安全性能檢測技術

18April2006Page1汽車的安全性能檢測，是指車輛在不解體情況下，對影響汽車安全性能方面的項目進行檢查和測試的技術。（前照燈、制動性能、轉向輪側滑、車速表）

18April2006Page23.1前照燈檢測3.1.1前照燈檢測的必要性及要求前照燈的技術狀況關系到夜間安全行車。夜間行車照亮前方的路面。前照燈不僅耍足夠亮，還要照得足夠遠。（100m以上）不可直接照射到迎面開來汽車的駕駛員或路邊行人的眼睛上，不然會引起“眩目”。（應能照明40m范圍內的路面，不眩目。）18April2006Page3前照燈有遠、近兩種燈光，夜間一般用遠光，會車時用近光。（用久之后，燈泡老化發黑而不夠亮，或振動等原因引起照射方向發生變化）。定期檢查前照燈的技術狀況是十分必要的。18April2006Page43.1.2有關照明的一些基本概念1）電功率指燈絲上的電壓和流過的電流的乘積（瓦W)。一般前照燈的功率為40-75W，其中遠光燈比近光燈功率略大一些。2）發光強度(Iv)表示光源發光強弱的程度，單位是cd(坎德拉)。（發光強度單位是指一光源在給定方向上發出頻率為540×1012Hz的單色幅射，且在此方向上的幅射強度為1／683W每球面度，則此光源在該方向上的發光強度為cd）。18April2006Page53）照度照度表明物體被光照亮的程度，用Ev表示，單位是lx(勒克斯)。照度與光源的發光強度成正比，與物體到光源的距離的平方成反比。

EV=IV/L2Ev為物體的照度(1x)，Iv為發光強度(cd)，L為物體到光源的距離(m)。18April2006Page6物體到光源的距離越遠，光線的密度就越小，即照度越小。S1、S2表示兩個物體的受光面積，它們到點光源的距離分別是L1和L2，并且L2=2L1，由幾何關系可得S2=4Sl。而照到S1和S2的光線在數量上相同，因此S2的照度僅為S1的1／4。18April2006Page74)照明視距人要能看清遠處的物體，物體需要的最低照度大約可按下式計算：

EVmin=0.2+0.01L其中，EVmin為物體所需最低照度(lx)，L為人到物體的距離(m)。L也稱為“照明視距”。18April2006Page8例題：要想汽車駕駛員能夠看清前方100m處的物體，前照燈的發光強度至少應為多少？

解：最低照度：

EVmin=0.2+0.01L=0.2+0.01×100=1.2(lx)

發光強度：

IV=EV·L2=1.2×1002=12000(cd)

前照燈的燈泡本身達不到這么高的發光強度。（拋物面形的反射鏡50cd的燈泡可以使前照燈的發光強度達到6000-16000cd）18April2006Page93.1.3眩目問題及影晌因素1）眩目的產生眩目是眼睛的視網膜突然受到強光刺激，受到暫時傷害，視覺功能大大下降，導致眼睛看不清楚。需要經過一段時間(一般需10秒以上)才能逐漸恢復視力。若眼睛受到特別強的光線(例如電焊的弧光)刺激，可能需要幾天的治療才能恢復視力.在視野之內經常出現高亮度光源的刺激，會使眼睛感到疲勞和不舒服(“心理眩目”--電視旁的小燈)。18April2006Page102）影響眩目的因素光源越小、越亮(即在人眼處的照度越高)，就越容易使人眩目。光源越是直射眼睛，越容易眩目。亮光時間(即由暗到亮的時間)越快，越易眩目；反之，若光是慢慢亮起來的，就不容易眩目。眩目問題的實質，是眼睛不能適應明暗環境的突然變化（白天--電影院）。18April2006Page113.1.4國標GB7258-2004對前照燈的要求1）對前照燈安裝、使用方面的一般要求．所有前照燈的近光都不得眩目。前照燈應有遠、近光變換裝置，并且當遠光變為近光時，所有遠光應能同時熄滅。同一輛機動車上的前照燈不允許左、右的遠、近光交叉開亮(即一邊開遠光，另一邊開近光)。四燈制前照燈并排安裝時，裝于外側的一對應為遠、近光雙光束燈，裝于內側的一對應為遠光單光束燈。18April2006Page122）對前照燈性能方面的要求（配光性能、發光強度、照射方向）(1)配光性能（近光）對近光燈的配光性能要求比遠光要詳細得多。目前國際上通用的前照燈配光標準有美國SAE標準、歐洲ECE標準。我國規定執行ECE標準，按此制造的前照燈屬于“非對稱防眩光前照燈”。前照燈配光性能的測試方法，引用GB4599-94的規定，是在汽車前方25m處置一屏幕，測試近光燈在屏幕上的照度分布。18April2006Page1318April2006Page14對前照燈近光的配光要求：H為與前照燈對應的中心點，HV相當于右車道中心線。圖中劃分了I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等區，對應于路面和前方不同位置。①

最主要的是在屏幕上要有明顯的“明暗截止線”，即圖中hHH3。這條線右側與水平方向成150角。上方是“暗區”，下方是“亮區”。②

在III區要求盡可能暗些，該區任何點照度不大于0.7lx；尤其在B50L處，照度不能超過0.31x，以免造成對方司機眩目。18April2006Page15③Ⅳ區代表車前方25-50m處路面，是近光燈最主要的照明區域。要求該區任何點的照度不小于21x處，以保證有足夠的照明。④I區代表車前10-25m近處路面，是照得最亮的區域。為了避免與周圍區域產生過大的明暗對比，該區最大照度限制在201x以下。

