《汽车侧滑检验台》（JT/T 507—2021）标准研究

交通运输部公路科学研究院 刘元鹏，仝晓平，王 平

深圳市康士柏实业有限公司 李 振

为了保证汽车转向车轮作无横向滑移的直线滚动，要求转向轮外倾角和前束有适当配合，转向轮外倾角产生的外张力与转向轮前束产生的内向力相互抵消，以保证转向轮朝正直方向行驶。当车辆使用过程中转向轮外倾角和前束发生变化，两参数的平衡被破坏时，转向车轮就会处于边滚边滑的状态，将产生侧向滑移现象，称为转向轮横向侧滑。通常采用汽车侧滑检验台（以下简称“侧滑台”）来检测转向轮横向侧滑量（m/km），向外滑移为正（+）值，向内滑移为负（-）值。

为了适应营运车辆的检测需要，交通运输部将《汽车侧滑检验台》（JT/T 507—2004）修订列为2018年交通运输标准计划，经过2年多的研究与试验，交通运输部发布了新的《汽车侧滑检验台》（JT/T 507—2021）标准（以下简称“本标准”），自2021年8月1日起实施。

1 侧滑台的分类与结构

侧滑台主要用于机动车检验检测机构和汽车维修企业。使用时，汽车转向轮在不施加转向力的条件下，汽车以不高于5 km/h车速直线驶过侧滑台，测得转向车轮在滑板纵向有效测量范围内滚动所引起的滑板横向位移量（mm）与纵向有效测量长度（m）之比值，并换算成转向轮横向侧滑量（m/km）。因此，侧滑台应具备足够的结构强度、尺寸和测量准确性，综合考虑侧滑台的结构与检测功能，有以下4种分类方式。

（1）按照额定承载质量，侧滑台分为3 000 kg、10 000 kg及13 000 kg等3个级别。

（2）按照纵向有效测量长度，侧滑台分为500 mm（适用于乘用车检测）和1 000 mm（适用于中重型车辆检测）2类。

（3）按照使用测量滑板数量，侧滑台分为单板式侧滑台和双板联动式侧滑台。

目前普遍使用的是双板联动式侧滑台，由机械装置连接的左右滑板同步向内或向外移动，并通过位移传感器来检测汽车转向车轮横向侧滑量。其结构主要由机械和电气系统两部分组成。如图1所示，机械部分主要由左右两块滑板、联杆机构、回零机构（复位弹簧）、滚动元件（滚轮）及导向机构、限位装置及锁零机构组成。电气部分主要包括位移传感器和电气仪表，滑板向内或向外的位移量通过位移传感器转换成电信号，再传输给电气仪表，经数据处理后显示出侧滑量。

图1 双板联动式侧滑检验台的结构示意图

（4）按照可测转向轴的轴数，侧滑台分为单转向轴侧滑台和双转向轴侧滑台。

目前，采用双转向轴的车辆越来越多，营运货车在重载情况下，转向轮的侧滑量过大会加剧轮胎的磨损，易引发交通事故。《机动车安全技术检验项目和方法》（GB 38900—2020）要求对双转向轴车辆的第一轴、第二轴（轮）横向侧滑量都要进行检测。

用于双转向轴检测的侧滑台，其结构和工作原理与常规的单轴侧滑台基本相同。设计时应采取技术措施分别测量第一、第二转向轴（轮）侧滑量数据并进行评判。目前采用的技术方法主要有以下2种。

1）采用两套相互独立并能将侧滑板面自动锁止/解锁的侧滑台，称为滑板“两次定位”方式。

2） 在现有双板联动式侧滑台台体上进行技术改造，采用滑板能快速回位的常规侧滑台，称为滑板“快速回位”方式。

2 基本功能

《机动车运行安全技术条件》（GB 7258—2017）规定；使用侧滑台检测汽车转向轮横向侧滑时，对前轴采用非独立悬架的汽车（前轴采用双转向轴时除外），转向轮横向侧滑量值不应大于±5 m/km。因此，侧滑台的最小测量量程为10.0 m/km，侧滑台显示及输出的物理量单位为米每千米（m/km），显示装置分辨力为0.1 m/km，且具有以下基本功能。

（1）汽车转向轮横向侧滑量的显示功能，可通过二次仪表（工控机、单片机及显示装置等）予以实现。

（2）侧滑台应具有通信接口、联网可控，并提供接口定义及相关通信协议。数字式仪表显示应稳定，无缺划、闪烁等现象。

（3）侧滑台工作时，滑板应处于自由放松状态，但为了避免滑板受到其他外力作用造成损坏，在非工作状态时，如运输、搬运及停止使用，滑板应能锁止。

（4）单机使用或未与计算机控制系统联网的侧滑台，应具有超限声响或灯光报警功能，测量数据保持时间应不少于8 s。

3 误差及检测准确性

3.1 示值误差

示值误差是测量仪器设备重要的性能指标，决定测量结果的准确性和可信度，侧滑台的示值误差包括静态示值误差和动态示值误差，反映的是系统误差。

从国外同类产品看，日本安全公司（Anzen）、弥荣公司（Iyasaka）规定的侧滑台静态示值误差为±0.2 m/km。我国的应用实践也表明，侧滑台静态示值误差为±0.2 m/km较为合理，可以满足在用汽车检测标准法规的要求。

