前轮侧滑的数据分析
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前轮侧滑的数据分析
赵 绪 阁
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前轮侧滑的数据分析
车辆的前轮定位参数由四个方面：前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、
主销内倾角，各参数之间的配合情况直接影响到方向的操作稳定性、燃油的
消耗量、轮胎磨损等问题。目前最简单的检测手段是通过侧滑仪试验台进行
的动态检测，检测线上的检测方法，均是利用侧滑仪单一前进行时来测量的，
但是我们认为，其单一前进测量的数据合格与否，不能作为前轮定位参数配
合状况的判定依据，下面进行分析。
1、前轮侧滑产生的原因
前轮侧滑是由车轮外倾角与车轮前束之间的配合决定的。有的车辆在运
行中车轮不是向正前方单纯的滚动，而是前轮将产生横向滑移，其根本原因
就是有横向力作用在前轮上。因为力是改变物体运动状态的原因，因此，我
们将从力的角度来分析。
1）由外倾角引起的外倾侧向力
图1
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设汽车的前轮外倾角为α，当这种车轮在不受约束地在地面上滚动时，
车辆将绕着车轮的旋转轴线与地面的交点O滚动（见图1），而实际上由于车
轿的束缚，两个车轮只能按给定的方向直线行驶，因此，车轮中心将作用一
侧向力Fy，把车轮“拉”回到直线行驶方向。与此同时，地面也产生一个与
Fy方向相反的侧向反作用力Yy，这就是前轮的外倾侧向力，具有负外倾（内
倾角）的车轮运动的情况与此相反。
2）由前束引起的前束侧向力
具有前束的车轮，在不受约束地向前滚动时，前轮将偏离原来直线行驶
的方向而向内运动，同样也由于车桥的束缚，必须有一个侧向力把车轮“推”
到给定的直线行驶方向，同时地面也将产生一个与之相反的侧向反作用力，
这就是前束侧向力，具有负前束的车轮运动情况与此相反。
从上述分析可知：前束侧向力与外倾侧向力，作用力的方向相反，作用
点均为胎面与地面接触的中心点。因此，我们可以说：任何一个由外倾角引
起的侧向力都应有一个相对应的前束侧向力与之相平衡。这就是前束与外倾
角的最佳配合。当外倾侧向力与前束侧向力不能相平衡时，车辆在运行中将
向侧向力大的方向滑移，这就是转向轮侧滑的原因。
2．利用侧滑仪试验台检测前轮侧滑的基本原理
利用侧滑试验台检测前轮侧滑的基本原理是：当汽车直线行驶通过侧滑
板时，由于侧向力的作用，将使滑板产生横向滑动，其移动量既为前轮的侧
滑量，侧滑量的大小与侧向力的大小成正比，侧滑的方向与胎面所受到的侧
向力方向相反。
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当然，我们在讨论利用侧滑仪试验台测量前轮侧滑时，基于以下的两种
理想状态：
⑴ 轮胎是刚性的，即轮胎不存在侧偏特性；
⑵ 车辆行驶方向垂直于滑板横向移动的方向。另外，对车辆有以下几种
技术要求：
① 车辆通过滑板的行驶速度不超过3km/h；
② 轮胎气压应符合规定值，胎面应不粘有油污、水渍及杂物等；
③ 不允许在试验台上制动、转向；
④ 测量时，双手应轻扶方向盘。
由力的分析而明确：当车辆通过滑板时，前束引起的侧滑在前进与后退
行驶时，其侧滑量相等，侧滑的方向相反；外倾角引起的侧滑在前进与后退
行驶时，其侧滑量相等，侧滑的方向相同。前进行驶时，由正前束引起的侧
滑滑板向外移动，负前束则相反；由正外倾角引起的侧滑滑板向内移动，负
外倾角则相反。后退行驶时，由正前束引起的侧滑滑板向内移动，负前束则
相反；由正外倾角引起的侧滑滑板向内移动，负外倾则相反。
因此：
设：滑板向内移动的侧滑为正(十)
滑板向外移动的侧滑为负(一)
前束引起的侧滑量为X
则：正前束引起的侧滑为负(一)
负前束引起的侧滑为正(十)
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外倾角引起的侧滑量为Y
则：正外倾角引起的侧滑为正(十)
负外倾角引起的侧滑为负(一)
汽车前进行驶时的前轮侧滑为A
汽车后退行驶时的前轮侧滑为B
根据两种假设条件，将出现以下几种情况：
1) 利用滑板向内移动的侧滑为正(十)的假设
