侧滑试验台的结构与工作原理

  QCHAO ·  2009-08-27 13:40  ·  65681 次点击
一、侧滑试验台的构造
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。
滑板式侧滑验
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。
1、机械部分
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5m/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。
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。

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QCHAO  2009-08-27 13:41
二、双板联动式侧滑台的工作原理
1.滑动板仅受到车轮外倾角的作用

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。

2.滑动板仅受到车轮前束的作用

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。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 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。

3.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。

另外,如果我们假设前进时的侧滑量就是Sa和St间的简单叠加(或抵消)关系,泽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。

(3)外倾角引起的侧滑量Sa=(A+B)/2;

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。

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