車輛胎壓對汽車檢驗側滑測試及剎車測試的影響

張堅 顧曉明 金柏龍

摘 要：主要探討車輛胎壓對汽車檢驗的影響，汽車檢驗的項目為側滑測試及剎車測試。以五種不同的胎壓16、22、32、48及51 PSI 進行測試，并分析胎壓對側滑測試及剎車測試的影響，以探討胎壓對測試法規的適用性。側滑測試系統（屬定位系統）以機械性連桿機構為主，包含前束，后傾角，外傾角，內傾角及轉向前展等五項角度的量測。以雙筒式滾輪剎車測試器量測剎車力及平衡度。結果顯示胎壓從16至51 PSI 車輛的側滑度，剎車力及平衡度皆在法規規定范圍內。

關鍵詞：汽車檢驗;策劃測試;剎車測試

在科技日新月異發展下，汽車工業也隨著大幅改變，從早期的引擎多以機械結構為主要動作方式。但因電子工業的大量興盛，現今的汽車零件也取而代之用電子設備作為驅動車輛的主力，不管科技如何演變，汽車工業仍為所更的產業中不可缺少的角色，因汽車在人們日常環境中占更的重要角色無法由其它運輸設備所替代，可知汽車在人們一般生活中所占的角色是如此重要，自然的汽車的安全性也當無可避免[1]。對車輛的安全行駛性將更賴車輛定期檢驗為安全把關的守護工作。

汽車檢驗為政府機關為汽車所更人及使用人甚至一般道路上行人等把關的最后手段，促使汽車使用人在車輛安全無虞情況下行駛于道路上，汽車檢驗依賴立法者訂定概括條款后再行授權行政機關訂立道路安全規則使車輛受檢驗時更依循標準，依道路安全規則將檢驗的種類區分成新車檢驗、定期檢驗、臨時檢驗，此次所作研究是針對車輛定期檢驗項目中的車輛側滑（一般外界所稱的底盤定位系統）及車輛剎車前輪系統作研究，但不會連同后輪系統作研究，原因在于車子的剎車系統在動作時，全車剎車80%左右由前輪剎車作制動效果，后輪所占剎車效能只更少量的20 %左右，所以前輪剎車制動的效果是如此重要[2，3]。另外研究側滑系統的原因是為使車輛在行駛中獲得穩定性不可缺少的因素[4]。本研究針對車輛檢驗時儀器設備對車輛胎壓的影響作利弊得失的探討，可作為現行車輛檢驗時參考的依據。

1 研究方法

測試項目包含車重測試，側滑測試及剎車測試，測試車輛為HONDA ACCORD AMC DXAF 4D。將車輛進行基本保養，使車輛在正常狀況下以三個公司所制造的檢驗設備進行測試。以五種不同的胎壓 16、22、32、48 及 51 PSI 進行測試，并分析探討胎壓對側滑測試及剎車測試的影響，以探討胎壓對測試標準的適用性。側滑測試系統（屬定位系統）以機械性連桿機構為主，包含前束，后傾角，外傾角，內傾角及轉向前展等五項角度的量測。以雙筒式滾輪剎車測試器量測剎車力及平衡度。

2 實車測試分析

實車測試分析輪胎壓力對車輛檢驗時的誤差影響，將車輛區分成五種輪胎壓力，分別為 16、22、32、48 及 51 PSI 五種胎壓進行測試，對車輛側滑及車輛剎車測試儀器誤差數值作比較及分析，在 5 種數值區分成原廠車輛設定胎壓狀態為 32 PSI，在 50 %時所得胎壓為 16 PSI及70 %時為22.4 PSI，大于150 %時為48 PSI，大于160 %時胎壓為51.2 PSI。

利用輪胎壓力變化對側滑及剎車效能的測試結果作分析。由五種不同種類的胎壓分別輸入車輛輪胎 16、22、32、48 及 51 PSI 壓力，所得的實測數據分析后再分類成側滑度及剎車力和平衡度，結果如表1所示。行駛的汽車因制動、轉動慣性和其他原因，引發某一軸的車輪或兩軸的車輪出現橫向移動（即向側面發生甩動）的現象，稱為側滑。汽車側滑，有四輪側滑、前輪側滑、后輪側滑三種情況。車輛的側滑度取決于前輪定位前束及內傾角、外傾角的角度變化大小，但車輪的胎壓增加或減少，將會對輪胎因胎壓壓力增加后車輪輪胎駛過活動滑板時，輪胎面與滑板接觸面積的減少使滑動板位移量也隨之增加，相反輪胎的胎壓減少接觸面積增大，輪胎與滑板間受胎面積增加將減少滑板位移量，產生滑板受面積的制動效果[5，6]。