18April2006Page16(2)發光強度（遠光）對于四燈制的車，若其中二只對稱的燈達到了二燈制的要求則視為合格。規定發光強度數據的依據，是考慮夜間行車安全的需要。“安全停車距離”為了在碰到障礙物之前能夠及時停車，汽車與障礙物之間必須有一定距離才行(與車速、輪胎、路面附著系數、駕駛員反應時間、制動器的動作時間有關）。18April2006Page17由于夜間行車駕駛員容易疲勞，顯然照明視距還應大于安全停車距離，才能保證行車安全。遠光燈發光強度也并非越大越好。因夜間會車時，車燈由遠光變為近光，照明距離突然從100m左右減到50m以內，50m以外的路面一下子變暗。眼睛幾秒鐘內會看不清遠處路面，會造成盲目開車，也是危險的。18April2006Page18前照燈遠光光束發光強度要求使用情況燈制發光強度（cd)新車二燈制18000四燈制15000在用車二燈制15000四燈制1200018April2006Page19不論近光或遠光，光束照射方向對安全行車非常重要。（防眩、距離、范圍）(3)照射方向18April2006Page20圖中，H為前照燈基準中心高度，D為二燈中心間的距離。虛線所示為前照燈光束照射位置。其中H1、H2分別代表左、右燈光束中心高度，ΔD1、ΔD2分別表示左右二燈光束的水平偏移量。按國標GB7258的規定，前照燈近光燈在距離屏幕10m處，（1）光束明暗截止（明暗區）線；（2）光束明暗截止線轉角或中點的高度(即圖中H1、H2)應為0.7H—0.9H；（3）其水平方向位置左偏<170mm,右偏<350mm。近光燈的照射方向前方偏下。由于不同汽車前燈基準中心高度H不同，所以國標未規定光束向下偏的mm數，是相對于H的比例。18April2006Page21遠光燈的照射方向四燈制前照燈其遠光單光束的調整，要求在屏幕上(距前燈10m遠)光束中心：（1）離地高度為0.9H-1.0H（乘用），0.85H-0.95H（其它）（2）水平位置要求左燈左偏<170mm，右偏<350mm；右燈左右偏<350mm。（3）發光強度1200cd以上）不論遠光還是近光，光束照射方向都只能向下偏而不能向上偏，目的是能照到前方路面。另外，照射方向的偏移量實際是非常小的，折算成光軸角á(光束偏離正前方的微小角度)，就可以看得更清楚。18April2006Page22假定H=850mm，10m屏幕，（注意新標準的變化）則：對于近光燈：向下偏0.8H相當于á=58’27”

左右偏100mm相當于á=34’23”對于遠光燈：向下偏0.9H相當于á=29’13”

左右偏170mm相當于á=58’27”

左燈向左偏100mm相當于á=34’23”18April2006Page233.1.5前照燈的儀器檢查方法前照燈的屏幕檢查方法，比較費事，效率不高，占用場地也大。檢測站都使用前照燈檢驗儀進行檢測。用儀器代替屏幕，它與前照燈間的距離縮短到1-3m，檢測速度也快了許多（檢測的誤差較大發光強度誤差約為15％）。1、前照燈儀的檢測原理一種是利用光電轉換元件(如光電池)將感受的前照燈的光能轉換為電信號，送到指示儀表。另一種通過攝像CCD，然后對所攝圖像進行處理，結果送指示儀表。18April2006Page24(1)發光強度的檢測a)、光電池光電池接受來自前照燈的光，轉變成相應的電信號，經放大電路放大后，送到儀表顯示發光強度的讀數。b)、CCD器件18April2006Page25(2)照射方向的檢測將4個光電池S1~S4對稱地置于受光屏幕中間，分別接到上下偏和左右偏指示儀表上，同時接受前照燈光束照射。若光線上下沒有偏斜，則S1與S2受光相同，產生的電動勢彼此平衡（指示為零）。若光線偏斜，則S1與S2受光不等，表頭將指示出光束上下偏斜方向。同理，S3與S4所接的表頭可以指示光束左右偏斜的情況。18April2006Page262、前照燈檢驗儀的主要結構及其工作原理前照燈檢驗儀分類：聚光式、屏幕式、投影式和自動跟蹤式等。(1)投影式在聚光透鏡3的上下左右四個位置上，分別裝有光電池N01--N04，在透鏡的后面裝有光電池5，被檢車輛的前照燈光束的影像通過聚光透鏡，一方面投射到光電池5上產生光強信號驅動光度計，另一方面經反射鏡7，將影像投射到投影屏6上。18April2006Page2718April2006Page28檢測時，先用車輛擺正校準器找準車輛與儀器的相對位置(檢測距離3m)。然后移動受光器和儀器臺架到適當位置，使得光軸位置上下偏斜指示計和光軸位置左右偏斜指示計指示均為零。因此，在此位置上光電池N01和N02；N03和N04處于光照平衡狀態，表明儀器受光器正好對準了前照燈的主光軸。于是，通過投影屏可以看到前照燈影像與屏幕中心的偏移情況。光軸偏斜量通過投影屏上的刻度值讀出(投影屏幕刻度法)，或者通過光軸刻度盤將影像調回屏幕中心，由光軸刻度盤讀出(光軸刻度盤法)。

18April2006Page2918April2006Page3018April2006Page31a)、光電池檢測方式：光電池產生的偏差信號--驅動光軸偏移量指示計，--驅動電機移動光接收箱，當偏差信號為零時，電機停轉。中央光電池檢測光強，副受光器光電池則檢測光軸偏移量。在光接收箱內部有一透鏡組件、光電池與光檢測系統。在底箱內裝有兩個方向的驅動系統。

