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分析汽车转向轮侧滑量不合格的原因

转向轮侧滑量是车辆性能检测中的一个重要项目，其数值大小反映了转向轮定位参数的准确

程度，通过对其有效分析，有利于快速排查出故障部位，进而采取针对性措施消除隐患，保

证车辆行驶的操纵性和稳定性正常有效。本文在分析了转向轮侧滑量异常的表现形式和影响

因素的基础上，提出了相关预防及消除措施。

1转向轮侧滑量的形成机理

为了保证车辆在行驶过程中有灵敏的操纵性和可靠的稳定性，减少轮胎磨损，车辆在设计时

将转向轮与车桥之间的相对位置形成一定的角度，从而形成了不同的定位参数，称之为“前

轮定位”，通常包括4个方面，即前轮外倾、主销内倾、主销后倾和前轮前束。由于前轮定

位参数的存在，轮胎在行驶过程中并不是向正前方单纯的滚动，而是边滚动边产生横向滑移，

进而形成转向轮侧滑。其中起主要作用的有2个参数：一是前轮外倾角引起的外倾侧滑量；

二是前轮前束角引起的外倾侧滑量。如图1所示，当车轮具有正外倾角时，其轮轴中心的延

长线必定与地面在一定距离处有一个交点口，车轮在滚动时，车轮会绕D点转动。在实际

运动中，由于有车桥的约束，车轮不可能向外滚动，那么向前运动的车轮就有向外侧滚动的

趋势。当车轮通过滑动板时，存在于车轮与滑板之间的弹性附着力就会推动滑动板向内产生

距离为Sa的位移，即为正外倾角所引起的侧滑分量。如图2所示，由于存在前轮前束，因

此形成了前束角（设定前轮前端向内偏移的角度为正，向外偏移的角度为负）。具有正前束

角的车轮在前进时，车轮有向内滚动的趋势，但因受到车桥的约束，在实际前进时，车轮不

可能向内侧滚动，但在通过滑动板时，由于车轮与滑动板间的附着作用，车轮就会推动滑动

板产生向外侧的距离为St的位移，即为正前束角引起的侧滑分量。

2转向轮侧滑的检测原理

目前在台试车辆性能时，均利用双联式侧滑试验台来检测转向轮的侧滑量，其工作原理为：

当车轮通过侧滑台滑动板时，由前轮前束和前轮外倾合并形成的侧向力大于滑动板与支撑滚

轮间摩擦力和弹簧弹性恢复力之和时，车轮向前滚动的同时便会带动滑动板向左或向右滑动，

滑动量的大小即为侧滑量的大小，最终通过位移传感器测出，显示并形成检测结果。

通过对转向轮侧滑检测原理的分析可知，前束引起的侧滑在前进与后退行驶时，其量相等，

方向相反；外倾角引起的侧滑在前进与后退行驶时，其量相等，方向相同。前进行驶时，由

正前束引起的侧滑滑动板向外移动，负前束则相反；由正外倾角引起的侧滑滑动板向内移动，

负外倾角则相反。后退行驶时，由正前束引起的侧滑滑动板向内移动，负前束则相反；由正

外倾角引起的侧滑滑动板向内移动，负外倾则相反。侧滑台滑动板向外侧移动为正，滑动板

向内侧移动为负，若侧滑量在规定范围内，则表明前轮前束与前轮外倾角匹配正确；若侧滑

量超出标准，且为正值时，则表明前轮前束过大或负外倾角太大；若侧滑量超出标准且为负

值时，则表明负前束值太大或正前轮外倾角过大。

3转向轮侧滑量异常的表现形式

转向轮定位参数如不准确，会造成转向沉重、跑偏及轮胎异常磨损等现象，其中轮胎出现异

常磨损的机率较高，其原因为侧滑量超标，即表明前轮外倾角与前轮前束不匹配，轮胎在滚

动的同时产生横向滑动，胎冠表面与路面之间出现滑移，从而形成不正常磨损。从理论分析

可知，前轮外倾角越大，所产生的外倾侧向力也越大，造成的轮胎磨损也更严重，而随着前

束值的增加，轮胎的相对磨损量也会增大。因前轮定位参数不正常而造成的轮胎异常磨损的

现象通常表现为以下2种情况。

（1）轮胎单侧磨损量过大。当前轮外倾角过大时，轮胎外侧出现早期磨损；当外倾角过小

时，轮胎内侧出现早期磨损。

（2）轮胎胎面羽状磨损。当前轮前束不正确时，将使车轮滚动过程中产生大的侧向力，导

致轮胎胎面羽状磨损。

4影响转向轮侧滑量的因素

影响转向轮侧滑量的因素主要有以下几个方面。

（1）车辆的结构设计。对于同等质量的车辆而言，如采用发动机前置、前桥驱动的布置形

式，前桥的承载量相对较高，前轮所受的垂直载荷也要大，因此前轮侧滑量易超标；同理，

采用发动机后置、后桥驱动的车辆，前轮侧滑量则不易超标。此外，对于前置前驱车辆，由

于前驱动轴与万向传动装置为一体，其传动转向装置中各传动副、支承轴承、止推垫片等都

会由于受夕肋影响而产生磨损，出现轴向和径向间隙，驱动力必须消除这些间隙后才能传递

到轮毅上，因此在传动同时使传动产生径向跳动和轴向窜动，必然在车轮上产生轴向力，从

而造成车辆侧滑。而前置后驱车辆的前轮是被动轮，前进的动力是由车身通过悬架机构传递

的，不直接作用在转向轮上，而转向轮