在輪胎壓力 16 PSI 時側滑度只更+0.1，胎壓從 22 PSI 至 32 PSI時胎壓側滑度達到-0.7 差距較大，由此可以判定側滑度隨胎壓增加向-IN 負向移動之后趨向平穩，側滑度也在法規標準正負 5.0 范圍內。制動性能是汽車主要性能之一，它關系到行車安全性。評價一輛汽車的制動性能最基本的指標是制動加速度、制動距離、制動時間及制動時方向的穩定性。剎車系統多為碟式剎車系統及鼓式剎車系統，實測的系統為碟式剎車系統，利用輪胎壓力大小進行對左右兩輪剎車力比較獲得兩輪剎車力的差是否在平衡度范圍內。汽車的制動力取決于制動器的摩擦力，但能使汽車制動減速的制動力，還受地面附著系數的制約。當制動器產生的制動力增大到一定值時，汽車輪胎將在地面上出現滑移。車輛剎車測試器主要為利用兩滾筒，前滾筒驅動另一滾筒止動原理來達成車輛剎車時輪胎因滾筒接觸產生摩擦力，摩擦力變為滾筒的阻力，阻力使滾筒驅動力降低將降低的數據由計算機分析后，轉變成實測結果的數據。

胎壓增加到 48 PSI 壓力時兩輪的左輪剎車力為 337 kg 右輪剎車力 267 kg，此時平衡度差別最大，平衡度公式（大剎車力-小剎車力）÷大剎車力×100%。兩輪剎車力差約在 20.8%，相反的胎壓 32 PSI 壓力時則左右兩車的剎車力分別為左輪 290 kg 右輪為 291 kg，獲得的平衡度在 0.3%，反而降低了兩輪平衡度的差，由此可判定胎壓升高會隨輪胎接觸面積減少導致平衡度升高，但再將胎壓增加致 51 PSI 時反而降低，可知胎壓在 32 PSI 時應屬最合于標準，32 PSI為原廠所設定的壓力，輪胎壓力與兩輪的平衡度之關系在壓力愈高的情況下平衡度也會隨著升高，但升高到 51 PSI 時會再下降至 6.9%。將前輪和后輪的剎車相加所獲得的力，就是總剎車力，計算剎車總力公式，摩擦力等于正向力（如果是平地，則正向力就是車重）乘以摩擦系數 Fr=μN;Fr 是摩擦力，μ是摩擦系數，N 是正向力。手剎車力檢驗時把計算機測試所獲得數據與標準相互比較即可判斷是否合于標準值。總剎車力及手剎車力在五種胎壓下所獲得的結果都在法規標準范圍內。

3 結論

結果顯示，胎壓從 16 至 51 PSI 車輛的側滑度，剎車力及平衡度皆在法規規定范圍內。輪胎氣壓增大可使車輛側滑增大，但這種現象不明顯。本研究針對車輛檢驗時儀器設備對車輛胎壓的影響作利弊得失的探討，可作為現行車輛檢驗時參考的依據。

參考文獻：

[1]王建強，蘇建，賈正銳等.汽車車輪側滑量檢測存在問題及對策研究[J].汽車技術，2004（07）：30-32.

[2]張俊，朱浮聲，武澤鋒.剎車時輪胎動態接觸壓力的三維有限元分析[J].東北大學學報（自然科學版），2007，28（11）：1652-1655.

[3]張開生，李躍華，郭國法等.一種自動改變機動車胎壓的緊急制動裝置及其方法：CN 103507792 A[P].2014.

[4]孫昊，黃旭英，莊敏等.傳感器在汽車上的應用和發展[J].時代汽車，2017（12）：39.

[5]褚桂陽.關于側滑檢測暨修改標準問題的探討[J].公路交通科技，2000，17（02）：64-66.

[6]徐永能，劉述芳，施樹明等.獨立懸架車輛轉向輪側滑及其影響因素的試驗研究[J]. 汽車技術，2006（12）：34-37.