车轮侧滑的检测诊断研究汽车专业毕业论文(编辑修改稿)

车轮侧滑的检测诊断研究汽车专业毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

离原点的距离， 1x 处的接地压力为 ： )1(4 11m lxlxpp c  () 式中： pm为最大接地压力， N； cp 为轮胎接地点离原点 1x 处的接地压力， N。 若在整个接地印迹内对接地压力积分，并使之与垂直载荷相等，则得 ： zm Pwp 312 （ ） 于是 ： mp wlPz23 （ ） 式中： zP 为垂直载荷。 具有前束角的车轮在地面滚动时，车轮滚动方向与汽车行驶方向有一夹角 β，此角度即为车轮前束角。 由于车轮滚动方向与汽车行驶方向不一致，致使轮胎接地处产生 侧 6 向变形，如图 所示。 轮胎胎面橡胶在接地前端 O 点开始和地面接触， OX 为车辆行驶方向， OBC 表示轮胎侧向变形量。 在 X 坐标轴，自 O 至 A 的区域内，轮胎与路面呈粘着状态，不发生相对滑移，称为附着区。 胎面橡胶的侧向剪切变形为 βtgcx1 ，侧向变形产生侧向应力 yf 为： βtgcxfy 1 （ ） 在附着区内产生的侧向力 Fy可以通过对正 fy在附着区内积分求得 : yF =cw hl tgx0 11 dxβ （ ） 应力 xf 随着 1x 增大，在到达点 A 之后轮胎侧向应力与地面附着力相 等，胎面橡胶与地面发生相对滑移，我们称此滑移为前束侧滑。 从此轮胎接地点进入滑移区。 OA 的长度 hl 由式 ()和式 ()求得 : βμ tgclllllp hhhsm  )1(4 （ ） 式中： sμ 为最大摩擦系数。 于是由式 （ ） 得： )61( s2 βμ tgPcwlllzh  （ ） 图 前束轮胎的轮胎变形情况 滑移区内的的滑动摩擦系数 dμ 随侧向滑动速度 V 变化，可由下式求得： 7 Vasd μμ （ ） 式中： a 为修正系数。 在滑动区内滑动速度平均值可以近似按下式求： βVtgV  （ ） 式中： V为汽车直线行速度 ,km/h。 于是滑动摩擦系数为： βμμ sd aVtg （ ） 此时轮胎侧向应力 dyf 为 ： dd pμcyf  （ ） 在滑移区内产生的侧向力 dyF ，可以通过对 dyf 在滑移区内积分求得 ：   llmdy h lxlxwpF 1d11 dxμ)1(4 （ ） 将 dyy FF 称之为前束侧向力，并用 βF 以表示，则有下式成立，即 ：    h hl llmdyy dxlxlxwtgxcwFFF 0 1d1111β μ)1(p4dxβ （ ） 车轮接地点通过滑移区之点后滑移结束，新的侧偏和滑移又将开始。 可见，只有前束角的车轮在地面上滚动时，也在接地处与地面发生相对滑移，并产生前束侧向力；不过，前束侧向力与外倾侧向力方向相反，使得前束侧滑与外倾侧滑的方向也相反。 前束角加大，前束侧向 力也随之加大，导致前轮侧滑增大。 车轮具有外倾与前束时侧滑情况分析 通过上述分析我们知道，前束侧向力与外倾侧向力方向相反，前束侧滑与外倾侧滑的方向相反。 当车轮通过可以左右自由滑移的滑板时，外倾角的存在使滑板承受向内的外倾侧向力，滑板向内侧滑移；前束角的存在使滑板承受向外的前束侧向力，滑板向外侧滑移；若规定滑板向外滑移侧滑量为“负”，向内滑移侧滑量为“正”，当前轮同时具有外倾角和前束角时，车轮总的侧滑量 H 可由下式确定， 即： LSSH 21  () 式中： H 为侧滑量， m/ Km； 1S 为外倾角引起的滑板侧滑距离， mm； 2S 为前束角 8 引起的滑板侧滑距离， mm； L 为滑板长度， m。 由式 ()可以推出，若 H 0，说明前束角相对偏大； H 0，说明外倾角相对偏大；H =0，说明外倾角与前束角达到理想匹配状态。 需要指出，车轮外倾角与前束角在车辆使用中随车辆使用条件不同而有所不同，所以，在实际工作中不可能使二者达到上述理想的匹配状态，但是，我们可以通过合理检测、适当调整使其达到最佳匹配状态，即前轮侧滑量达到最小值。 综上所述，外倾侧向力的大小与外倾角和车轮侧倾刚度成正比； 外倾侧向力使车轮滚动时在接地处产生侧偏，侧偏产生侧向应力；当侧向应力大于地面附着力时，轮胎相对地面产生向内的侧滑，即外倾侧滑；外倾角加大，外倾侧滑随之增加。 