《汽車側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)》（JT/T 507—2021）標(biāo)準(zhǔn)研究

交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院 劉元鵬，仝曉平，王 平

深圳市康士柏實(shí)業(yè)有限公司 李 振

為了保證汽車轉(zhuǎn)向車輪作無(wú)橫向滑移的直線滾動(dòng)，要求轉(zhuǎn)向輪外傾角和前束有適當(dāng)配合，轉(zhuǎn)向輪外傾角產(chǎn)生的外張力與轉(zhuǎn)向輪前束產(chǎn)生的內(nèi)向力相互抵消，以保證轉(zhuǎn)向輪朝正直方向行駛。當(dāng)車輛使用過(guò)程中轉(zhuǎn)向輪外傾角和前束發(fā)生變化，兩參數(shù)的平衡被破壞時(shí)，轉(zhuǎn)向車輪就會(huì)處于邊滾邊滑的狀態(tài)，將產(chǎn)生側(cè)向滑移現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑。通常采用汽車側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“側(cè)滑臺(tái)”）來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量（m/km），向外滑移為正（+）值，向內(nèi)滑移為負(fù)（-）值。

為了適應(yīng)營(yíng)運(yùn)車輛的檢測(cè)需要，交通運(yùn)輸部將《汽車側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)》（JT/T 507—2004）修訂列為2018年交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，經(jīng)過(guò)2年多的研究與試驗(yàn)，交通運(yùn)輸部發(fā)布了新的《汽車側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)》（JT/T 507—2021）標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱“本標(biāo)準(zhǔn)”），自2021年8月1日起實(shí)施。

1 側(cè)滑臺(tái)的分類與結(jié)構(gòu)

側(cè)滑臺(tái)主要用于機(jī)動(dòng)車檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和汽車維修企業(yè)。使用時(shí)，汽車轉(zhuǎn)向輪在不施加轉(zhuǎn)向力的條件下，汽車以不高于5 km/h車速直線駛過(guò)側(cè)滑臺(tái)，測(cè)得轉(zhuǎn)向車輪在滑板縱向有效測(cè)量范圍內(nèi)滾動(dòng)所引起的滑板橫向位移量（mm）與縱向有效測(cè)量長(zhǎng)度（m）之比值，并換算成轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量（m/km）。因此，側(cè)滑臺(tái)應(yīng)具備足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、尺寸和測(cè)量準(zhǔn)確性，綜合考慮側(cè)滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)與檢測(cè)功能，有以下4種分類方式。

（1）按照額定承載質(zhì)量，側(cè)滑臺(tái)分為3 000 kg、10 000 kg及13 000 kg等3個(gè)級(jí)別。

（2）按照縱向有效測(cè)量長(zhǎng)度，側(cè)滑臺(tái)分為500 mm（適用于乘用車檢測(cè)）和1 000 mm（適用于中重型車輛檢測(cè)）2類。

（3）按照使用測(cè)量滑板數(shù)量，側(cè)滑臺(tái)分為單板式側(cè)滑臺(tái)和雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)。

目前普遍使用的是雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)，由機(jī)械裝置連接的左右滑板同步向內(nèi)或向外移動(dòng)，并通過(guò)位移傳感器來(lái)檢測(cè)汽車轉(zhuǎn)向車輪橫向側(cè)滑量。其結(jié)構(gòu)主要由機(jī)械和電氣系統(tǒng)兩部分組成。如圖1所示，機(jī)械部分主要由左右兩塊滑板、聯(lián)桿機(jī)構(gòu)、回零機(jī)構(gòu)（復(fù)位彈簧）、滾動(dòng)元件（滾輪）及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、限位裝置及鎖零機(jī)構(gòu)組成。電氣部分主要包括位移傳感器和電氣儀表，滑板向內(nèi)或向外的位移量通過(guò)位移傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再傳輸給電氣儀表，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后顯示出側(cè)滑量。

圖1 雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖

（4）按照可測(cè)轉(zhuǎn)向軸的軸數(shù)，側(cè)滑臺(tái)分為單轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)和雙轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)。

目前，采用雙轉(zhuǎn)向軸的車輛越來(lái)越多，營(yíng)運(yùn)貨車在重載情況下，轉(zhuǎn)向輪的側(cè)滑量過(guò)大會(huì)加劇輪胎的磨損，易引發(fā)交通事故。《機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法》（GB 38900—2020）要求對(duì)雙轉(zhuǎn)向軸車輛的第一軸、第二軸（輪）橫向側(cè)滑量都要進(jìn)行檢測(cè)。