（2）自動追蹤光軸式18April2006Page32在光接受箱的正面裝有上下左右四個光電池，用作光軸追蹤。當上下光電池受到的光照度不同時，產生的偏差信號驅動上下傳動部件中的電機，牽引光接受箱向光照平衡的位置移動。左右光電池的偏差信號將驅動左右傳動部件中的電機，使儀器向左或向右移動，直到光軸位置偏差信號為零。18April2006Page33如果在儀器定位于主光軸位置時，通過聚光透鏡的光束偏離中心位置，必然會產生偏差信號。左右偏移的偏差信號驅動左右電機使透鏡移動，以減少這一偏差，亦即使得會聚的光束向光電池組中心逼近。上下偏移偏差信號則驅動透鏡在垂直方向上作調整，以使光點能在垂直方向逼近光電池組的中心。透鏡在兩個方向的位移量由分別安裝在兩個方向上的位移傳感器檢測，并送檢測電路處理。18April2006Page3418April2006Page35在聚光鏡板上的一組有4個，呈對稱分布，專門用來跟蹤光束的方向。若光束方向偏下，則上下兩個光電池受光不同，輸出的電動勢差驅動電機使屏幕向下移動；同理若光束偏左，則左右兩個光電池的輸出將驅動電機使屏幕向左移動。使光束最終能夠照射到屏幕中心在光接收板上另有5個光電池，分別安裝在接收板的上下、左右對稱位置及中心處。它們是用于測量光束照射位置和發光強度的，當儀器屏幕跟蹤到前照燈光束后，屏幕便停止移動。此時若光束無偏斜，光束聚光后照到光接收板中間的光電池上。若光束有偏斜，盡管聚光鏡板的上下和左右光電池的受光量是分別相等的，但光接收板上下或左右光電池受光量并不相等。18April2006Page36根據此電動勢差，再驅動光接收板上下左右移動，直到光束中心與中心光電池重合為止。此時便可由中心光電池測量發光強度；同時根據光接收板的移動量，便可測量出光束上下偏斜量和左右偏斜量。自動跟蹤式前照燈儀檢測效率很高，不過目前主要是測量遠光光束。18April2006Page3718April2006Page3818April2006Page392）FD-103型自動前照燈檢測儀光接受箱（CCD攝像頭、聚光透鏡、控制電路）、輔助追光器、步進電機等組成。燈光—光接收箱—聚光鏡—聚焦在焦平面—CCD攝像（CPU控制、D/A供電）在焦平面的光斑—計算機軟件處理圖象—差值送執行控制器—步進電機。輔助追光—快速（但不精確）找出車燈光軸的基本位置18April2006Page4018April2006Page4118April2006Page4218April2006Page4318April2006Page4418April2006Page4518April2006Page463.2前輪側滑檢測3.2.1前輪側滑檢測的意義側滑是指車輪胎面在前進過程中的橫向滑移現象。前輪定位參數：主銷內傾角、主銷后傾角、前輪外傾角和前輪前束。其中對前輪側滑起決定作用的是前輪外傾和前束。若這兩個參數配合得好，側滑就可以很小或者為零：反之側滑量會比較大。檢查側滑的目的和意義檢查前輪定位是否合理側滑量太大，會引起汽車行駛方向不穩、轉向沉重、增加輪胎磨損、加大燃油消耗，甚至操縱失準而導致交通事故。18April2006Page471、主銷后傾角（20一30）主銷后傾的作用形成回正的穩定力矩。當轉向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉，如圖向右偏轉，將使汽車向右轉向，這時由于離心力的作用，在點b處，路面對車輪作用著一個側向反作用力Y，對車輪形成繞主銷軸線作用的力矩YL，其方向與車輪偏轉方向相反，從而保證汽車穩定的直線行駛，故稱此力矩為穩定力矩。但此力矩也不宜過大，否則使轉向盤沉重，穩定力矩的大小取決于力臂L和離心力Y，而力臂又取決于主銷后傾角的大小。現代汽車由于輪胎氣壓降低，彈性增加，而使穩定力矩增加。有些汽車主銷后傾角可以減少到接近于零，甚至為負值，(紅旗牌轎車主銷后傾角為-1030’).18April2006Page4818April2006Page492、主銷內傾角(SAISteeringAxlelnclination)(1)主銷內傾角也有使車輪自動回正的作用。當轉向輪在外力作用下由中間位置偏轉一個角度時，轉向輪會使整個汽車前部向上抬起一個相應的高度，這樣汽車的重力作用下有使轉向輪回復到原來中間位置(勢能最低狀態)的效應。18April2006Page5018April2006Page51(2)主銷內傾角使轉向操縱輕便主銷內傾使主銷軸線延長線與路面交點到車輪中心面與地面交線的距離C減小。減少轉向時駕駛員加在轉向盤上的力矩，使轉向操縱輕便。同時也可減少從轉向輪傳到轉向盤上的沖擊力。但C值也不宜過小，即內傾角不宜過大，否則在轉向時，車輪繞主銷偏轉的過程中，輪胎與路面間將產生較大的滑動，從而增加了輪胎與路面間的摩擦阻力，使轉向變得很沉重，而且加速輪胎的磨損。一般內傾角為50-80。18April2006Page5218April2006Page533、前輪外傾角(camber--10)如果空載時車輪垂直于路面安裝，則滿載時，車橋和懸架系統將因承載變形，而可能出現車輪內傾。車輪內傾一方面會加速輪胎的偏磨損，另一方面路面對車輪的垂直反力沿輪轂的軸向分力將使輪轂壓向輪轂外端的小軸承，加重了外端小軸承及輪轂緊固螺母的負荷，降低它們的使用壽命。因此，為了使輪胎磨損均勻和減輕輪轂外端小軸承的負荷，以防止車輪出現內傾，安裝車輪時預先使車輪有一定的外傾角。其次，車輪有了外傾也可以與拱形路面相適應，并在不增加主銷內傾角的情況下減小轉臂，使轉向操縱輕便。18April2006Page544、前輪前束(toe-in)在安裝車輪時，使汽車兩前輪的中心平面不平行，兩輪前邊緣距離B，小于兩輪后邊緣距離A，A—B之差稱為前輪前束。前束的作用車輪有了外傾角以后，當車輪滾動時有向外滾開的趨勢，由于車橋的約束，車輪不可能向外滾開，車輪將在地面上一邊向前滾動，一邊側向滑動，從而加速輪胎的磨損。前束使車輪產生向內滾動的趨勢，使前輪在外傾和前束的作用下每一瞬間滾動方向接近于向著正前方，減小側向滑動量。18April2006Page5518April2006Page565、后輪前束：當汽車行駛時，在驅動力F作用下，后軸將產生一定彎曲，使車輪出現前張現象，而預先設置的前束角就是用來抵消這種前張的。6、后輪外傾角有兩個作用：

