《汽車側滑檢驗臺》（JT/T 507—2021）標準研究

交通運輸部公路科學研究院 劉元鵬，仝曉平，王 平

深圳市康士柏實業有限公司 李 振

為了保證汽車轉向車輪作無橫向滑移的直線滾動，要求轉向輪外傾角和前束有適當配合，轉向輪外傾角產生的外張力與轉向輪前束產生的內向力相互抵消，以保證轉向輪朝正直方向行駛。當車輛使用過程中轉向輪外傾角和前束發生變化，兩參數的平衡被破壞時，轉向車輪就會處于邊滾邊滑的狀態，將產生側向滑移現象，稱為轉向輪橫向側滑。通常采用汽車側滑檢驗臺（以下簡稱“側滑臺”）來檢測轉向輪橫向側滑量（m/km），向外滑移為正（+）值，向內滑移為負（-）值。

為了適應營運車輛的檢測需要，交通運輸部將《汽車側滑檢驗臺》（JT/T 507—2004）修訂列為2018年交通運輸標準計劃，經過2年多的研究與試驗，交通運輸部發布了新的《汽車側滑檢驗臺》（JT/T 507—2021）標準（以下簡稱“本標準”），自2021年8月1日起實施。

1 側滑臺的分類與結構

側滑臺主要用于機動車檢驗檢測機構和汽車維修企業。使用時，汽車轉向輪在不施加轉向力的條件下，汽車以不高于5 km/h車速直線駛過側滑臺，測得轉向車輪在滑板縱向有效測量范圍內滾動所引起的滑板橫向位移量（mm）與縱向有效測量長度（m）之比值，并換算成轉向輪橫向側滑量（m/km）。因此，側滑臺應具備足夠的結構強度、尺寸和測量準確性，綜合考慮側滑臺的結構與檢測功能，有以下4種分類方式。

（1）按照額定承載質量，側滑臺分為3 000 kg、10 000 kg及13 000 kg等3個級別。

（2）按照縱向有效測量長度，側滑臺分為500 mm（適用于乘用車檢測）和1 000 mm（適用于中重型車輛檢測）2類。

（3）按照使用測量滑板數量，側滑臺分為單板式側滑臺和雙板聯動式側滑臺。

目前普遍使用的是雙板聯動式側滑臺，由機械裝置連接的左右滑板同步向內或向外移動，并通過位移傳感器來檢測汽車轉向車輪橫向側滑量。其結構主要由機械和電氣系統兩部分組成。如圖1所示，機械部分主要由左右兩塊滑板、聯桿機構、回零機構（復位彈簧）、滾動元件（滾輪）及導向機構、限位裝置及鎖零機構組成。電氣部分主要包括位移傳感器和電氣儀表，滑板向內或向外的位移量通過位移傳感器轉換成電信號，再傳輸給電氣儀表，經數據處理后顯示出側滑量。

圖1 雙板聯動式側滑檢驗臺的結構示意圖

（4）按照可測轉向軸的軸數，側滑臺分為單轉向軸側滑臺和雙轉向軸側滑臺。

目前，采用雙轉向軸的車輛越來越多，營運貨車在重載情況下，轉向輪的側滑量過大會加劇輪胎的磨損，易引發交通事故。《機動車安全技術檢驗項目和方法》（GB 38900—2020）要求對雙轉向軸車輛的第一軸、第二軸（輪）橫向側滑量都要進行檢測。

用于雙轉向軸檢測的側滑臺，其結構和工作原理與常規的單軸側滑臺基本相同。設計時應采取技術措施分別測量第一、第二轉向軸（輪）側滑量數據并進行評判。目前采用的技術方法主要有以下2種。

1）采用兩套相互獨立并能將側滑板面自動鎖止/解鎖的側滑臺，稱為滑板“兩次定位”方式。

2） 在現有雙板聯動式側滑臺臺體上進行技術改造，采用滑板能快速回位的常規側滑臺，稱為滑板“快速回位”方式。

2 基本功能

《機動車運行安全技術條件》（GB 7258—2017）規定；使用側滑臺檢測汽車轉向輪橫向側滑時，對前軸采用非獨立懸架的汽車（前軸采用雙轉向軸時除外），轉向輪橫向側滑量值不應大于±5 m/km。因此，側滑臺的最小測量量程為10.0 m/km，側滑臺顯示及輸出的物理量單位為米每千米（m/km），顯示裝置分辨力為0.1 m/km，且具有以下基本功能。

