体说明见表2-1。
表2-1 试验台电气部分
图2-2 自整角机原理
图2-3 差动变压器工作原理
三、前轮侧滑检测的原理及检测标准
1.侧滑的形成及检测原理
由于车轮外倾角的存在，车轮滚动时就会类似于圆锥的滚动，出现两个车轮企图向各自的外侧滚开的趋势。由于转向横拉杆和车桥的约束，车轮不可能向外滚开，于是车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。
为了消除前轮外倾带来的不良后果，在汽车设计时让前轮具有一定的前束。由于前束的作用，车轮在前进时，两轮力图向内侧滚动。同样由于机械上的约束，车轮不可能向内侧滚动，这就又出现了车轮边滚动边向外滑的倾向。
由于汽车上既有前束又有外倾角，所以，前轮侧滑是前轮外倾角与前轮前束共同作用的结果。在侧滑倾向的方向上，前轮外倾与前束的作用是相反的。若前束调整得合适，可以完全抵消前轮外倾引起的侧滑倾向，使总的侧滑量为零。因此在实际测量时，可以让汽车通过只能横向移动的滑板，观察前轮外倾和前束对滑板的横向推动作用。
假设让两个前轮分别通过各自的滑板，或者只设置一块滑板，让其中一个车轮通过这块滑板（另一个车轮就在地面上走过），都可以检测侧滑。相应地就有两种侧滑试验台——双滑板试验台和单滑板试验台。目前实际应用的主要是双滑板试验台。
2.双滑板侧滑试验台的测量原理
如图2-4所示，让带有前束而不带外倾的前轮驶过只能横向移动的滑板。由于前束的存在，每个车轮都将一边滚动、一边向外侧推动滑板。滑板被横向推动的距离应该与前束值的大小有关，同时又与车轮走过的距离有关。将由前束引起的侧滑量定义为
式中 L1——前轮行驶前的左、右滑板距离，mm；
L2——前轮行驶后的左、右滑板距离，mm；
D——前轮驶过的距离，m。
S1——每前进1m时横向滑移的距离，mm/m。
显然S1为正值。
图2-4 前束引起的侧滑作用
如图2-5所示，若让仅有外倾而无前束的前轮驶过滑板，由于前轮外倾力图使车轮边滚边散开的作用受到约束，前轮只能边滚边向内侧滑移，从而推动滑板向内侧移动。将前轮外倾引起的侧滑量定义为
显然S2为负值。
图2-5 外倾引起的侧滑作用
前轮外倾和前束引起的侧滑作用相反，总的侧滑量为两者的代数和，即
S=S1+S2
总的侧滑量规定为左、右车轮侧滑量的平均值。滑板向外滑时为正，表示前束的影响较大；反之若滑板向内滑时为负，表示前轮外倾的影响较大。为了与实际接近，侧滑量实用单位不是mm/m，而是m/km。
3.有关侧滑的检测标准规定
国家标准GB 7258—2004中规定，机动车转向轮的横向侧滑量，使用侧滑试验台检测时应不大于5m/km，即侧滑量应在±5m/km之间。
四、侧滑试验台的操作与使用
1.设备使用方法
①接通并启动工位仪表电源。
②将台体中部锁止销取出。
③仪表显示回零即可，未回零则按“清零”键，显示回零。
④按“测试”键后，引车员将被检车辆以不大于5km/h的速度直驶过侧滑试验台，此时，通过显示屏显示的侧滑量数值即可确定被检汽车侧滑合格与否。
2.使用注意事项
①禁止轴重大于设备允许轴重的车辆驶过该试验台。
②汽车驶过试验台时，必须与试验台垂直。
③受检车辆在滑板上时禁止转向和制动。
④轮胎气压必须符合标准。
⑤受检前应清除待检车辆轮胎上的泥土、沙石等杂物。
⑥禁止在试验台上停放车辆。
⑦试验台不用时，必须用锁止销锁紧滑板。
⑧仪表应尽量远离高热源及阳光直射处，应特别注意不要置于有干扰的地方，如电焊机、机床等设备附近。