①由于外傾角是負值，可增加車輪接地點的跨度，增加汽車的橫向穩定性；

②負外傾角是用來抵消當汽車高速行駛且驅動力F較大時，車輪出現的負前束(前張)，以減少輪胎的磨損。某些后輪驅動的重型汽車上，由于采用獨立懸架和脊骨式車架，為了保持加載后汽車行駛時輪胎處于正確的接地位置，減少磨損，后輪也設計成有—定的正外傾角，如太脫拉138型汽車。

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7．包容角主銷內傾角和車輪外傾角的和叫包容角。在懸架系統沒有損壞的情況下，內傾角和外傾角會有變化，但是包容角不變。主銷內傾角雖然一般都不能調整，但是主銷內傾角、車輪外傾角和包容角的變化，能幫助我們判斷懸架系統的主要構件是否完好。18April2006Page588．后輪推進角推進角后輪的行進方向與汽車縱向幾何中心線形成的角度。引起后橋軸線與前橋軸線不平行的原因后橋彈簧座磨損，后橋下懸臂膠套損壞，整體式后橋膠套損壞，均會。后輪沿推進線給汽車一個力矩，引起汽車跑偏，這是汽車跑偏的一個重要原因。當然，如果汽車后輪軸線沒有偏斜，但是兩后輪的前束不一致，也會形成推進角，從而引起跑偏。18April2006Page59后輪前束的計算方法與前輪前束一樣，是兩輪前束角的代數和。

總前束=前束(左輪)+前束(右輪)后輪的推進角是兩后輪前束差值的一半：

ThrustAngle=(toeL-toeR)／2

一般規定推進線朝左為負，朝右為正。18April2006Page60整體式后橋后輪垂直裝在后橋上，不能調整前束和車輪外傾角。有的獨立懸架后橋但是前束并不能調整。這樣，當后橋軸線有偏斜，或者后輪獨立懸架的拉臂有變形，均會引起后輪前束失準，后輪的推進線就產生了。18April2006Page61當0.40〉后輪推進線〉0.10，就應當用前輪前束來補償，這叫做補償四輪定位。比如某汽車左后輪前束為0.20，右后輪前束為0.60，后輪推進角為(0.20-0.60)／2=-0.20。這將使汽車向右跑偏。為此，要把前輪總前束調為向左，即讓右前輪前束比左前輪大0.20。一般前輪補償為0.30～0.40，如果推進角太大，則應考慮校正或更換后橋或后懸臂。18April2006Page623.2.2側滑檢測原理及檢測標準規定1、前輪外傾和前束：前輪外傾的作用避免汽車承重后，前梁變形引起前輪出現內傾，從而加速輪胎的磨損和加大輪轂外側軸承負荷適應拱形路面。車輪有了外傾角在滾動時，兩個車輪企圖向各自的外側滾開的趨勢。由于轉向橫拉桿和車橋的約束車輪不可能向外滾開；于是車輪將在地面上出現邊滾邊滑的現象，從而增加了輪胎的磨損(不過由于輪胎胎面的側向彈性，不一定發生真正的側滑，只是存在一種側滑的傾向）。18April2006Page6318April2006Page64前束為了消除前輪外傾帶來的不良后果，在安裝前輪時，使兩輪中心平面不平行。在沿前進方向上，兩輪前端距離小于后端距離（B與A之差）。由于前束的作用，車輪在前進時，兩輪力圖向內側滾動。同樣由于機械上的約束，車輪不可能向內側滾動，這就又出現了車輪邊滾動邊向外滑的現象(或存在這種傾向)。18April2006Page65可見，在側滑（側滑傾向）的方向上，前輪外傾與前束是相反的。若前束調整得合適，可以完全抵消前輪外傾引起的側滑傾向或作用，使總的側滑量為零，由于前輪側滑是前輪外傾與前輪前束共同作用的結果，為此在測量時，我們可以讓汽車通過只能橫向移動的滑板，觀察前輪外傾和前束對滑板的橫向推動作用。

18April2006Page662、雙滑板側滑試驗臺的測量原理(1)由前束引起的側滑作用讓有前束的前輪駛過只能橫向移動的滑板。由于前束的存在，每個車輪都將邊滾向外側推動滑板。若車輪滾過一段距離D之后，滑板總的滑移量是L2-L1，其中L2>Ll。平均每個車輪的滑移量就是(L2-L1)／2。注意：滑移量是左右兩個車輪共同作用的結果。不論兩輪的偏斜情況是否對稱，都不會影響以上的分析。

18April2006Page67側滑量定義由于滑移量的大小與車輪駛過的距離有關，側滑量是指每駛過單位距離引起的單輪橫向滑移量(mm／m每前進1m時橫向滑移的mm數)

。18April2006Page68(2)由前輪外傾引起的側滑作用若讓僅有前輪外傾而無前束的車輪駛過滑板，由于前輪外傾力圖使車輪邊滾邊散開的作用受到約束，前輪只能邊滾邊向內側滑移，從而推動滑板向內側移動。18April2006Page69與前面的分析相似，若車輪駛過距離為D，滑板總的滑移量是L2-L1，注意其中L2<L1。平均單邊的滑移量仍是(L2-L1)／2。則前輪外傾引起的側滑量為其中為S2負值。18April2006Page70

(3)總的側滑量

由前輪外傾和前束引起的側滑作用相反，由于Sl為正而S2為負，總的側滑量為二者的代數和。

①側滑現象是左右兩個車輪共同造成的，側滑量規定為每個輪側滑量的平均值。

②側滑量是有符號的。滑板向外滑時為正前束的影響較大；滑板向內滑為負前輪外傾的影響較大。

③側滑量實用單位不是(mm／m)而是(m／km)。兩個單位不同，但在數值上是一樣的。例如若側滑量是+3.5(mm／m)，也等于+3.5(m／km)。18April2006Page713、單滑板側滑試驗臺的測量原理