（1）汽車轉向輪橫向側滑量的顯示功能，可通過二次儀表（工控機、單片機及顯示裝置等）予以實現。

（2）側滑臺應具有通信接口、聯網可控，并提供接口定義及相關通信協議。數字式儀表顯示應穩定，無缺劃、閃爍等現象。

（3）側滑臺工作時，滑板應處于自由放松狀態，但為了避免滑板受到其他外力作用造成損壞，在非工作狀態時，如運輸、搬運及停止使用，滑板應能鎖止。

（4）單機使用或未與計算機控制系統聯網的側滑臺，應具有超限聲響或燈光報警功能，測量數據保持時間應不少于8 s。

3 誤差及檢測準確性

3.1 示值誤差

示值誤差是測量儀器設備重要的性能指標，決定測量結果的準確性和可信度，側滑臺的示值誤差包括靜態示值誤差和動態示值誤差，反映的是系統誤差。

從國外同類產品看，日本安全公司（Anzen）、彌榮公司（Iyasaka）規定的側滑臺靜態示值誤差為±0.2 m/km。我國的應用實踐也表明，側滑臺靜態示值誤差為±0.2 m/km較為合理，可以滿足在用汽車檢測標準法規的要求。

由于汽車轉向輪橫向側滑量的檢測是個動態過程，被測車輪離開滑板的瞬間，側滑量為最大值，而電氣系統的濾波方式會使測量值產生滯后，從而影響動態響應時間和測取最大側滑量，因此需要規定動態示值誤差的要求。動態示值誤差是評價側滑臺動態響應的技術指標，反映電氣系統在規定的時間內達到給定標準信號的響應速度，直接影響測量結果的準確性，側滑臺的動態示值誤差為±4%。

3.2 示值重復性

檢測數據“重復性”反映儀器設備多次檢測結果的離散度和可信度。示值重復性是評價靜態示值離散度指標，分別計算各測量點3次示值之間的最大差值，側滑臺的示值重復性為±0.1 m/km。

3.3 零位誤差

當汽車轉向輪通過側滑臺滑板后，儀表顯示并輸出檢測結果，其后，在復位彈簧的作用下，滑板回到初始位置（零位），此時，儀表顯示側滑量應為零，方可進行下一輛車的檢測。由于復位彈簧剛度變化及回位部件裝配、磨損等因素影響，回位可能偏離零位，需要在不影響測量精確度的前提下，給出適當的零位允許誤差，側滑臺零位誤差為±0.2 m/km。對于單轉向軸側滑臺本標準只規定了零位允許誤差，無需規定回位時間。

3.4 示值漂移

示值漂移反映儀器設備電氣系統的穩定性，以及環境條件（特別是溫度的變化）對測量結果的影響程度。理論上，測量結果不應隨環境條件產生變化，而在實際設計時，應將示值漂移控制在最小程度。具體要求為：側滑臺滑板位移至5.0 m/km位置并保持穩定，30 min內，示值漂移應不超過±0.2 m/km。

4 雙轉向軸側滑臺的回位時間

對于雙轉向軸車輛的側滑量檢測，目前采用“快速回位”結構方式的較多，當第一轉向軸轉向輪完成檢測駛離滑板后，滑板應在第二轉向軸轉向輪駛入滑板前快速回到零位，并完全靜止，這個時間過程稱為回位時間，以便進行第二轉向軸轉向輪的檢測。對于雙轉向軸側滑臺，回位時間與零位誤差同步進行，當零位誤差符合±0.2 m/km要求時，方可進行回位時間試驗。

營運貨車雙轉向軸的軸距一般在1 500 mm～2 100 mm，按最小軸距計算，再考慮輪胎的接地面壓痕，第一轉向軸（輪）與第二轉向軸（輪）最近接地點間的距離在1 300 mm左右。為了科學確定回位時間，選擇雙轉向軸車輛，按測試車速上限5 km/h通過側滑臺進行試驗，從示波器讀取電壓變化，計算側滑臺滑板回零并處于靜止狀態的時間，即得到回位時間（ms），10次試驗結果見表1所列。由表1可知，各側滑位移量下測得的最大回位（零）時間分別為160 ms、140 ms、200 ms、140 ms、280 ms、220 ms。另外，當側滑位移量為5.0 m/km時，示波器測得的波形如圖2所示。

根據表1和圖2的試驗結果進行如下分析。

圖2 側滑位移量為5.0 m/km時測得的波形（截屏）

表1 雙轉向軸側滑臺位移量與回位時間

（1）滑板在位移量為10.0 m/km時，電磁鐵吸合，滑板回位（零）最大響應時間不大于280 ms，且電磁鐵松開后，滑板零位誤差不超過±0.2 m/km。

（2）在測試時，滑板位移向外比向內移動時間略長，這是由于位移傳感器內部彈簧所致。

（3）從雙轉向軸的軸距范圍分析，由于采用的回位方式結構不同，側滑位移量從±5 m/km回到±0.2 m/km以內，響應時間不大于300 ms，才能保證滑板在第二轉向軸車輪駛入滑板前完成回位（零）動作，以滿足即將進行的第二轉向軸轉向輪的檢測。

因此，本標準規定：對于采用“快速回位”方式的雙轉向軸側滑臺，當第一轉向軸通過側滑臺滑板后，滑板回到初始零位的時間應不大于300 ms。對于采用“兩次定位”方式的雙轉向軸側滑臺，當第一轉向軸通過側滑臺滑板后，側滑量顯示示值應在300 ms以內清零。