我们将分为四种情况加以讨论。
(1) 如果前束为正，外倾角为正
则：A＝—X十Y
B＝X十Y
推导出：2ABX 2BAY
得出关系式：∣A∣≤B，B≥0
(2) 如果前束为负，外倾角为正
则：A＝X十Y
B＝—X十Y
推导出：2BAX 2BAY
得出关系式：∣B∣≤A，A≥0
（3）如果前束为正，外倾角为负
则：A＝—X— Y
B＝ X —Y
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推导出：2ABX 2BAY
得出关系式：∣B∣≤—A，A≤0
（4）如果前束为负，外倾角为负
则：A＝X—Y
B＝ —X—Y
推导出：2BAX 2BAY
得出关系式：∣A∣≤—B，B≤0
以上四种命题均可逆。
从上面的推导公式可总结出：
由前束引起的侧滑量值均为：
2
BAX
由外倾角引起的侧滑量值均为：
2
BAY
2) 利用滑板向外移动的侧滑为负(一)的假设，推导过程与上述相同，这里
就不加赘言。当然，我们也可有其它的假设，如用滑板向内移动的侧滑为负(一)
等，其最终的结论均相同。
3．应用正确的检测方法，充分利用侧滑仪的功能来检测汽车前轮前束与
外倾角的配合情况。
我们认为，利用侧滑仪试验台检测前轮侧滑的正确方法为：车辆前进行
驶前轮驶过滑板，然后车辆后退行驶前轮驶过滑板。利用上面的推导出的关
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系式，说明了以下几个问题：
1) 前束、外倾角对侧滑的影响程度
如：前进行驶测量滑板向内移动5m／km。后退行驶测量滑板向外移动7
m／km
则：A＝5，B＝一7，代入公式得出：由前束引起的侧滑量为：
2
BAX
=6(m/km)
由外倾角引起的侧滑量为：
2
BAY
=1(m/km)
表明：由前束引起的侧滑量大于由外倾角引起的侧滑量。
2) 判定前束、外倾角是否符合技术要求
现有车辆除个别车型外，前轮前束与外 倾角均为正值，但在实际使用
中可能出现负前束或负外倾的现象，我们利用侧滑仪测量的数据和滑板移动
的方向即可检测判定出来，如上例，条件上符合关系式(4)，则其前束为负前
束，外倾角为负外倾。
3) 合理地调整前轮的侧滑量
实测时，前轮侧滑量较大，不应该单一地调整前束，即横拉杆的长度，
而忽略外倾角的变化，导致调整后车辆在运行中可能出现方向操纵不稳定，
高速运行的摆振，轮胎磨损严重等不良现象。
如：前进行驶测量滑板外移8m／km
后退行驶测量滑板向外移动6m／km
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则：A＝一8，B＝一6，代入公式得出：
由前束引起的侧滑量为：
2BAX=1(m/km)
由外倾角引起的侧滑量为：
2
BAY
=7(m/km)
从A和B的关系可看出，符合关系式(3)。
表明：
(1) 前束为正，外倾角为负；
(2) 外倾角引起的侧滑量超过前束引起的侧滑量。
因此，对于这种车辆就应合理地调整外倾角，使其前轮侧滑量正常。
4)目前《机动车安全运行技术条件》(GB7258—97)对前轮侧滑量的规定
为不超过5m/km，如果前进行驶滑板向内或向外移动量不超过5m／km，从数
值上认为其前束与外倾角配合良好，合格，但实际上再后退行驶测量，我们
将发现以下几个问题：
(1) 前进行驶测量滑板向内移动量不超过5m／km，即0≤A≤5。
则：①如果B≤一A，符合关系式(4)
表明：前束为负，外倾角为负。
②如果一A≤B≤A，符合关系式(2)
表明：前束为负，外倾角为正。
③如果B ≥A，符合关系式(1)
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表明：前束为正，外倾角为负
（2）前进行驶测量滑板向外移动量不超过5m／km，即一5≤A≤0，
则：①如果B≤A，符合关系式(4)
表明：前束为负，外倾角为负。
②如果A≤B≤一A，符合关系式(3)
表明：前束为正，外倾角为负。
③如果B≥一A，符合关系式(1)
表明：前束为正，外倾角为正。
从上面的分析可知，《机动车安全运行技术条件》(GB7258—97)就应该对
前轮侧滑量的检测方法有明确的规定。我们建议：应该采用前进行驶测量和
后退行驶测量前轮的侧滑量，且对最终的检测结果加以分析判定。