單滑板試驗臺僅用一塊滑板，汽車左前輪從這塊滑板上駛過，右前輪則從地面上駛過（假定側滑僅由前束造成）。

(1)左輪正直，右輪有偏斜假設左輪與汽車縱向平面完全平行，右輪調前束時有偏斜。因右輪行駛時有向內側滾動的趨勢，而左輪走在滑板上，右輪的內滾趨勢受不到什么約束(我們在此忽略一些次要因素，例如汽車行駛的慣性，以及滑板相對底座的摩擦力等)，這樣，滑板在右側車輪的側向推力作用下會向左移動一段距離c。汽車的行駛方向也會向左偏斜。可以認為，此時滑板的滑移是右輪造成的。18April2006Page72(2)右輪正直，左輪有偏斜由于右輪完全正直，又走在地面上，它與地面之間的附著力遠遠大于滑板與底座間的摩擦力。于是，汽車會按照直線行駛。而左輪走在滑板上的這段時間里，左輪向內側滾動的趨勢卻受到約束，所以左輪只能邊走邊將滑板推向左側，滑板便會形成滑移量d。所以在這種情況下滑板的滑移是由左側車輪造成的。18April2006Page7318April2006Page74(3)總的效果在左、右車輪都有偏斜(也不論這種偏斜是由前輪外傾還是前束造成)的一般情況下，據前面分析可知，滑板的總滑移量應是左右兩輪共同作用的結果。具體側滑量的計算方法與雙滑板時類似，即有：

18April2006Page754、有關側滑的檢測標準規定國標GB7258-97中規定，機動車轉向輪的橫向側滑量，使用側滑試驗臺(包括雙板和單板試驗臺)檢測時應不大于5m／km。注意：這里所指的是絕對值，即側滑量應在±5m／km之間18April2006Page763.2.3側滑試驗臺的結構及工作原理側滑試驗臺主要包括機械和電氣兩大部分。機械部分滑板、聯動機構、滾輪、彈簧等電氣部分傳感器、信號調理電路、指示儀表18April2006Page7718April2006Page781、機械部分兩塊滑板分別支承在各自四個滾輪上，每塊滑板通過與其連接的導向軸承在導軌內滾動，保證了滑板能夠沿左右方向滑動而限制了其縱向的運動。左右滑板通過中間的三連桿機構連接起來，從而保證兩塊滑板作同時向內或同時向外的運動。相應的位移量通過位移傳感器轉換成電信號，經放大處理后送到指示儀表。復位彈簧可以起到自動復位的作用，以使滑板在不受力時能夠保持中間位置(零位)。18April2006Page792、電氣部分電氣部分依傳感器種類的不同而有不同形式。目前常用的主要有電位計式、自整角機式、差動變壓器式。(1)電位計式測量裝置電位計式測量裝置的原理非常簡單。將一個可調電阻安裝在側滑試驗臺底座上，其活動觸點通過傳動機構與側滑板相連，從而將滑板的位移量變為電位計活動觸點的位移。18April2006Page80

(2)自整角機式測量裝置

自整角機是一種控制電機，它由發送機和接收機組成(A、B、C三相定子繞組;一個轉子勵磁繞組)。

當發送機和接收機的轉子位置一致時，兩臺電機定子繞組中的感應電動勢大小相等、方向相反，在無外力作用時，兩個電機都將處于靜止狀態。

此時若發送機轉子有一角度轉動，則兩臺電機定子感應電動勢不再平衡，在定子回路中將產生均衡電流，此電流的磁場會吸引接收機的轉子也偏轉同一個角度。實現了兩臺電機之間

沒有機械連接、卻可以按同一個角度偏轉的效果。應用中將側滑試驗臺滑板的橫向移動通過杠桿機構齒條齒輪，直線運動旋轉運動發送機，接收機用來驅動儀表指針轉動。儀表指針的偏轉角度側滑板的位移量完全成正比。18April2006Page81(3)差動變壓器式測量裝置

初級和次級線圈都套在一個可以活動的鐵心（隨滑板移動）上，初級線圈中通以交流電--兩段次級線圈中都會感應出交流電壓信號鐵心在中間位置時，兩段次級線圈感應電動勢

大小相等，經整流及差動電路處理后輸出信號為零若鐵心往某一方向移動時，則兩段次級線圈感應電動勢不再相等，經電路處理后便會輸出一個直流差動信號，而且信號的極性與鐵心移動方向有關這種信號送到儀表后，不僅可以指示側滑數值大小，還可以指示數值的正負，也就是滑板移動的方向。18April2006Page82(4)指示儀表指針式、數字式。自整角機式測量裝置一般連接指針儀表（結構簡單、維修方便，直觀）；差動變壓器式連接數字式儀表（單片機系統功能較強）。

18April2006Page83§3-3軸重的檢測軸重是指汽車某一軸所承受的重量。在汽車定期檢驗中，是為了配合制動性能的檢驗而進行軸重測量。3.3.1汽車軸重儀的結構電子式軸重儀由機械稱體(包括承載裝置和傳感器）和顯示儀表兩部分組成，結構比較簡單。

1、機械稱體部分機械稱體部分由機架、承載臺板(秤臺)、傳感器等部件組成。18April2006Page842、顯示儀表部分顯示儀表實際上是一個單片機系統，物理量傳感器放大A／D轉換CPU處理分析、換算譯碼和驅動電路送到LED數碼管十進制數字形式(一般是五位數字)顯示出軸重值。由于采用了智能化儀表，所以軸重儀具有數字濾波、自動零位跟蹤調整、累加等較強的功能，測量精度較高，分辨率可達1kg，示值誤差可達2％以下。對于雙承載板的軸重儀，即可顯示軸重，也可分別顯示左右輪重。18April2006Page853.3.2軸重儀的測量原理軸重儀應滿足以下兩個基本條件：第一，所有傳感器承受的總重量應與被測軸重成正比；第二，在允許范圍內，測量結果應與車輪在承載板上停放的位置無關。設軸重為W，其重心位于稱臺上任意一點M，四個傳感器將會受到大小不等的壓力。四個力的大小比例與M點的位置有關。但四個傳感器的支撐力Fa、Fb、Fc和Fd的總和必定等于軸重W。18April2006Page86方法一：機械結構保障測量載荷W與載荷作用點無關18April2006Page87方法二：應變片串聯保證測量載荷W與載荷作用點無關四個傳感器的應變片采用串聯的方法連接為全橋，這樣無論車輪處于平板的任何位置，可準確的測量汽車軸荷。為便于討論，設在等臂電橋（R1=R2=R3=R4）中只有一個橋臂（單臂）工作。18April2006Page88若橋臂R1的每個應變片的在軸重作用下產生不同的電阻變化時,則：若電橋四臂都工作，輸出電壓是單臂工作的四倍。由此可知：多片串聯工作不能增加電橋的輸出電壓，但在每一個橋臂上可以求取均值，這個均值是四個傳感器在載荷作用下產生的變化量。18April2006Page89§3-4制動性能檢測3.4.1制動性能檢測的意義制動作用強制正在行駛的車輛減速以至停車；防止汽車停在坡路上自行下滑(即駐車制動)；限制下坡行駛的汽車車速；讓汽車行駛的更快。道路條件的改善和提高，汽車平均車速在逐漸提高，從而制動性能對道路交通事故的影響也在加大，汽車制動性能的好壞對行車安全有重要的影響。18April2006Page90