由于汽车转向轮横向侧滑量的检测是个动态过程，被测车轮离开滑板的瞬间，侧滑量为最大值，而电气系统的滤波方式会使测量值产生滞后，从而影响动态响应时间和测取最大侧滑量，因此需要规定动态示值误差的要求。动态示值误差是评价侧滑台动态响应的技术指标，反映电气系统在规定的时间内达到给定标准信号的响应速度，直接影响测量结果的准确性，侧滑台的动态示值误差为±4%。

3.2 示值重复性

检测数据“重复性”反映仪器设备多次检测结果的离散度和可信度。示值重复性是评价静态示值离散度指标，分别计算各测量点3次示值之间的最大差值，侧滑台的示值重复性为±0.1 m/km。

3.3 零位误差

当汽车转向轮通过侧滑台滑板后，仪表显示并输出检测结果，其后，在复位弹簧的作用下，滑板回到初始位置（零位），此时，仪表显示侧滑量应为零，方可进行下一辆车的检测。由于复位弹簧刚度变化及回位部件装配、磨损等因素影响，回位可能偏离零位，需要在不影响测量精确度的前提下，给出适当的零位允许误差，侧滑台零位误差为±0.2 m/km。对于单转向轴侧滑台本标准只规定了零位允许误差，无需规定回位时间。

3.4 示值漂移

示值漂移反映仪器设备电气系统的稳定性，以及环境条件（特别是温度的变化）对测量结果的影响程度。理论上，测量结果不应随环境条件产生变化，而在实际设计时，应将示值漂移控制在最小程度。具体要求为：侧滑台滑板位移至5.0 m/km位置并保持稳定，30 min内，示值漂移应不超过±0.2 m/km。

4 双转向轴侧滑台的回位时间

对于双转向轴车辆的侧滑量检测，目前采用“快速回位”结构方式的较多，当第一转向轴转向轮完成检测驶离滑板后，滑板应在第二转向轴转向轮驶入滑板前快速回到零位，并完全静止，这个时间过程称为回位时间，以便进行第二转向轴转向轮的检测。对于双转向轴侧滑台，回位时间与零位误差同步进行，当零位误差符合±0.2 m/km要求时，方可进行回位时间试验。

营运货车双转向轴的轴距一般在1 500 mm～2 100 mm，按最小轴距计算，再考虑轮胎的接地面压痕，第一转向轴（轮）与第二转向轴（轮）最近接地点间的距离在1 300 mm左右。为了科学确定回位时间，选择双转向轴车辆，按测试车速上限5 km/h通过侧滑台进行试验，从示波器读取电压变化，计算侧滑台滑板回零并处于静止状态的时间，即得到回位时间（ms），10次试验结果见表1所列。由表1可知，各侧滑位移量下测得的最大回位（零）时间分别为160 ms、140 ms、200 ms、140 ms、280 ms、220 ms。另外，当侧滑位移量为5.0 m/km时，示波器测得的波形如图2所示。

根据表1和图2的试验结果进行如下分析。

图2 侧滑位移量为5.0 m/km时测得的波形（截屏）

表1 双转向轴侧滑台位移量与回位时间

（1）滑板在位移量为10.0 m/km时，电磁铁吸合，滑板回位（零）最大响应时间不大于280 ms，且电磁铁松开后，滑板零位误差不超过±0.2 m/km。

（2）在测试时，滑板位移向外比向内移动时间略长，这是由于位移传感器内部弹簧所致。

（3）从双转向轴的轴距范围分析，由于采用的回位方式结构不同，侧滑位移量从±5 m/km回到±0.2 m/km以内，响应时间不大于300 ms，才能保证滑板在第二转向轴车轮驶入滑板前完成回位（零）动作，以满足即将进行的第二转向轴转向轮的检测。

因此，本标准规定：对于采用“快速回位”方式的双转向轴侧滑台，当第一转向轴通过侧滑台滑板后，滑板回到初始零位的时间应不大于300 ms。对于采用“两次定位”方式的双转向轴侧滑台，当第一转向轴通过侧滑台滑板后，侧滑量显示示值应在300 ms以内清零。