用于雙轉(zhuǎn)向軸檢測(cè)的側(cè)滑臺(tái)，其結(jié)構(gòu)和工作原理與常規(guī)的單軸側(cè)滑臺(tái)基本相同。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取技術(shù)措施分別測(cè)量第一、第二轉(zhuǎn)向軸（輪）側(cè)滑量數(shù)據(jù)并進(jìn)行評(píng)判。目前采用的技術(shù)方法主要有以下2種。

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

2） 在現(xiàn)有雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)臺(tái)體上進(jìn)行技術(shù)改造，采用滑板能快速回位的常規(guī)側(cè)滑臺(tái)，稱為滑板“快速回位”方式。

2 基本功能

《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258—2017）規(guī)定；使用側(cè)滑臺(tái)檢測(cè)汽車轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑時(shí)，對(duì)前軸采用非獨(dú)立懸架的汽車（前軸采用雙轉(zhuǎn)向軸時(shí)除外），轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量值不應(yīng)大于±5 m/km。因此，側(cè)滑臺(tái)的最小測(cè)量量程為10.0 m/km，側(cè)滑臺(tái)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(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量的顯示功能，可通過(guò)二次儀表（工控機(jī)、單片機(jī)及顯示裝置等）予以實(shí)現(xiàn)。

（2）側(cè)滑臺(tái)應(yīng)具有通信接口、聯(lián)網(wǎng)可控，并提供接口定義及相關(guān)通信協(xié)議。數(shù)字式儀表顯示應(yīng)穩(wěn)定，無(wú)缺劃、閃爍等現(xiàn)象。

（3）側(cè)滑臺(tái)工作時(shí)，滑板應(yīng)處于自由放松狀態(tài)，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(tài)時(shí)，如運(yùn)輸、搬運(yùn)及停止使用，滑板應(yīng)能鎖止。

（4）單機(jī)使用或未與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的側(cè)滑臺(tái)，應(yīng)具有超限聲響或燈光報(bào)警功能，測(cè)量數(shù)據(jù)保持時(shí)間應(yīng)不少于8 s。

3 誤差及檢測(cè)準(zhǔn)確性

3.1 示值誤差

示值誤差是測(cè)量?jī)x器設(shè)備重要的性能指標(biāo)，決定測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度，側(cè)滑臺(tái)的示值誤差包括靜態(tài)示值誤差和動(dòng)態(tài)示值誤差，反映的是系統(tǒng)誤差。

從國(guó)外同類產(chǎn)品看，日本安全公司（Anzen）、彌榮公司（Iyasaka）規(guī)定的側(cè)滑臺(tái)靜態(tài)示值誤差為±0.2 m/km。我國(guó)的應(yīng)用實(shí)踐也表明，側(cè)滑臺(tái)靜態(tài)示值誤差為±0.2 m/km較為合理，可以滿足在用汽車檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求。

由于汽車轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量的檢測(cè)是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，被測(cè)車輪離開滑板的瞬間，側(cè)滑量為最大值，而電氣系統(tǒng)的濾波方式會(huì)使測(cè)量值產(chǎn)生滯后，從而影響動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間和測(cè)取最大側(cè)滑量，因此需要規(guī)定動(dòng)態(tài)示值誤差的要求。動(dòng)態(tài)示值誤差是評(píng)價(jià)側(cè)滑臺(tái)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，反映電氣系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到給定標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的響應(yīng)速度，直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，側(cè)滑臺(tái)的動(dòng)態(tài)示值誤差為±4%。

3.2 示值重復(fù)性

檢測(cè)數(shù)據(jù)“重復(fù)性”反映儀器設(shè)備多次檢測(cè)結(jié)果的離散度和可信度。示值重復(fù)性是評(píng)價(jià)靜態(tài)示值離散度指標(biāo)，分別計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)3次示值之間的最大差值，側(cè)滑臺(tái)的示值重復(fù)性為±0.1 m/km。

3.3 零位誤差

當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向輪通過(guò)側(cè)滑臺(tái)滑板后，儀表顯示并輸出檢測(cè)結(jié)果，其后，在復(fù)位彈簧的作用下，滑板回到初始位置（零位），此時(shí)，儀表顯示側(cè)滑量應(yīng)為零，方可進(jìn)行下一輛車的檢測(cè)。由于復(fù)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(cè)量精確度的前提下，給出適當(dāng)?shù)牧阄辉试S誤差，側(cè)滑臺(tái)零位誤差為±0.2 m/km。對(duì)于單轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)本標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了零位允許誤差，無(wú)需規(guī)定回位時(shí)間。

3.4 示值漂移

示值漂移反映儀器設(shè)備電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及環(huán)境條件（特別是溫度的變化）對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響程度。理論上，測(cè)量結(jié)果不應(yīng)隨環(huán)境條件產(chǎn)生變化，而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將示值漂移控制在最小程度。具體要求為：側(cè)滑臺(tái)滑板位移至5.0 m/km位置并保持穩(wěn)定，30 min內(nèi)，示值漂移應(yīng)不超過(guò)±0.2 m/km。