3.4.2制動過程分析1、制動時車輪受力情況當駕駛員突然踩下制動踏板時，制動鼓受到制動蹄的壓力FX而形成摩擦制動力矩Mì，力矩方向與車輪轉動方向相反。即有:其中：

Mì—制動力矩(Nm)；

Fx—制動蹄壓向制動鼓的法向力(N)

ì—制動蹄、鼓間的摩擦系數

r制動鼓半徑(m)。18April2006Page91制動力矩Mì傳到車輪后，對車輪外緣產生的制動力(制動器制動力)。其中

Fb

制動器制動力(N)；

R車輪半徑(m)。18April2006Page92實際上，對汽車的最終制動作用是通過地面實現的。制動時，車輪基本不轉或慢速轉動而汽車卻因慣性作用而有繼續前進的趨勢，于是這種制動作用使車輪對地面將產生—個向前的作用力Fì，其反作用力就是地面對車輪的制動力(地面制動力Fb)。Fb是與制動蹄的壓力，只要不斷加大制動蹄的壓力FX，Fb也可以一直增加下去。Fg是地面給車輪的作用力，它不會超過車輪與地面之間的附著力F?。18April2006Page93若駕駛員逐漸加大施于制動踏板的力Fp，制動蹄鼓間的壓力FX將從零逐漸增加，Fb也逐漸增大，此時地面制動力Fg也隨之增加。在Fp小于一定值Fpo的情況下，地面制動力Fg就等于制動器制動力Fb，而車輪則可能由純滾動逐漸進入邊滾動邊滑動的狀態。當踏板力Fp≥Fpo后，Fb≥F?，而Fg(=F?)不再增加。此時車輪被制動器抱死，再不能滾動，汽車將處完全滑移狀態。18April2006Page942、緊急制動過程分析

駕駛員緊急制動整個過程可分為幾個時間段：(1)駕駛員反應時間t1感觀踩制動踏板。t1=t1’+tl”t1’是駕駛員從遇到制動信號到開始剎車動作的反應時間，

t1”是從剎車動作開始到右腳踩到制動踏板的一段時間。駕駛員反應時間一般為0.3-1.0秒(與生理心理狀況有關）。18April2006Page95(2)制動器作用時間t2制動器作用時間是指從制動器開始動作到它能夠發出最大制動力的一段時間。它由t2’和t2”組成。

t2’是從駕駛員踩到踏板，到產生制動作用的一段時間，也叫制動器反應時間。（自由行程、制動器摩擦副存在著間隙）。

t2”是制動力逐漸增大的過程所對應的時間，或稱為制動力上升時間。制動器作用時間一般為0.2—0.7秒（制動系統的結構型式、踩踏板的速度）。18April2006Page96(3)制動力持續時間t3制動力達到穩定的最大值，制動作用得到充分發揮。是使汽車穩定減速的一段時間。制動力持續時間的長短是不一定（與制動前汽車的初速度、制動力的大小、制動器的性能、路面情況等有關）。緊急制動的目的是要停車，制動力持續到車停下來為止（大約2秒鐘）。18April2006Page97(4)制動釋放時間t4

這是從駕駛員松開踏板直到制動完全消除所需的一段時間。一般為0.2-1.0秒。

18April2006Page983、制動減速度與制動距離的分析（1）制動減速度

F=ma制動力F隨時間變化的曲線與制動減速度的變化曲線是基本一致的(不考慮迎風阻力等因素變化的影響)在GB7258-97標準中，采用了“充分發出的平均減速度”MFDD(MeanFullyDevelopedDeceleration)的概念。MFDD是車輛制動過程中制動減速度的一個比較穩定的平均值，能真實地反映車輛制動系統的實際狀況。MFDD的定義是：制動過程中，車速從：0.8Vo到0.1Vo時段內的平均減速度。即：18April2006Page99在國標GB7258-97以及實用中，采用下式計算MFDD：

Sb——在速度V0和Vb之間車輛駛過的距離(m)；

Se——在速度V0和Ve之間車輛駛過的距離(m)。18April2006Page100

(2)制動距離在t2’段，由于制動器還未起作用，故這段時間內汽車作勻速運動。在t2”段，制動力逐漸增加，汽車的減速度也相應增大。在t3段，制動力達到穩定的最大值，汽車作勻減速運動。在t4段，制動踏板在松開，制動力逐漸減小到零。由于實際制動時，汽車一般會在t3段結束前停下來，可不考慮t4

這段時間對汽車運動的影響。

18April2006Page101制動期間速度和加速度等都在變化，所以制動距離的計算比較復雜。經簡化之后，制動距離可用以下公式計算：18April2006Page1024、緊急制動時的軸荷轉移現象緊急制動時，汽車各軸的實際載荷(動態軸荷)與靜態時的載荷(即軸重)是不同的。制動時，汽車速度急劇減小，汽車有繼續向前沖的趨勢（慣性力的作用Fi）。因汽車重量是通過彈性懸架系統作用在車輪上的。由于慣性力的存在，緊急制動時汽車會產生“點頭”和“翹尾”現象。其最終結果是，盡管汽車的總質量未變。但與靜態時相比，前軸動態載荷增大，而后軸動態載荷減小。18April2006Page1035、制動跑偏與制動側滑現象