5 测滑台滑板要求

5.1 滑板位移同步性

双板联动式侧滑台由机械装置连接的左、右滑板应同步向内或向外移动，当机械连接装置加工装配不良、连接轴承及轴承座间隙过大时，均会导致左、右滑板位移不同步，从而影响检验检测结果的准确性，因此，需要对侧滑台左、右滑板的位移同步性做出如下规定：双板联动式侧滑台的左、右滑板同步误差不大于±0.1 mm。

5.2 滑板移动所需作用力

双板联动式侧滑台，其滑板安装有复位弹簧，保证滑板发生位移后可自动回到原来位置，侧滑台的滑板移动应灵活平稳，无明显的阻滞现象。由于复位弹簧具有一定的拉伸力，加上滑板自重和与导轨的摩擦阻力，会使滑板位移时产生一定的阻力，这一阻力客观存在，又不可或缺。当阻力过小时，影响滑板回位；当阻力过大时，影响滑板位移，故应对此指标进行约束，即滑板从零位开始位移至0.1 m/km时，所需作用力应不大于60 N；滑板从零位开始位移至5.0 m/km时，所需作用力应不大于120 N。

5.3 滑板表面处理

汽车转向轮横向侧滑量是转向轮前束和转向轮外倾角综合作用的结果，由此可见，汽车转向车轮与侧滑台滑板相接触，车轮的横向侧向力作用于滑板，使滑板产生向外或向内位移。

显然，当侧滑台滑板表面的附着系数过低时，车轮与滑板之间会产生滑移，车轮侧向力不能完全传递，从而导致测量误差。因此，侧滑台滑板表面需要有一定的附着系数（不小于0.7），应采用防滑材料或防滑工艺。

5.4 滑板挠度

侧滑台滑板是主要承载平面单元，在设计生产时应确保侧滑台滑板具有足够的结构强度和刚度，避免被测车辆重载下产生过大变形或塑性变形，从而导致疲劳损坏和测量失准。侧滑台滑板挠度的要求如下：在额定承载状态下，侧滑台滑板的最大挠度应不大于5 mm/m。

6 导轨与滚动元件硬度要求

6.1 滑板承载导轨

侧滑台滑板所受车轮载荷作用于承载导轨之上，滚动元件在承载导轨上使滑板产生位移，故导轨应具有一定的硬度和耐磨性。滑板承载导轨的洛氏硬度（HRC）为40～45。

6.2 滑板限位导轨

滑板限位导轨是确保滚动元件直线位移轨迹的部件，与滑板承载导轨硬度要求相同，滑板限位导轨的洛氏硬度（HRC）为40～45。

6.3 滚动元件

滚动元件（滚轮）是侧滑台滑板产生位移时的运动部件，同时起到支撑滑板重力载荷的作用，通常一个滑板配有4个滚轮支撑。对滚动元件的要求如下。

（1）滚动元件的尺寸公差等级不得低于加工精度IT8级。

（2）滚动元件的形状公差：圆度、圆柱度不得低于8级。

（3）滚动元件的洛氏硬度（HRC）为45～50。

7 电气系统

电气系统目前采用的位移传感器主要有2种：电位计式和差动变压器式。位移传感器是将位移量转变为电信号（输出电压），通过A/D转换成数字量，并送入单片机处理，得出的侧滑量值由仪表显示出来。

7.1 数据采集

对于测量系统，不同的数据采集频率对系统的稳定性、响应时间和测量结果有不同程度的影响，同时也影响到不同生产厂家产品之间示值可比性。采样频率过高可能会使系统不稳定，而采样频率过低，可能造成部分检测数据的丢失。此外，侧滑台的数据采集只涉及横向侧滑量一个参数，且无系统控制参数，采样频率可取偏大值。因此，规定侧滑量的数据采集频率应不小于100 Hz，以便于各生产企业统一、规范。

7.2 电气系统的安全性

电气系统的安全性是机电设备的重要技术要求，关系到安全生产和设备可靠性。对侧滑台电气系统的安全性提出如下要求。

（1）应能经受50 Hz、1.5 kV，历时1 min的耐电压试验，不应出现击穿、飞弧等现象。

（2）系统绝缘电阻应不小于5 MΩ。

（3）应有接地保护端子，该端子旁应有金属制作的接地标志，使用安装时应可靠接地。

8 侧滑台的装配质量

总成、部件加工质量好，但装配不良，整机性能仍会受到影响，因此，装配质量尤为重要，整机装配的要求如下。

（1）承载导轨和滚动元件应清洁、润滑，滚动元件滚动自如，并应与上、下承载导轨同时接触。

（2）滑板装配后，其纵向的位移量不大于0.1 mm。

（3）滑板基面与框架上平面间的高度差为±2.0 mm。

（4）滑板与框架前、后方向的边隙不大于5.0 mm。