5 測滑臺滑板要求

5.1 滑板位移同步性

雙板聯動式側滑臺由機械裝置連接的左、右滑板應同步向內或向外移動，當機械連接裝置加工裝配不良、連接軸承及軸承座間隙過大時，均會導致左、右滑板位移不同步，從而影響檢驗檢測結果的準確性，因此，需要對側滑臺左、右滑板的位移同步性做出如下規定：雙板聯動式側滑臺的左、右滑板同步誤差不大于±0.1 mm。

5.2 滑板移動所需作用力

雙板聯動式側滑臺，其滑板安裝有復位彈簧，保證滑板發生位移后可自動回到原來位置，側滑臺的滑板移動應靈活平穩，無明顯的阻滯現象。由于復位彈簧具有一定的拉伸力，加上滑板自重和與導軌的摩擦阻力，會使滑板位移時產生一定的阻力，這一阻力客觀存在，又不可或缺。當阻力過小時，影響滑板回位；當阻力過大時，影響滑板位移，故應對此指標進行約束，即滑板從零位開始位移至0.1 m/km時，所需作用力應不大于60 N；滑板從零位開始位移至5.0 m/km時，所需作用力應不大于120 N。

5.3 滑板表面處理

汽車轉向輪橫向側滑量是轉向輪前束和轉向輪外傾角綜合作用的結果，由此可見，汽車轉向車輪與側滑臺滑板相接觸，車輪的橫向側向力作用于滑板，使滑板產生向外或向內位移。

顯然，當側滑臺滑板表面的附著系數過低時，車輪與滑板之間會產生滑移，車輪側向力不能完全傳遞，從而導致測量誤差。因此，側滑臺滑板表面需要有一定的附著系數（不小于0.7），應采用防滑材料或防滑工藝。

5.4 滑板撓度

側滑臺滑板是主要承載平面單元，在設計生產時應確保側滑臺滑板具有足夠的結構強度和剛度，避免被測車輛重載下產生過大變形或塑性變形，從而導致疲勞損壞和測量失準。側滑臺滑板撓度的要求如下：在額定承載狀態下，側滑臺滑板的最大撓度應不大于5 mm/m。

6 導軌與滾動元件硬度要求

6.1 滑板承載導軌

側滑臺滑板所受車輪載荷作用于承載導軌之上，滾動元件在承載導軌上使滑板產生位移，故導軌應具有一定的硬度和耐磨性。滑板承載導軌的洛氏硬度（HRC）為40～45。

6.2 滑板限位導軌

滑板限位導軌是確保滾動元件直線位移軌跡的部件，與滑板承載導軌硬度要求相同，滑板限位導軌的洛氏硬度（HRC）為40～45。

6.3 滾動元件

滾動元件（滾輪）是側滑臺滑板產生位移時的運動部件，同時起到支撐滑板重力載荷的作用，通常一個滑板配有4個滾輪支撐。對滾動元件的要求如下。

（1）滾動元件的尺寸公差等級不得低于加工精度IT8級。

（2）滾動元件的形狀公差：圓度、圓柱度不得低于8級。

（3）滾動元件的洛氏硬度（HRC）為45～50。

7 電氣系統

電氣系統目前采用的位移傳感器主要有2種：電位計式和差動變壓器式。位移傳感器是將位移量轉變為電信號（輸出電壓），通過A/D轉換成數字量，并送入單片機處理，得出的側滑量值由儀表顯示出來。

7.1 數據采集

對于測量系統，不同的數據采集頻率對系統的穩定性、響應時間和測量結果有不同程度的影響，同時也影響到不同生產廠家產品之間示值可比性。采樣頻率過高可能會使系統不穩定，而采樣頻率過低，可能造成部分檢測數據的丟失。此外，側滑臺的數據采集只涉及橫向側滑量一個參數，且無系統控制參數，采樣頻率可取偏大值。因此，規定側滑量的數據采集頻率應不小于100 Hz，以便于各生產企業統一、規范。

7.2 電氣系統的安全性

電氣系統的安全性是機電設備的重要技術要求，關系到安全生產和設備可靠性。對側滑臺電氣系統的安全性提出如下要求。

（1）應能經受50 Hz、1.5 kV，歷時1 min的耐電壓試驗，不應出現擊穿、飛弧等現象。

（2）系統絕緣電阻應不小于5 MΩ。

（3）應有接地保護端子，該端子旁應有金屬制作的接地標志，使用安裝時應可靠接地。

8 側滑臺的裝配質量

總成、部件加工質量好，但裝配不良，整機性能仍會受到影響，因此，裝配質量尤為重要，整機裝配的要求如下。

（1）承載導軌和滾動元件應清潔、潤滑，滾動元件滾動自如，并應與上、下承載導軌同時接觸。

（2）滑板裝配后，其縱向的位移量不大于0.1 mm。

（3）滑板基面與框架上平面間的高度差為±2.0 mm。

（4）滑板與框架前、后方向的邊隙不大于5.0 mm。