(1)制動跑偏是由制動時的左右不對稱因素所引起的。例如左右輪(尤其是轉向輪)產生的地面制動力大小不等、輪胎結構或氣壓不同、懸架剛度有差異、車輛左右兩邊載荷不均以及路面狀況不同等。其結果都會使制動時左右兩側地面制動阻力不等，車輛就容易駛向阻力大的一側。圖中F1、F2、F3，和F4分別為各輪所受地面制動力，其中，左前輪制動力偏大。Fi為汽車總的慣性力。顯然，制動力的合力并不在汽車中心線上，而是偏向左側。這樣，在慣性力Fi和制動阻力共同作用下，汽車就容易向左跑偏。18April2006Page104

(2)制動側滑是制動時車輛產生橫向滑移的現象。若制動時前輪先抱死（失去橫向附著力）而后輪未抱死，此時若前輪受到小的干擾力f，就很容易橫向移動(側滑)，整車會以其后軸S處為中心發生偏轉。但因汽車重心在S點前面，慣性力Fi具有自動回正作用，所以整車尚處于穩定狀態，能夠按直線減速停車，但在彎道上行駛時容易失去方向控制能力。若后輪先抱死（失去橫向附著力），在受到橫向干擾而側滑時，前軸S處成了偏轉中心。此時因慣性力Fi作用在S點的后面，導致車輛立即失去穩定性，極易出現甩尾或打轉現象。所以后軸先抱死是非常危險的。若前、后各輪同時抱死，則可以避免后軸側滑，還可以最大限度地發揮前、后軸的制動效能，算是三者中最好的一種狀況，但制動過強時汽車也會喪失轉向能力。可見，完全抱死的制動對安全行車是不利的。18April2006Page10518April2006Page1063.4.3對制動系統的基本要求及評價指標

1、對制動系統的基本要求

(1)要有足夠的制動力，以保證汽車能夠迅速、平穩地停車。

(2)制動操作要輕便（踏板力、手剎力都不應使駕駛員疲勞），

(3)應具有坡度停車制動的功能(即駐車制動)。

(4)汽車應具有應急制動功能。

(5)不能自行制動。

(6)應具有制動方向穩定性。即在緊急制動時，汽車能夠保持穩定的方向，不至于出現跑偏、側滑(甩尾)之類現象（制動力在前、后軸間分配的合理性）。

(7)應具有制動效能恒定性。也就是指制動器摩擦副的摩擦系數應盡量不受制動器工作時產生的高溫和外界進入的水的影響。18April2006Page1072、制動性能的評價指標從制動效能、制動效能的恒定性、制動時方向穩定性三個方面綜合評價汽車的制動性能。

1)制動效能指制動距離、制動減速度、制動力和制動時間等方面的性能。

①制動距離行車安全的角度。

②制動減速度能反映出制動力的變化，可以用平均減速度MFDD的大小來評價制動性能。

③制動力利用檢測制動力來評價制動性能有許多好處。可以檢查每個輪制動力的大小，進而檢查制動力的分配是否合理、制動力左右是否平衡等，對分析制動器的故障和維修很有幫助。

④制動時間“在緊急制動中，從踏板開始動作至減速度或制動力達到標準規定值的75％時所需的時間”。

18April2006Page1082)制動效能的恒定性

①要求制動器材料應具有抗熱衰退的能力。（摩擦、溫度摩擦系數減小，制動力下降，摩擦片磨損燒壞，而影響制動性能）。

②制動器應具有較好的水濕恢復能力。當制動器被水浸濕后制動力會下降，要求它能夠盡快恢復其制動性能。3)制動時方向的穩定性要求制動時車輛不應出現跑偏；側滑等現象。檢驗時，要求車輛的任何部位都不得超出給定寬度的試車道。18April2006Page1093.4.4國標對檢驗制動性能的有關規定

1、路試檢驗用路試的方法主要檢驗行車制動性能和應急制動性能。這些檢驗應在平坦、堅實、清潔、干燥的水泥或瀝青路面上進行，并且輪胎與地面的附著系數應不小于0.7。

(1)用制動距離檢驗行車制動性能機動車在規定初速度下的制動距離和制動穩定性應符合表3-2。對空載檢驗制動距離有質疑時，可用滿載檢驗的要求進行。

18April2006Page110(2)用充分發出的平均減速度：MFDD檢驗行車制動性能。在規定的初速度下緊急制動時，MFDD和制動穩定性應符合表3-3的要求。并且汽車單車制動協調時間應不大于0.6s，汽車列車制動協調時間應不大于0.8s。(3)應急制動檢驗汽車在空載和滿載情況下進行應急制動性能檢驗，應急制動性能應符合下表的要求。(4)駐車制動性能檢驗在空載狀態下，駐車制動裝置應能保證車輛在坡度為20％(總質量為整備質量的1.2倍以下的車輛為15％)、輪胎與路面間的附著系數不小于0.7的坡道上正、反兩個方向保持不動，其時間不少于5min。檢驗時手剎操縱力應符合有關規定。

18April2006Page11118April2006Page1122、臺試檢驗

(1)制動力檢驗各種汽車在制動試驗臺上測出的制動力應符合表3—5的要求。其中對空載檢驗制動力有質疑時，可用表中規定的滿載檢驗制動力要求進行檢驗。18April2006Page113

(2)制動力平衡要求“在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值，與全過程中測得的該軸左右輪最大制動力中大者之比，對前軸不得大于20％，對后軸在后軸制動力大于等于后軸軸荷的60％時不得大于24％；當后軸制動力小于后軸軸荷的60％時，在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值不得大于后軸軸荷的8％。”

(3)制動力協調時間普通汽車制動協調時間應不大于0.6s，汽車列車制動協調時間應不大于0.8s。

18April2006Page114(4)阻滯力(拖滯)

是解除制動后車輪轉動時受到的殘余阻力。“各車輪的阻滯力均不得大于該軸軸荷的5％”。

(5)駐車制動性能檢驗

車輛應空載，乘坐一名駕駛員，駐車制動力的總和應不小于該車在測試狀態下整車重量的20％；對總質量為整備質量1.2倍以下的車輛，此值為15％。18April2006Page1153.4.5制動檢測設備及檢驗原理