4 雙轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)的回位時(shí)間

對(duì)于雙轉(zhuǎn)向軸車輛的側(cè)滑量檢測(cè)，目前采用“快速回位”結(jié)構(gòu)方式的較多，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向輪完成檢測(cè)駛離滑板后，滑板應(yīng)在第二轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向輪駛?cè)牖迩翱焖倩氐搅阄?，并完全靜止，這個(gè)時(shí)間過(guò)程稱為回位時(shí)間，以便進(jìn)行第二轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向輪的檢測(cè)。對(duì)于雙轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)，回位時(shí)間與零位誤差同步進(jìn)行，當(dāng)零位誤差符合±0.2 m/km要求時(shí)，方可進(jìn)行回位時(shí)間試驗(yàn)。

營(yíng)運(yùn)貨車雙轉(zhuǎn)向軸的軸距一般在1 500 mm～2 100 mm，按最小軸距計(jì)算，再考慮輪胎的接地面壓痕，第一轉(zhuǎn)向軸（輪）與第二轉(zhuǎn)向軸（輪）最近接地點(diǎn)間的距離在1 300 mm左右。為了科學(xué)確定回位時(shí)間，選擇雙轉(zhuǎn)向軸車輛，按測(cè)試車速上限5 km/h通過(guò)側(cè)滑臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，從示波器讀取電壓變化，計(jì)算側(cè)滑臺(tái)滑板回零并處于靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間，即得到回位時(shí)間（ms），10次試驗(yàn)結(jié)果見表1所列。由表1可知，各側(cè)滑位移量下測(cè)得的最大回位（零）時(shí)間分別為160 ms、140 ms、200 ms、140 ms、280 ms、220 ms。另外，當(dāng)側(cè)滑位移量為5.0 m/km時(shí)，示波器測(cè)得的波形如圖2所示。

根據(jù)表1和圖2的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行如下分析。

圖2 側(cè)滑位移量為5.0 m/km時(shí)測(cè)得的波形（截屏）

表1 雙轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)位移量與回位時(shí)間

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

（2）在測(cè)試時(shí)，滑板位移向外比向內(nèi)移動(dòng)時(shí)間略長(zhǎng)，這是由于位移傳感器內(nèi)部彈簧所致。

（3）從雙轉(zhuǎn)向軸的軸距范圍分析，由于采用的回位方式結(jié)構(gòu)不同，側(cè)滑位移量從±5 m/km回到±0.2 m/km以內(nèi)，響應(yīng)時(shí)間不大于300 ms，才能保證滑板在第二轉(zhuǎn)向軸車輪駛?cè)牖迩巴瓿苫匚唬悖﹦?dòng)作，以滿足即將進(jìn)行的第二轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向輪的檢測(cè)。

因此，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于采用“快速回位”方式的雙轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)向軸通過(guò)側(cè)滑臺(tái)滑板后，滑板回到初始零位的時(shí)間應(yīng)不大于300 ms。對(duì)于采用“兩次定位”方式的雙轉(zhuǎn)向軸側(cè)滑臺(tái)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)向軸通過(guò)側(cè)滑臺(tái)滑板后，側(cè)滑量顯示示值應(yīng)在300 ms以內(nèi)清零。

5 測(cè)滑臺(tái)滑板要求

5.1 滑板位移同步性

雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)由機(jī)械裝置連接的左、右滑板應(yīng)同步向內(nèi)或向外移動(dòng)，當(dāng)機(jī)械連接裝置加工裝配不良、連接軸承及軸承座間隙過(guò)大時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致左、右滑板位移不同步，從而影響檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，需要對(duì)側(cè)滑臺(tái)左、右滑板的位移同步性做出如下規(guī)定：雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)的左、右滑板同步誤差不大于±0.1 mm。

5.2 滑板移動(dòng)所需作用力

雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)，其滑板安裝有復(fù)位彈簧，保證滑板發(fā)生位移后可自動(dòng)回到原來(lái)位置，側(cè)滑臺(tái)的滑板移動(dòng)應(yīng)靈活平穩(wěn)，無(wú)明顯的阻滯現(xiàn)象。由于復(fù)位彈簧具有一定的拉伸力，加上滑板自重和與導(dǎo)軌的摩擦阻力，會(huì)使滑板位移時(shí)產(chǎn)生一定的阻力，這一阻力客觀存在，又不可或缺。當(dāng)阻力過(guò)小時(shí)，影響滑板回位；當(dāng)阻力過(guò)大時(shí)，影響滑板位移，故應(yīng)對(duì)此指標(biāo)進(jìn)行約束，即滑板從零位開始位移至0.1 m/km時(shí)，所需作用力應(yīng)不大于60 N；滑板從零位開始位移至5.0 m/km時(shí)，所需作用力應(yīng)不大于120 N。