前束角的存在使车轮的滚动方向偏离车辆直线行驶方向，使轮胎在接地处发生侧偏，并产生侧向应力；侧向应力在轮胎接地印迹内的积分即为前束侧向力，前束侧向力的大小与轮胎所承受的垂直载荷、前束角、轮胎接地印迹、轮胎横向弹性系数、地面滑动摩擦系数有关。 当前束侧向力大于地面附着力时，车轮产生向外的侧滑，即前束侧滑。 当车轮同时具有外倾角前束角，且大小与车辆技术状况相匹配时 ，可以使外倾侧向力与前束侧向力最大限度地相互抵消，前轮侧滑量达到最小值 [2][3]。 9 3 汽车侧滑试验台的结构与工作原理 汽车侧滑检测方式有静态检测和动态检测两种。 静态检测是利用车轮外倾角仪和前束尺测量车轮在静止状态下的定位参数，多用于汽车维修厂。 动态检测是指汽车在行驶状态下测量转向轮向内或向外的侧滑量，用于汽车定期检测，主要确定转向系统技术状态是否正常。 动态检测在侧滑检测台上进行：让汽车行驶过可以在横向自由滑动的滑板上，当车辆通过检验台时，滑板向内移动，则测 量值为负；滑板向外移动，则测量值为正。 《机动车运行安全技术条件》规定：汽车转向轮横向滑移量，用汽车侧滑试验台检测时应不大于 5m/km[4]。 转向轮定位值引起的侧滑 前束引起的侧滑 转向轮有了前束后，在滚动过程中向内收拢，只是由于转向桥不可能缩短，因此，在实际滚动过程中才不至于真正向内滚拢。 但由此而形成的这种内向力势必成为加剧轮胎磨损的隐患。 又假设让两个只有前束而没有外倾的转向轮向前驶过，如图 所示的滑动板，也可以看到左右转向轮下的滑动板在转向轮内向力的反作用力的推动下，出现图 中虚线所示分别向外侧滑移的现象。 其单边转向轮的外侧滑量 tS 为： 239。 LLSt  （ ） 图 由车轮前束引起滑动板的侧滑 10 外倾角引起的侧滑 转向轮外倾角的存在，在滚动过程中车轮将力图向外张开，只是由于转向桥不可能伸长，因此，在实际滚动过程中才不至于真正向外滚开。 但由此而形成的这种外张力势必成为加剧轮胎磨损 等的隐患。 假设让两个只有外倾而没有前束的转向轮同时向前驶过两块相对于地面可以左右滑动的滑动板，就可以看到左右转向轮下的滑动板在转向轮外张力的作用力的推动下，出现如图 中虚线所示，将分别向内侧滑移。 其单边转向轮的内侧滑量 Sc 为： 239。 39。 LLSc  （ ） 侧滑试验台就是应用上述滑板原理来检测出转向轮的侧滑量的。 图 由车轮外倾角引起滑板的侧滑 滑板式侧滑试验台的结构与工作原理 侧滑试验台的结构 汽车侧滑检验设备按其测量参数可以分为两类：一类是测量车轮侧滑量的滑板式侧滑试验台，另一类是测量车轮侧向力的滚筒式侧滑试验台。 上述两种试验台都属于动态侧滑试验台。 滑板式侧滑试验台，按其结构又可分为单板式侧滑试验台和双板式恻滑试验台两种形式。 前者只有一块侧滑板，检验时汽车只有一侧车轮从试验台上通过，后者共有左右两块侧滑板，检验时汽车左、右车轮同时从侧滑板上通过。 它们一般均由测量装置、指示装置和报警装置等组成，下面主要介绍双板式侧滑试验台。 (1)测量装置 测量装置由框架、左右两块滑动板、杠杆 机构、回位装置、滚轮装置、导向装置、锁止装置、位移传感器及信号传递装置等组成。 该装置能把前轮侧滑量测出并传递给指 11 示装置。 滑动板的下部装有滚轮装置和导向装置，两滑动板之间连接有曲柄机构、回位装置和锁止装置。 在侧向力作用下，两滑动板只能在左右方向上作等量同向位移，在前后方向上不能位移。 按滑动板位移量传递给指示装置方式的不同，测量装置可分为机械式和电测式两种。 机械式侧滑试验台，不便于远距离传输，近年来已很少使用。 电测式测量装置是把滑动板的位移量通过位移传感器变成电信号，再经过放大与处理而传输给指示装置的一种结 构形式，可以借助于导线，将测量结果长距离传输，或与控制单元接通，处理十分方便。 (2)指示装置 指示装置有指针式和数字式。 指针式指示装置如图 所示，指示装置能把测量装置传递来的滑动板侧滑量，按汽车每行驶 1km侧滑 lm定为一格刻度，所以每一格代表汽车每行驶 1km侧滑 lm。 根据指针偏向 IN 或 OUT 的方向确定出侧滑方向。 IN 表示正前束， OUT 表示负前束。 图 指针式指示装置 1指针式表头； 2报警用蜂鸣器或信号灯； 3电源指示灯； 4导线； 5电源开关 近年来国内各厂家生产的侧滑 试验台采用数字式指 示装置，多以单片机进行数据采集和处理 ， 因 而具有操作方便、运行可靠、抗干扰性强等优点，同时还能对检测结 果进 图 数字式指示装置 1。