1、第五輪儀第五輪儀能夠測量時間、速度和行程等參數。18April2006Page116

2、減速度儀減速度儀（擺錘式和滑塊式）通過測量制動減速度來檢測制動性能。18April2006Page117若設擺錘質量為m，所受重力為G，在勻減速運動時所受慣性力為一恒定值F，G與F二者沿擺錘運動的切向分力分別為Gt和Ft，則擺錘將在Gt和Ft平衡時保持一個固定位置。根據力的平衡關系，可以得到：

Gsiné=Fcosé

因G=mg，F=ma(其中g為重力加速度，a為制動減速度)，故有因此可以得到

mgsiné=macosé

因此可以得到：

a=gtgé

可見，減速度與擺的偏斜角é的正切成正比。所以只要測量出擺的偏斜角é，就可以算出減速度的大小。

18April2006Page118

3、反力滾筒式制動試驗臺

(1)基本結構機械裝置、智能儀表。機械方面：兩套滾筒(每套兩個)、電動機、減速箱等部件。滾筒用于支撐被測車輪，并承受制動力。電動機一方面提供試驗臺的驅動力，通過減速箱和傳動鏈帶動滾筒轉動；同時，電動機也是接受制動反作用力并將其傳遞給傳感器的重要設備。18April2006Page119滾筒的直徑和表面材料直接影響到測量的精度。從模擬路面的角度看，滾筒的直徑應盡可能大一些，轉速應盡量高一些。但直徑太大、轉速太高則設備費用較高，且占地也大。目前在進口或國內開發的產品中，大體上可劃分為兩類：一類是日本式，特點是小滾筒、低轉速、低成本；另一類是歐洲式，產品傾向于大滾筒和高轉速，成本也比較高。18April2006Page12018April2006Page12118April2006Page122（2）檢測原理18April2006Page123

(3)滾筒試驗臺檢測能力問題高級轎車滾筒試驗臺上測得的總制動力偏小，而路試檢驗卻證明這些車輛的制動性能非常好。檢測時，滾筒帶動車輪轉動。N1、N0分別為滾筒的支撐反力，F1、F2分別為滾筒對車輪的摩擦力，G為輪重(車輪所受載荷)，Mr為制動阻力矩，R是車輪半徑，角á稱為安置角。圖中的FX代表來自非測試車輪的水平約束力(后面將會講到)，此處我們暫設Fx=018April2006Page124根據力學平衡原理，可以得出：18April2006Page125上式說明，后滾筒承受的壓力較前滾筒為大。而且制動力越大，安置角á越小(例如車輪直徑較大)，N2與Nl的差別就越大(N2增大而N1減小)分析表明，當á較小而制動力大到一定程度，有可能出現Nl=0，會影響測試結果的準確性。由于非測試軸的重量以及與地面間存在的附著力，被測車輪以至整車還不至于因此而退出試驗臺水平約束力對提高檢測能力是十分重要的。為了盡可能測到真實的最大制動力，避免被測車輪“爬”上后滾筒，有時不得不在非測試車輪后邊墊上三角塊（用鋼索將車拉住）。18April2006Page126

若á角合適，能測到的制動力就可能大一些。當制動力增大到一定程度后，車輪將被抱死。此時F1與F2也達到了各自的附著力，即18April2006Page127從而滾筒所能提供的最大附著力為：

滾筒所能提供的最大附著力(也就是試驗臺所能測到的最大穩定制動力)F?與輪重G、附著系數?以及安置角有關。而角á又與滾筒直徑、前后滾筒間距以及被試車輪直徑有關。車輪制動力是按在路上實際制動時前后軸的動態軸荷分配的，現代汽車前軸分配的制動力甚至可達整車制動力的80％左右。此時前軸制動力與前軸動態載荷的比例等于或接近附著系數，即約0.75-0.8；但是此制動力與前軸靜態載荷(軸重)之比，常可超過100％。所以，在這種試驗臺上有可能測不到前軸的最大制動力。18April2006Page12818April2006Page129

綜上所述，反力滾筒式制動試驗臺由于所能檢測的最大制動力與安置角、附著系數、軸重(包括被測軸與非被測軸)有關，所以當這些參數不夠大時，往往難以測出最大制動力。18April2006Page130

5、平板式制動試驗臺

(1)平板式制動試驗臺的結構原理它利用汽車低速駛上平板后突然制動時的慣性力作用，來檢驗制動效果、輪重、前輪側滑量等參數。18April2006Page131平板式試驗臺是一種新型的集制動、軸重、懸架效率、測滑多種測試功能于一體的汽車檢測系統。該試驗臺基于動態原理進行檢測，充分考慮了后軸載荷轉移到前軸對制動性能的影響，因而具有如實反映汽車制動性能的獨特優勢，該試驗臺還具有車輪表面附著性能很好、接觸面的干濕程度對測試結果影響小、制動檢測過程中，四塊板可以同步顯示，清楚明確，便于對過程分析、檢測結果沒有系統誤差等特點。18April2006Page132平板試驗臺的工作原理平板式試驗臺一般由測試平板、測量顯示系統和踏板力計組成。平板共6塊，其中4塊為制動（軸重）測試板，一塊為側滑測試板，還有一塊為空板（不起測試作用）。每塊制動（軸重）測試板經過兩類力傳感器與地面固接、安裝在一起，一類是測量汽車行使方向輪胎作用于平板上的水平力傳感器，另一類為測量輪胎作用于平板垂直力的傳感器；側滑板下設置一位移傳感器測量汽車前輪定位參數的綜合變化量（側滑量）。進行檢測時，汽車以5～10公里/小時的速度駛上試驗臺。前輪在通過第一塊制動（軸重）板，經過側滑板，駛向第二塊制動（軸重）板，當前輪處于第二塊制動（軸重）板的幾何中心附近，駕駛員踩下制動踏板，由于慣性力的作用，車輪對平板作用了水平力、垂直力、側滑力，其值分別由拉力