5.3 滑板表面處理

汽車轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量是轉(zhuǎn)向輪前束和轉(zhuǎn)向輪外傾角綜合作用的結(jié)果，由此可見，汽車轉(zhuǎn)向車輪與側(cè)滑臺(tái)滑板相接觸，車輪的橫向側(cè)向力作用于滑板，使滑板產(chǎn)生向外或向內(nèi)位移。

顯然，當(dāng)側(cè)滑臺(tái)滑板表面的附著系數(shù)過(guò)低時(shí)，車輪與滑板之間會(huì)產(chǎn)生滑移，車輪側(cè)向力不能完全傳遞，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。因此，側(cè)滑臺(tái)滑板表面需要有一定的附著系數(shù)（不小于0.7），應(yīng)采用防滑材料或防滑工藝。

5.4 滑板撓度

側(cè)滑臺(tái)滑板是主要承載平面單元，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)應(yīng)確保側(cè)滑臺(tái)滑板具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，避免被測(cè)車輛重載下產(chǎn)生過(guò)大變形或塑性變形，從而導(dǎo)致疲勞損壞和測(cè)量失準(zhǔn)。側(cè)滑臺(tái)滑板撓度的要求如下：在額定承載狀態(tài)下，側(cè)滑臺(tái)滑板的最大撓度應(yīng)不大于5 mm/m。

6 導(dǎo)軌與滾動(dòng)元件硬度要求

6.1 滑板承載導(dǎo)軌

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

6.2 滑板限位導(dǎo)軌

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

6.3 滾動(dòng)元件

滾動(dòng)元件（滾輪）是側(cè)滑臺(tái)滑板產(chǎn)生位移時(shí)的運(yùn)動(dòng)部件，同時(shí)起到支撐滑板重力載荷的作用，通常一個(gè)滑板配有4個(gè)滾輪支撐。對(duì)滾動(dòng)元件的要求如下。

（1）滾動(dòng)元件的尺寸公差等級(jí)不得低于加工精度IT8級(jí)。

（2）滾動(dòng)元件的形狀公差：圓度、圓柱度不得低于8級(jí)。

（3）滾動(dòng)元件的洛氏硬度（HRC）為45～50。

7 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)目前采用的位移傳感器主要有2種：電位計(jì)式和差動(dòng)變壓器式。位移傳感器是將位移量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（輸出電壓），通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并送入單片機(jī)處理，得出的側(cè)滑量值由儀表顯示出來(lái)。

7.1 數(shù)據(jù)采集

對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)，不同的數(shù)據(jù)采集頻率對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和測(cè)量結(jié)果有不同程度的影響，同時(shí)也影響到不同生產(chǎn)廠家產(chǎn)品之間示值可比性。采樣頻率過(guò)高可能會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，而采樣頻率過(guò)低，可能造成部分檢測(cè)數(shù)據(jù)的丟失。此外，側(cè)滑臺(tái)的數(shù)據(jù)采集只涉及橫向側(cè)滑量一個(gè)參數(shù)，且無(wú)系統(tǒng)控制參數(shù)，采樣頻率可取偏大值。因此，規(guī)定側(cè)滑量的數(shù)據(jù)采集頻率應(yīng)不小于100 Hz，以便于各生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)一、規(guī)范。

7.2 電氣系統(tǒng)的安全性

電氣系統(tǒng)的安全性是機(jī)電設(shè)備的重要技術(shù)要求，關(guān)系到安全生產(chǎn)和設(shè)備可靠性。對(duì)側(cè)滑臺(tái)電氣系統(tǒng)的安全性提出如下要求。

（1）應(yīng)能經(jīng)受50 Hz、1.5 kV，歷時(shí)1 min的耐電壓試驗(yàn)，不應(yīng)出現(xiàn)擊穿、飛弧等現(xiàn)象。

（2）系統(tǒng)絕緣電阻應(yīng)不小于5 MΩ。

（3）應(yīng)有接地保護(hù)端子，該端子旁應(yīng)有金屬制作的接地標(biāo)志，使用安裝時(shí)應(yīng)可靠接地。

8 側(cè)滑臺(tái)的裝配質(zhì)量

總成、部件加工質(zhì)量好，但裝配不良，整機(jī)性能仍會(huì)受到影響，因此，裝配質(zhì)量尤為重要，整機(jī)裝配的要求如下。

（1）承載導(dǎo)軌和滾動(dòng)元件應(yīng)清潔、潤(rùn)滑，滾動(dòng)元件滾動(dòng)自如，并應(yīng)與上、下承載導(dǎo)軌同時(shí)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。